仪器仪表测量误差的产生原因分析

发表时间:2021/1/5   来源:《科学与技术》2020年27期   作者: 陈喆 许丕儒
[导读] 在测量工作开展过程中,误差的出现为所难免。不过我们可以通过一系列方法使误差数值降低
        陈喆 许丕儒
        大庆油田第三采油厂规划设计研究所  大庆油田第一采油厂第四油矿         
        摘要:在测量工作开展过程中,误差的出现为所难免。不过我们可以通过一系列方法使误差数值降低,从而使误差之于测量的影响变得越来越少。本文对测量仪器、测量方法、测量环境因素对测量误差的产生因素进行了深入研究,根据这些原因提出了降低误差的方法。
        关键词:仪器仪表;测量;误差
        引言
        在使用仪器仪表开展测量工作的时候,无论是测量人员的疏忽大意还是测量仪器本身的原因,都可能导致测量数据与实际数据存在偏差,这就是人们所说的误差。误差在测量工作中的出现非常正常,但是我们必须明白误差会给实际测量工作和后续数值的分析带来一些影响。所以要使误差尽量降低,对仪器仪表误差产生的原因进行研究,讨论降低误差的方法具有重要的现实意义。
        1仪器仪表测量过程中误差产生原因分析
        首先,使用仪器仪表开展测量工作的时候,仪器仪表自身存在的问题有可能导致误差。具体说来这些误差分为两种,一种是制造误差,另一种是测量原理误差。测量原理误差指的是设计仪器仪表的时候所采用的原理只是与理论工作原理相近而已。这种误差是众所周知的,所以对这种误差的修正大家已经做了充足的准备。使用仪器仪表的时候对这种设计误差进行修正,就能够有效避免此类误差。制造误差指的是仪器仪表由多个零部件构成,在组装的时候如果出现失误就可能导致测量方面的误差出现。仪器仪表组装过程中的失误在所难免,误差也非常常见,但是仪器使用过程中要做好仪器仪表的订正工作,使其准确性得到保证。
        其次,通过仪器仪表开展测量工作的时候,测量方法不标准也会导致误差的出现。其中对准原因、测量的原因和定位原因是这些误差出现的三个重要原因。定位原因指的是使用仪器仪表开展测量工作的时候所选择的基准面和定位位置不够科学,导致测量结果与实际值出现误差。面对这种情况就应该选择合适的机面和位置来开展测量工作,从而有效规避测量误差的出现。测量误差指的是在接触测量过程里面,能让接触面更加可靠需要进行一定程度的压力施加。然而,压力的施加往往会导致被测量的设备和测量设备之间因为这种压力而发生变形。测量设备和被测量设备的变形使得测量误差出现,这种误差即为测量的误差。误差往往出现在体型细长的设备上,比如刻线尺等设备。在这种形势下,就应该通过科学受力支点位置的选择使这种误差得到降低。
        测量方法误差指的是对准原因所导致的误差,这里面还包括了读数对准误差以及测量对准误差。前者指的是测量人员在对仪器仪表测量数据读取的过程中视线与刻度不够垂直所造成的误差。如果人的视线在刻度线的下方,则所得数据与数据实际值相比要偏高。如果位于刻度线的下方,则所得数据与实际值相比偏低。对准误差指的是定位欠佳导致的误差,测量方向不垂直、测量头偏移等多属于此类误差。通常来讲,测量人员技术水平对对准误差的大小有决定作用。
        第三,通过仪器仪表开展测量工作的时候,外界环境因素的影响也会导致误差的出现。在具体测量工作里面,有时候工作人员需要到野外环境对具体物体进行测量,而这时候测量仪器仪表的周围环境会发生很大变化,周围环境的温度湿度与实验室中有很大区别。

在阳光环境中,这些温度、湿度等环境因素都会对测量结果产生影响。而且很多仪器仪表对温度、湿度非常敏感,一旦这些环境因素发生变化,测量数值就会发生相应的变化。比如进行长度测量的时候,卡尺就会因为温度变化而发生膨胀或收缩,测量误差随之出现。此外,工作人员自身原因也会导致误差出现。有些测量人员技术水平不高,他们对仪器仪表的使用不够熟练,这时候测量值与实际值之间的偏差会变大,从而对数据准确性产生影响。而且有些工作人员对测量结果最后一位小数应该四舍五入还是直接取整不调确定,一旦工作人员的选择不正确,就会导致较大误差的出现,甚至会对最终仪器检定结果产生影响。所以在测量工作开展过程中,工作人员的业务水平专业能力也非常重要,工作人员应该对相关的法律法规和标准非常熟悉,这样才能够保证自己的仪表使用过程中科学合理,使测量工作与国家的相应标准流程相符。工作人员还应该对各类仪器仪表制造方法和使用原理进行深入了解,检定部门还应该对仪器仪表检定工作人员的责任心加以强调,从而降低检测过程中出现的各类误差。
        2仪器和测量方法对测量误差的影响
        测量方法导致的误差主要包括两个层面,首先是所使用的流程标准与规定不符导致误差。比如,根据相关要求测量的时候需要把仪器进行垂直摆放,而实际测量过程中却没有垂直摆放仪器或者在测量之前没有按照流程校准测量仪器。此外,另一种对误差产生影响的因素是仪器使用错误而导致的。比如,人们使用万能表测量高度电压,而万能表自身就具有一定内阻,这就会对电压产生分流作用影响电压测量,误差变得很大。
        3降低误差的方法讨论
        第一,使用仪器仪表开展测量工作的时候,要通过准确度更高的仪器进行校准,从而弄清楚仪器本身误差出现的原因和表现形式,从而在工作中有意识的消除误差。
        第二,通过对基准面位置、受力方向以及读数方式方法的调整来规避因为测量方法出现问题而导致的误差。
        第三,针对环境因素产生的误差可以通过二次校准的方式消除误差。比如当外部环境湿度较高的时候,卡尺刻度间距会随之增大。所得数据与实际数据出现误差的时候,就可以对所读取数据通过科学的二次校准和调整来降低误差。在测量工作中工作人员的工作态度也非常重要,这样才能保证测量数据的准确性。
        
        参考文献
        [1]朱展枢. 电子测量的误差分析及修正措施[J]. 科技信息(学术研究),2007,(23):170+172.
        [2]陆汝常. 电气试验中的测量误差分析[J]. 电气试验,2005,(02):60-63+19.
        [3]谢海霞. 电子测量误差的分析与减小方法[J]. 琼州大学学报,2004,(05):26-28.
        作者简介:陈喆,男,1992年1月出生,汉族,吉林省梅河口,2014年毕业于黑龙江科技大学电气工程及其自动化专业,仪表计量岗,现工作于大庆油田第三采油厂规划设计研究所。
        许丕儒,女,1992年6月出生,汉族,黑龙江省大庆市,2014年毕业于东北石油大学软件工程专业同时取得东北石油大学石油工程专业第二学历,动态管理岗,现工作于大庆油田第一采油厂第四油矿。
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