仪器仪表测量误差的产生原因及降低误差方法讨论

梁志强+王建华

[摘 要]虽然误差在测量工作中是不可避免的，但可以通过各类手段降低误差的数值进而减少误差对测量的影响。首先从仪器仪表自身原因、测量方法原因、外界环境因素以及测量人员原因四个方面对产生误差的原因进行了分析。进而分别针对产生误差的原因讨论了降低误差的方法。

[关键词]仪器仪表；测量；误差

中图分类号：TH701 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0141-01

前言 在使用仪器仪表进行测量工作、勘探工作的过程中，由于所使用测量设备本身的原因、测量人员自身疏忽大意以及受到周边环境因素的影响而发生测量得到的数值与实际数值存在偏差的称之为误差。在测量工作中误差是不可避免的。但需要认识到误差会给实际的测量工作以及后续的数值分析工作带来影响，因此要尽可能的降低误差。通过对仪器仪表测量工作中产生误差的原因进行分析，进而讨论降低误差的方法，为仪器测量、勘探工作提供一定的参考意见。

一 仪器仪表测量过程中误差的产生原因分析

在使用仪器仪表进行测量工作时，首先可能会因为仪器仪表自身的问题而产生一定的误差。这其中包括了测量原理误差以及制造误差两种。其中测量原理误差是指仪器仪器在涉及之初，往往是借助了近似的测量原理来代替理论的工作原理。由于此类误差是已知的，因此这一类误差属于可以修正范畴的。通过在制造之初时设计误差修正即可有效避免此类误差。制造误差是指由于仪器仪表在组装时由多个零部件共同组成，因此在组装时极容易出现因组装失误而造成的测量上存在一定的误差。由于在每一个仪器仪表的组装过程中难免会出现一定的失误，因此这一类误差也属于不可避免的。只有在后期的使用过程中通过持续的订正以保证仪器仪表测量的准确性。

其次，在使用仪器仪表进行测量时，还会因为使用测量方法的不准确而造成一定的误差。这其中包括了定位原因、测量力原因以及对准原因造成的误差。定位原因是指在使用仪器仪表测量时由于选择的基准面以及定点位置不理想而使得测量结果与实际值之间存在误差的情况。因此在测量工作时需要保证在同一基准面、位置、工艺和装配条件下进行。测量力误差主要是指在进行接触测量的过程中，为了保证接触面的可靠需要给接触施加一定的力。但是在施加力的过程中极容易因为被测量的设备与测量设备之间受到力而产生一定的变形。无论是被测量设备亦或是测量设备，因为受到外力而产生变形导致测量误差称之为测量力误差。这在部分体型较为细长的设备上尤其明显。例如刻线尺、长丝杠等设备。针对这一情况，需要通过选取合适的受力支点位置以降低这种因为受力而导致的形变。第三种测量方法误差为对准原因造成的误差。这其中又包含了读数对准误差和测量对准误差。读数对准误差是指测量人员在使用仪器仪表测量读数的过程中，由于视线与刻度没有保持垂直位置而造成的误差。当人的视线处于刻度的下方时，所读数据要较实际值偏高；反之，则较实际值偏低。对准误差是指由于定位不准确而使得产生的误差。包括测量方向不垂直、测量头偏移等都属于对准误差范畴。一般而言，测量人员的技术水平决定着对准误差的大小。

第三，在使用仪器仪表进行测量过程中还容易受到外界环境因素而产生一定的误差。在实际的测量工作中，部分情况下需要离开实验室前往野外环境开展测量工作。而野外环境不同于实验室中可以对温度、湿度进行控制，在野外环境中，仪器仪表等设备极容易受到外界凤、湿度和温度等因素的影响。尤其是对温度、湿度较为敏感的设备，在测量过程中一旦外界环境发生变化其测量数值就会发生变化并产生测量误差。例如，在长度的测量过程中，卡尺极容易因温度发生变化而发生膨胀或收缩进而产生测量误差。另外，在测量的过程中由于工作人员自身原因也极容易导致一定的误差。当测量人员自身技术水平不足、责任心不强或操作熟练度不够的情况下极容易导致测量与实际值之间存在一定的偏差进而影响数据的准确性。

二 降低误差方法讨论

首先，针对仪器仪表自身在设计、制造之初产生的误差，可以通过设计误差修订或在测量工作之前进行一定的校准以降低因仪器仪表设计、组装原因而产生的误差。具体来说，可以在使用仪器仪表进行测量之前，通过选取准确程度更高的仪器进行校准，进而明确出仪器自身误差存在的原因和表现形式以方便在后续的测量工作中注意对误差进行消除。其次，针对测量方法的问题而造成的误差可以通过调整基准面位置、注意受力方向和大小以及注意读数方式方法以降低测量误差。例如，在对刻度进行读数时，注意自身视线与刻度的垂直以保证读数的准确性，进而降低误差。第三，针对外部环境因素而产生的误差可以有意识的通过二次校准的方式对误差予以消除。例如，在室外进行测量时，如果处于湿度较高的环境中，极容易因湿度较大而出现卡尺刻度间距增大而使得测量数据与实际值相比较小的问题。这时可以适当的对所读取数据通过科学的二次校准和调整以降低测量误差。最后，针对测量工作人员的问题而导致的误差，需要在工作中强调测量工作的严肃性与科学性，尽最大可能保证测量数据的准确性。同时，通过制定测量流程和工作制度以降低测量误差出现的可能。

参考文献：

[1]：李新洁.浅谈影响仪器仪表测量误差的因素[J].山东工业技术，2016.

[2]：沈秋红.我国仪器仪表的测量与检修的发展[J].中国新技术新产品，2014.

[3]：贾云涛，胡耀元，张建永，岳伟.基于MATLAB的改进仪表测量精度的研究[J].电子测量技术，2015.

[4] 范立南.仪器仪表用户下期部分文章预告[J].仪器仪表用户.2004（05）

[5] 张开逊.重视和发挥仪器仪表对现代社会的作用[J].科技导报.1998（02）

[6] 张开逊.仪器仪表与现代社会[J].现代科学仪器.1997（04）

[8] 段如松，马文彦，赵月英.我国仪器仪表市场在社会主义市场经济大潮中迅速发展[J].中国仪器仪表.1994（04）