电工仪表误差与准确度分析

电工仪表的准确度是指测量结果（示值）与被测量的真实值（真值）之间相接近的程度，它是测量结果准确程度的量度，是电工仪表的一个主要特性。准确度等级较高（0.1、0.2、0.5 级）的仪表常用来进行精密测量或校正其他仪表。仪表的准确度与其误差有关，但无论仪表制造得多精确，仪表示值与真值之间总存在误差。仪表误差主要有两类：一是基本误差，它是仪表在正常工作条件下，由于仪表制造工艺的限制，仪表结构本身的缺陷所造成的误差。如标尺刻度不准确、弹簧的永久变形、零件位置安装不正确等因素引起的误差都是基本误差。二是附加误差，它是仪表因环境温度改变、外电场或外磁场的影响、波形非正弦等外界因素对仪表读数的影响造成的。在这种非正常的工作条件下进行测量，测量方法不完善，读数不准确等。

1.测量误差

测量的目的是希望通过测量求取被测量的真值。测量值与被测量的真值之间的差值称为测量误差。随着科学技术的发展，对于测量精确度的要求越来越高，要尽量控制和减小测量误差，使测量值接近真值，所以测量工作的价值取决于测量的精确程度。当测量误差超过一定限度时，由测量工作和测量结果所作的结论或发现将是没有意义的，甚至会给工作带来危害，因此对测量误差的控制就成为衡量测量技术水平乃至科学技术水平的一个重要方面。但是，由于误差存在的必然性与普遍性，因而人们只能将它控制在尽量低的限度内，而不能完全消除它。测量误差产生的原因很多，其表现形式也多种多样，有仪器仪表本身的误差、测量方法和手段不当、观测者的感官差异、测量人员操作经验不足等。

测量误差主要有三大类。

1）系统误差

在测量过程中保持不变的误差称系统误差（又称装置误差）。它反映了测量值偏离真值的程度。凡误差的数值固定或按一定规律变化的都属于系统误差。系统误差是有规律的，因此可以通过实验的方法或引入修正值的方法予以修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。

2）粗大误差

粗大误差（又称过失误差）是指明显偏离真值的误差。它主要是由于测量者的粗心及仪器仪表突然受到外界强干扰所引起的。比如读错、记错数据，外界尖峰电压干扰等造成的误差。测量时如发现粗大误差，应该及时予以剔除。

3）随机误差

在同一条件下，多次测量同一被测量，有时会发现测量值的大小有变动，误差的绝对值和正负以不可预见的方式变化，这类误差称为随机误差（又称偶然误差）。它反映了测量值离散性的大小。多数随机误差都服从某种的统计规律（正态分布）。根据数理统计及概率理论可知，当存在随机误差时，是有办法得到测量值的近似值的。

测量误差根据其不同的特征一般有3 种表示方法。

1）绝对误差Δ

绝对误差Δ 是仪表的示值Ax 与被测量的真值A0 之间的差值。即

绝对误差的单位与被测量的单位相同，绝对误差的符号有正、负之分。对准确度较高的仪表一般都给出校正值，以便在测量时校正被测量的读数，从而提高测量的准确度。

2）相对误差γ(www.xing528.com)

相对误差γ 又称示值误差，它是绝对误差Δ 与被测量的真值A0 之比，用百分数表示，即

在实际测量过程中，真值一般很难确定，工程中在已知误差很小或要求不高的场合，常常用示值Ax 代替真值A0 来近似求出相对误差γ。

3）引用误差γm

对于同一台仪表，示值不一样，相对误差也不同，而且相对误差在整个仪表刻度尺的全长上是不恒定的。因此，在国家标准中，规定用引用误差来表示指示仪表的误差。引用误差实际上也是一种相对误差，只是表达式中的分母是仪表的测量上限值。引用误差用仪表的绝对误差Δ 与仪表的满度值Am 之比的百分数表示，即

在选用仪表的量程时，应使被测量的值越接近满度值越好。一般应使被测量的值超过仪表的满度值的一半以上。

2.对指示仪表的一般要求

在电工测量中，对电工仪表的选择和使用是否得当，直接关系到测量结果的准确性和可靠性。为此在选择和使用仪表时，不仅需要考虑到仪表的工作条件，还需要正确地选择仪表的量程。在仪表长期工作后要根据电气计量部门的规定，定期对仪表进行校验和维修。为了保证测量结果的准确可靠，对电工指示仪表有以下几项技术要求：

（1）有足够的准确度；

（2）有合适的灵敏度；

（3）仪表的阻尼良好；

（4）变差小；

（5）受外界的影响小；

（6）仪表本身消耗的功率尽量小；

（7）有良好的读数装置。