电工电子测量方法应用及误差分析

电工电子测量方法应用及误差分析

作者：关文举

来源：《科学与财富》2018年第02期

摘要：电工电子实验中，测量是极为重要的内容，测量的准确性将对实验质量产生直接性的影响，不仅是对科学理论知识进行验证的重要标准，也是发现新问题、形成新理论的重要方法。本文主要就电工电子测量的误差以及测量方法进行分析研究。

关键词：电工电子；测量方法；应用；误差

电工电子测量中，误差是不可避免的，电工电子测量误差会受到人为操作、环境以及仪器自身的影响，所以需要采取有效的测量方法减少误差，将被测量物的本质特点准确的反映出来。

一、电工电子测量误差

测量误差说的是测量值与标准值之间存在偏差，电工电子测量是利用仪器设备获得需要的数据信息。其实不管何种测量都是有误差的，测量误差有绝对、相对之分。标准值是一种客观的参考依据，与环境是有关系的。绝对误差是测量结果与真值之差，绝对误差=测量值-真值，其大小能够将测量结果与标准值间的偏差直接反映出来[1]。相对误差是绝对误差与被测量值之比，常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示，相对误差=（绝对误差/仪表示值）

×100%。引用误差是绝对误差与量程之比，以百分数表示。引用误差=（绝对误差/量程）

×100%。

二、电工电子测量误差出现的原因

电工电子的测量误差是无法避免的，需要科学的分析测量的误差，明确误差出现的原因，并采取有效的措施进行管理控制，使误差得以减少。电工电子测量误差之所以出现主要有以下几方面原因。

1、人为误差

在所有测量误差中，人为因素造成的误差是最不容易避免的，测量人员不同，对测量结果的分辨能力、习惯性等也是不同的，并且不同测量人员的思维方法以及视觉疲劳等有差异，所以在对测量数据读取或记录时就容易出现误差。此外，测量人员的责任感也会对电工电子测量误差产生影响。

2、计算误差

计算误差也是操作误差，电工电子测量后，在处理测量结果时就会出现误差，在对测量结果处理时需要处理一项、多项结果[2]，在推导公式时，近似值算法会使测量结果与标准值之间存在差异。

3、环境误差

环境因素造成的误差是比较复杂的，控制起来有一定的难度。电工电子测量仪器的使用环境不同，相关参数以及被测量物的属性也会出现变化。环境因素涉及空气、温度、湿度以及电压强度等，要想误差得到消除，就必须要对测量的环境进行控制，使其不发生变化。

4、仪器误差

电工电子测量中，测量仪器是最为重要的工具，测量仪器的质量以及参数情况将对测量的结果产生直接性的影响。测量仪器不同，其结构、测量等级以及制造工艺等都是存在差异的，任何位置出现问题会对使测量结果出现偏差。仪器误差主要表现在以下方面，仪器中的一些器件使用时间比较长、操作不规范导致误差；仪器自身设计不够完善；机械部件磨损严重；被测量物的精度等级不足，导致测量不精确；仪器设备刻度值不够准确。

二、电工电子测量方法分析

电工电子测量使用的仪器不同，度量器的直接参与以及测量结果的取得方法等会形成不同的测量方法，常见的测量方法主要有以下几种。

1、直接测量法

直接测量的方法是通过一次测量就能够从实验数据中获得测量结果，利用度量器对被测量数据的大小进行比较，还可以利用单位刻度的仪表直接获得测量数值。比如使用电流表对电流进行测量，使用万用表测量电阻器的电阻值等，都是直接的测量方法。这种直接测量的方法比较简单，能够快速的读取数据，但是测量的准确定不仅会受到仪器仪表自身误差的影响，仪器仪表与电路接入之后，仪器仪表内阻也会被引入到测量电路中，转变电路的工作状态，直接测量法的准确性并不高。

2、间接测量法

间接测量的方法就是测量过程中只能将与被测量相关的电量测出来，然后进行计算，最终获得测量数据。比如对共发射极放大电路的静态工作点进行设置时，需要将集电极电流调到某一数值[3]，但是测量电路中的电流是比较麻烦的，就可以对集电极电阻的电压进行测量，然后将集电极电流测量出来。相比于直接测量方法，间接测量的方法误差更大。对于一些对精准性要求不高的场合，是可以使用这种方法进行估算的。

3、比较测量法

比较测量法就是将被测量的数据与度量器在比较仪器中进行对比，进而获得被测量数据的方法。比较测量法主要有三种，分别是零值法、较差法以及代替法。

对于零值法，是被测量测量对仪器的使用与已知数据对仪器的使用，二者相互抵消的方法获得的，利用指零仪表进行判断。指针指到零时，说明被测量的数据与已知数据是相等的。使用零值法测量数据的准确性，与度量器的准确性以及指零仪表的灵敏性有关。

对于较差法，是被测量的数据与已知数据之间的差值，对测量仪器产生作用，进而实现测量目标的一种测量方法。

代替法指的是，被测量被已知量代替，若不能对测量仪器原有读数状态进行改变，被测量数据与已知数值就是相等的，进而获得测量的结果。

总之，比较测量法的灵敏性和准确性是比较高的，但是也需要注意比较法操作起来比较麻烦，这种设备的复杂程度较高，可以用来进行精确测量。

结束语：

如今科学技术发展，仪器仪表等也快速的升级换代，对精确度的要求逐渐提高，在实际的测量过程中，要结合实际情况选择合适的测量的方法，尽量选择比较简单的测量方法，并保证误差被控制在合理的范围内。

参考文献

[1]杨栋，李曙光，李皓，赵清泉. 电工电子产品电参数有效值测量方法探讨[J]. 电子世界，2016，（15）：20+22.

[2]陈运强. Multisim仿真在电工电子实验中的应用[J]. 现代职业教育，2016，（02）：76-77.

[3]孙继平. 煤矿用电工电子产品电磁兼容性要求及试验方法[J]. 煤炭科学技术，2013，41（06）：68-72.