浅析计量工作中的防差措施

刘振宁 陈君

1法士特齿轮厂检计二处，宝鸡722409；2西安近代化学研究所十二部，西安 710065

浅析计量工作中的防差措施

刘振宁1陈君2

1法士特齿轮厂检计二处，宝鸡722409；2西安近代化学研究所十二部，西安 710065

计量是衡量设计或产品是否合格的重要手段，该文就计量工作中可能出现的差错进行了分析，提出了相应的防差措施，为减少或降低计量工作中的误差提供一定的帮助。

计量；误差；防差措施；不确定度

引言

人类为了认识自然与改造自然，需要不断地对自然界的各种现象进行测量和研究，但由于测量方法和测量设备的不完善，周围环境的影响，以及受人们认识能力所限等，测量和实验所得数据和被测真值之间不可避免地存在差异，这在数值上表现为误差。计量相当于测量工作中的标尺，是检测被检对象是否符合设计或生产的要求，技术参数是否达标的重要手段，但在计量过程中，往往由于主客观因素造成各种误差的出现，这些误差的出现很可能导致合格品被误判为不合格或不合品被判定为合格后果，从而造成不必要的巨大的损失，因此尽可能消除或降低误差的出现，分析可能导致误差出现的原因，采取相应的防差错措施避免不必要的损失就非常必要。

1 计量工作误差的来源

计量工作中，误差产生的原因可归纳为以下几个方面：

1.1 测量装置误差

1.1.1 标准量具误差

以固定形式复现标准量值的器具，如氪86灯管、标准量块、标准线纹尺、标准电池、标准电阻、标准砝码等，它们本身体现的量值，不可避免地都含有误差。

1.1.2 仪器误差

凡用来直接或间接将测量和已知量进行比较的器具设备称为仪器或仪表，如阿贝比较仪、天平等比较仪器，压力表、温度计等指示仪表，它们本身也都具有误差。

1.1.3 附件误差

仪器的附件及附属工具，如测长仪的标准环规，千分尺的调整量棒等的误差，也会引起测量误差。

1.2 环境误差

由于各种环境因素与规定的标准状态不一致而引起的测量装置和被测量本身的变化所造成的误差，如温度、湿度、气压（引起空气各部分的扰动）、振动（外接条件及测量人员引起的振动）、照明（引起视差）、重力加速度、电磁场等所引起的误差。通常仪器仪表在规定的正常工作条件所具有的误差称为基本误差，而超出此条件市所增加的误差称之为附加误差。

1.3 方法误差

由于测量方法不完善所引起的误差，如采用近似的测量方法而造成的误差，例如用钢卷尺测量大轴的圆周长s,再通过计算求出大轴的直径d=s/∏,因近似数∏取值的不同，将会引起误差。

1.4 人为误差

在计量工作中，可能由于计量人员的责任心不强、态度不端正及操作时的情绪不好都可能导致误差的出现；或是由于测量人员受分辨能力的限制，因工作疲劳引起的视觉器官的生理变化，固有习惯引起的读数误差，以及精神上的因素产生的一时疏忽等所引起的误差。

2 误差分类

按照误差的特点与性质，误差可分为系统误差、随机误差、和粗大误差三类。

系统误差是在同一条件下多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变，或在条件改变时按一定规律变化的误差。

随即误差是在同一测量条件下多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定方式变化的误差。

粗大误差是超出在规定条件下预期的误差。

3 防差错措施

3.1 随机误差的减小和消除

对于随机误差，由于测量值皆不相同，应以全部测量值的算术平均值作为最后测量结果，由于算术平均值与被测真值最为接近，由概率论的大数定律可知，若测量次数无限增加，则算术平均值必然趋近于真值，因此消除或减小随机误差的方法便是尽可能多的增加测量次数，再求其算术平均值作为测量结果可以减小随机误差的目的。

3.2 系统误差的减少和消除

3.2.1 从产生误差根源上消除系统误差

从产生误差根源上消除误差是最根本的方法，它要求测量人员对测量过程中可能产生的系统误差的环节作仔细分析，并在测量前就将误差从根源上加以消除。如果误差是由外界条件引起的，应在外界条件比较稳定时进行测量，当外界条件剧变时应停止测量。

3.2.2 用修正方法消除系统误差

该方法是预先将测量器具的系统误差检定出来或计算出来，做出误差表或误差曲线，然后取与误差数值大小相同而符号相反的值作为修正值，从而减小系统误差。

3.2.3 不变系统误差消除法

3.2.3.1 代替法

代替法的实质是在测量装置上对被测量测量后不改变测量条件，立即用一个标准量代替被测量放到测量装置上再次进行测量，从而求出被测量与标准量的差值。

3.2.3.2 抵消法

该方法要求进行两次测量，以便使两次读数时出现的系统误差大小相等，符号相反，取两次测量值的平均值作为测量结果即可消除系统误差。

3.2.3.3 交换法

该方法是根据误差产生的原因，将某些条件交换，以消除系统误差。

3.2.4 线性系统误差消除法

随着时间的变化，被测量作线性增加，若选定某时刻为中点，则对称此点的系统误差算术平均值皆相等，利用这一特点，可将测量对称安排，取各对称点两次读数的算术平均值作为测量值即可消除线性系统误差。

3.2.5 周期性系统误差消除法

对于周期性误差，可以相隔半个周期进行两次测量取两次读数平均值，即可有效地消除周期性系统误差。

3.3 粗大误差的减小和消除

对于粗大误差，除了设法从测量结果中发现和鉴别而加以剔除外，更重要的是要加强测量者的工作责任心和以严格的科学态度对待测量工作；此外，还要保证测量条件的稳定，或者应避免在外界条件发生激烈变化时进行测量。如能达到以上要求，一般情况可以防止粗大误差的产生。

在某些情况下，为了及时发现与防止测得值中含有粗大误差，可以采用不等精度测量和互相间进行校核的方法。

4 结论

总之，在计量工作中防差错的出现，进行积极有效地预防，从而达到提高测量结果的准确性，降低或减少不必要的差错的出现的目的应从以下方面做起：在主观方面应不断提高计量检定人员的工作责任心、计量技能，从而减小或降低由于主观因素造成的不必要的差错出现；在客观方面应采用相应的方法途径从而减小误差的出现。

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[5]张世英，刘智敏编著.测量实践的数据处理.北京:科学出版社.1977

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.106

刘振宁(1979-)，女，西安周至人，学士，助理工程师，主要从事计量工作。