浅析衡器检测中误差的概要及修正
来源:用户上传
作者: 景树辉
[关键词]衡器检测；误差；修正
误差是测量结果与被测量的真值之差。而真值是与给定的特定量的定义一致的值。真值具有不确定性，这是其本性。也就是说，它是一个理想的概念，只有通过测量才能得到其真值。
任何物理量的测量总伴随着一定的误差。每次测量所得到的被测得量的值称为测值，测值使对被测得量的估计值。如果消除了一切测量误差，那么这个测值便是被测量的真值。真值是被测量的理想值，它是客观存在的。人们希望自动的测值和真值非常接近，这是测量的根本目的。描述测值和真值接近程度的指标就是误差，测量误差是测值和真值之差，又称为绝对误差。误差和真值之比，常用百分比表示，称为相对误差。相对误差的倒数称为测量精度。相对误差近似地等于误差和测值之比，有时有用后者代表相当误差。
检定衡器使用四等标准砝码，他们的相对误差在正负0.005%以内。通用衡器的允许相对误差在正负0.1%～正负0.05%之间。当比之下，标准砝码的误差是可以忽略的。因此，标准砝码的标秤值可以认为是它的真值。用衡器衡量标准砝码所得到的测值和标准砝码的标秤值之差，就是衡量误差，误差可以分为粗差、随机误差和系统误差三类。
诸如人为失误或仪器失常而引起的使测量失效的误差称为粗差。比如看错了示值或衡量时被衡量物体和地面接触等引起的误差。这种误差是任何统计理论都无法解释的，该测值必须作废。
因此，在检定和使用衡器时，无比注意衡器的使用条件和各种人为因素，避免出现粗差。
我们用一台衡器对同一个标准砝码进行多次衡量时，每次所得到的测值并不一定是砝码的真值，就是说有衡量误差，各种衡量误差也有不同，有时大些，有时小些。引起这种现象的原因非常多，但每种原因对测值的影响却又是很微小的。这种大量的但却又很微小的因素所产生的影响使测值误差有一定的分布规律，误差有正也有负，正、负出现的几率相当，绝对值大的误差和绝对值小的误差相比，出现的几率较小，测量次数越多，这种分布规律越加明显。这就是所谓正态分布规律。衡量中出现的这种误差称为随机误差。
一般来说，误差就其来源的性质可分为系统误差和偶然误差。系统误差是在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差；偶然误差是由某些偶然因素造成的误差，其性质是可大可小、可正可负，平均值趋于零。但无论是系统误差还是偶然误差，究其来源都应大致从设备、环境、方法、人员及测量对象等五个方面上去考虑。衡器检测中误差的分析也当概莫能外，但其误差究竟是怎样产生的、又如何地去及时、有效地修正，可以说是至关重要。现就衡器检测中误差的来源及修正通过以上提及的五个方面因素谈几点见解。
一、设备因素。衡器检测中，因设备而产生的误差主要从以下几个方面去考虑：一是检测设备自身。无论是检测大型衡器，还是中、小型衡器，都离不开标准砝码，而标准砝码量值会因上一级计量标准的准确度或向其传递时产生系统误差或偶然误差。要修正因此产生的误差，首先要尽可能地提高天平的测量精度，其次是保证被检测的砝码在不超差的同时，尽可能使其误差为最小；其次是标准砝码在使用、装、卸及运输中，因碰撞、磨损会产生一定的负差。要修正由此带来的负偏差，必须要加强砝码的检定、维护及保养。
二、环境因素。环境条件如气候环境条件（温度、湿度、气流），机械环境条件（冲击、振动），电磁干扰（电磁屏蔽）等因素都会对衡器的准确性产生一定的影响。例如电子衡器的线盒潮湿时，仪表显示的量值就会不稳定，造成系统示值误差。这就要求我们在衡器使用中尽量保持其环境条件为正常使用条件。
三、人为因素。传统的机械衡器如台秤、固定式地秤，其示值显示装置为标尺，尽管稳定性能好，但其灵敏度却相对来说不高，因而就会造成人为读数误差。再如衡器偏载检测中，要克服人为因素带来的误差，仅使各支承点反映的量值不超出计量检定规程的要求则远远不够，还要确保其各支承点误差最小且一致，这样就会大大减少衡器计量时出现的误差，从而提高测量的精度。
四、方法因素。测量方式、方法在很大程度上决定测量的准确度。如在某些受测量设备条件所限的部门或地区，在检测大型衡器时，势必要采取多次替代标准砝码来检定或校准，在多次替代中，会因替代以及替代次数的增多产生一定的偶然误差，要减少因替代所产生的偶然误差，就要在替代过程中，精确地计算、多次测量并力求多次测定结果的平均值接近于真值。
五、测量对象因素。衡器在被检定时，它作为测量对象，经常会由于自身不完善或缺陷带来系统误差，如台秤在各点支、重、力矩不一致或不在同一水平面，以及长时间使用造成各零部件腐蚀、磨损进而使得秤砣、游砣质量不准确，都会对其计量的准确性带来一定的影响，为彻底消除这些因素所带来的影响，就应对其系统零部件及计量性能做细致的检测、维修、保养或更新；又如，固定式地秤经常会因为安装时基础不水平、不坚实或长期使用导致基础受力点裂损，难以修复，出现角差，而造成一定的系统误差；另外台秤、固定式地秤也会因标尺长时间使用，或出厂时标尺间距相对不均匀也会带来系统误差。再如，大型电子汽车衡计量因其数字显示，相应的分度值因考虑其显示示值的稳定性而不能过小，在计量时显示示值自身也会有一定的误差。
总之，不论是从事衡器计量检定测试工作，还是对于衡器的制造、安装和使用者来说，正确认识、分析误差产生的来源都是非常重要的，也是十分必要的。这就要求我们在实际工作中一定要认真地去发现、总结，尽可能在分析、考虑误差的来源时不遗漏、不重复，以便及时地去改进、修正，从而有效地避免因测量或计量精度不高而造成不必要的损失。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-4691138.htm
