電子秤檢測中誤差問題及修正
誤差是測量結(jié)果與被測量的真值之差。而真值是與給定的特定量的定義一致的值。真值具有不確定性,這是其本性 也就是說,它是一個理想的概念,只有通過測量才能得到其真值。
任何物理量的測量總伴隨著一定的誤差。每次測量所得 到的被測得量的值稱為測值,測值使對被測得量的估計值。 如果消除了一切測量誤差,那么這個測值便是被測量的真 值。真值是被測量的理想值,它是客觀存在的。人們希望自 動的測值和真值非常接近,這是測量的根本目的。描述測值 和真值接近程度的指標就是誤差.測量誤差是測值和真值之 差。又稱為絕對誤差。誤差和真值之比,常用百分比表示, 稱為相對誤差。相對誤差的倒數(shù)稱為測量精度。相對誤差近 似地等于誤差和測值之比,有時有用后者代表相當誤差。
檢定電子秤使用四等標準砝碼,他們的相對誤差在正負 0. 005%以內(nèi)。通用電子秤的允許相對誤差在正負0. 1 %?正負 0.05%之間。當比之下.標準砝碼的誤差是可以忽略的。因 此,標準砝碼的標秤值可以認為是它的真值。用電子秤衡量標 準砝碼所得到的測值和標準砝碼的標秤值之差,就是衡量誤 差,誤差可以分為粗差、隨機誤差和系統(tǒng)誤差三類。
諸如人為失誤或儀器失常而引起的使測量失效的誤差 稱為粗差。比如看錯了示值或衡量時被衡量物體和地而接觸 等引起的誤差。這種誤差是任何統(tǒng)計理論都無法解釋的,該 測值必須作廢。因此,在檢定和使用電子秤時,無比注意電子秤 的使用條件和各種人為因素.避免出現(xiàn)粗差。
我們用一臺電子秤對同一個標準砝碼進行多次衡量時.每 次所得到的測值并不一定是砝碼的真值.就是說有衡量誤 差,各種衡量誤差也有不同,有時大些,有時小些。引起這 種現(xiàn)象的原因非常多,但每種原因?qū)y值的影響卻又是很微 小的。這種大量的但卻又很微小的因素所產(chǎn)生的影響使測值 誤差有一定的分布規(guī)律.誤差有正也有負,正、負出現(xiàn)的幾 率相當,絕對值大的誤差和絕對值小的誤差相比,出現(xiàn)的幾 率較小,測量次數(shù)越多,這種分布規(guī)律越加明顯。這就是所 謂正態(tài)分布規(guī)律。衡量屮出現(xiàn)的這種誤差稱為隨機誤差。
一般來說,誤差就其來源的性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差和偶然 誤差。系統(tǒng)誤差是在重復性條件下,對同一被測量進行無限 多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差;偶然誤差 是由某些偶然因素造成的誤差,其性質(zhì)是可大可小、可正可 負,平均值趨于零。但無論是系統(tǒng)誤差還是偶然誤差,究其 來源都應大致從設(shè)備、環(huán)境、方法、人員及測量對象等五個 方而上去考慮。電子秤檢測屮誤差的分析也當概莫能外,但其 誤差究竟是怎樣產(chǎn)生的、又如何地去及時、有效地修正,可 以說是至關(guān)重要。現(xiàn)就電子秤檢測屮誤差的來源及修正通過以 上提及的五個方而因素談幾點見解。
1.設(shè)備因素
電子秤檢測屮,因設(shè)備而產(chǎn)生的誤差主要從以下幾個方而 去考慮:一是檢測設(shè)備自身。無論是檢測大型電子秤,還是屮、 小型電子秤,都離不開標準砝碼,而標準砝碼量值會因上一級 計量標準的準確度或向其傳遞時產(chǎn)生系統(tǒng)誤差或偶然誤差。 要修正因此產(chǎn)生的誤差,首先要盡可能地提高天平的測量精 度.其次是保證被檢測的砝碼在不超差的同時,盡可能使其 誤差為最小:其次是標準砝碼在使用、裝、卸及運輸屮.因 碰撞、磨損會產(chǎn)生一定的負差。要修正由此帶來的負偏差, 必須要加強砝碼的檢定、維護及保養(yǎng)。
2.環(huán)境因素
環(huán)境條件如氣候環(huán)境條件(溫度、濕度、氣流),機械 環(huán)境條件(沖擊、振動),電磁干擾(電磁屏蔽)等因素都 會對電子秤的準確性產(chǎn)生一定的影響。例如電子秤的線盒潮濕時,儀表顯示的量值就會不穩(wěn)定,造成系統(tǒng)示值誤差。這 就要求我們在電子秤使用屮盡量保持其環(huán)境條件為正常使用 條件。
3.人為因素
傳統(tǒng)的機械秤如臺秤、固定式地秤,其示值顯示裝置 為標尺.盡管穩(wěn)定性能好。但其靈敏度卻相對來說不高,因 而就會造成人為讀數(shù)誤差。再如電子秤偏載檢測屮,要克服人 為因素帶來的誤差,僅使各支承點反映的量值不超出計量檢 定規(guī)程的要求則遠遠不夠.還要確保其各支承點誤差最小且 一致,這樣就會大大減少電子秤計量時出現(xiàn)的誤差,從而提高 測量的精度。
4.方法因素
測量方式、方法在很大程度上決定測量的準確度。如在 某些受測量設(shè)備條件所限的部門或地區(qū),在檢測大型電子秤時,勢必要采取多次替代標準砝碼來檢定或校準,在多次替 代屮,會因替代以及替代次數(shù)的增多產(chǎn)生一定的偶然誤差, 要減少因替代所產(chǎn)生的偶然誤差,就要在替代過程屮,精確 地計算、多次測量并力求多次測定結(jié)果的平均值接近于真 值。
5.測量對象因素
電子秤在被檢定時,它作為測量對象,經(jīng)常會由于自身不 完善或缺陷帶來系統(tǒng)誤差,如臺秤在各點支、重、力矩不一 致或不在同一水平而,以及長時間使用造成各零部件腐蝕、 磨損進而使得秤砣、游砣質(zhì)量不準確,都會對其計量的準確 性帶來一定的影響。為徹底消除這些因素所帶來的影響。就 應對其系統(tǒng)零部件及計量性能做細致的檢測、維修、保養(yǎng)或 更新;又如,固定式地秤經(jīng)常會因為安裝時基礎(chǔ)不水平、不 堅實或長期使用導致基礎(chǔ)受力點裂損。難以修復,出現(xiàn)角差, 而造成一定的系統(tǒng)誤差:另外臺秤、固定式地秤也會因標尺 長時間使用,或出廠時標尺間距相對不均勻也會帶來系統(tǒng)誤 差。再如,大型電子汽車衡計量因其數(shù)字顯示。相應的分度 值因考慮其顯示示值的穩(wěn)定性而不能過小,在計量時顯示示 值自身也會有一定的誤差。
總之.不論是從事電子秤計量檢定測試工作,還是對于電子秤的制造、安裝和使用者來說。正確認識、分析誤差產(chǎn)生的來源都是非常重要的,也是十分必要的。這就要求我們在實 際工作屮一定要認真地去發(fā)現(xiàn)、總結(jié),盡可能在分析、考慮 誤差的來源時不遺漏、不重復,以便及時地去改進、修正, 從而有效地避免因測量或計量精度不高而造成不必要的損 失。