科学技术的进步，使得测量在各行各业中占据重要地位，测量结果成为人们恒定某一行业生产标准和效果的重要数据。但是在测量过程中测量的值和真实值之间出现差值，造成这种差值的原因是多种多样的。在电气测量中系统误差一般分为恒定误差和变值系统误差，正常情况下的固定系统误差不会影响测量精准度，而且系统误差是可以通过多种测量方法予以修补和避免的。
1 测量误差的主要类别
1.1 系统误差
系统误差主要分为两种：一种是不变的；一种是按照一定规律变化。它主要指的是同样条件下经过多次测量，大小和符号不变。或者当条件变化时，按照一定规律发生变化的误差。
引起系统误差的主要原因有设备因素造成的误差，人为因素，测试方法不准确，以及测量环境等。
1.2 粗差
粗差指的是测量结果出现了很明显的扭曲。引起粗差的原因主要有两点，一是测量者和测量条件共同引起，如，测量工作人员粗心大意，采用了不正确的测量方法，或者使用了损坏的仪器，仪表。
另一个原因是测量规律导致误差。在测量中经常会出现较大的随机误差，如果将其判定为粗差后应当直接剔除。
1.3 随机误差
顾名思义，随机误差主要指的是许多独立因素而造成的对测量系同一读数的偏差。如，在同样的条件下，对同一个量进行多次测量，那么测量数据的大小和符号都有可能出现变化，而且这种变化是数值时而过大，时而过小，符合时而为正，时而为负，没有一定的规律性。造成随即误差的原因是多样的，并且不是人为可以控制的，不过随即误差的影响较小[1]。
1.4 视差
视差又称作读数误差，造成视差的原因同样是多种多样的，观察者可能因为长时间工作造成心理疲劳或者视觉错误。或者观察者采用了多种方法来测量采取读数，而每个方法都是有缺点的，从而导致测量误差。
2 造成系统误差的主要原因
2.1 设备因素造成的误差
测量设备虽然是按照生产标准，再经过严格测试后才出厂并投入使用的。但是仪器设备上的缺陷是很难避免的，即是，设备本身就存在误差。由于设备本身自带的误差会使得测量过程中测的数据也会存在系统误差。
因此在测量时应当根据需求选择合适的测量设备以及选择设备上符合标准的测量档位。并不是选择的功率表精准度越高，测量结果就越准[2]。
图1
| 类型 | 电压值（v） | 电流（A） | 精准度 |
| A | 220 | 15 | 0.2 |
| B | 220 | 5 | 0.5 |
设被测的直流功率为1050W，电路电流I为4.8A。
那么选用A类功率表来进行测量，最大误差应当为：r=220×15×0.002=6.6w，那么测量误差r≈0.6%。
选用B类功率表，最大误差为r=220×5×0.005=5.5w，测量误差r≈0.5%。
所以选择B类功率表的误差率较低。
另外，辅助设备也会对测量结果产生影响，如，电桥的供电不足会导致测量精准度不够，应当按照说明书选择符合电桥的电源。如果没有说明书，那么工作电源的选定标准应当低于被测电阻或者标准电阻额定电流的一半。
最后选择合适的电池也很重要，一般来说工作电流超过1毫安就要用蓄电池，不超过1毫安应当用甲电池。部分标准电池在使用过一段时间之后虽然会产生电势，但是过大的内阻会影响线路灵敏度。而蓄电池刚充电要进行人工放电，指导达到稳定值才能投入使用。
部分测量仪器配有专用导线，专用导线对电阻的要求也有大有小，使用时应当严格按照标准选用。
2.2 人为因素
测量过程中，测量人员的专业水平也会对测量结果产生影响，甚至造成系统误差。如果测量工作人员缺少必要的工作经验，那么在某个环节就有可能出现错误。
如，连接测量仪表，工作人员在操作时出现了接触不好，连线错误，连线顺序不对等现象，有可能损坏电路期间。
2.3 环境因素
不同的测量仪器对其工作的物理条件要求不同，，一般影响测量仪器工作的条件包括：湿度、温度、磁场、压力、关照、微尘、供电质量和电场等。
首先温度会带来测量误差，由于标准电阻的材料是锰铜，随着温度变化阻值也会发生变化，
另外，仪器对工作环境的湿度也有不同要求。多雨季节，工作场所湿度较高，那么湿气入侵会导致电子元件受潮，出现霉变、腐蚀现象，从而导致仪器接触不良甚至损坏。
而且水具有导电性，在潮湿的环境下，仪器的绝缘性能会变差，有可能给工作人员带来安全隐患。湿度过低会加大静电感应。
部分仪器含有电子回路，如，数字电压表。那么电场和磁场会对测量产生明显的影响。
工作人员对仪器的操作也会使仪器测量产生误差，仪器放置不平，那么表记在零点位置出现偏移。另外，工作环境出现震动也会影响仪器的性能和测量，甚至造成部分元件损坏。
2.4 方法因素
测量时所使用的方法或者所依据理论而产生的误差叫做方法误差。主要是因为观察员的技术水平有限，采用的理论方法不够完善，或者受到客观环境影响，测量方法不够科学。另外测量原理都有一定的近似性，接触性的测量会破坏被测对象的原始状态，从而产生误差。
2.4.1 电流表内接法
电阻与电流表串联后和电压表并联，这时所测的电流是正确的，但因为电流表是有内阻的，所以电流表会分得电压，则电压表所测电压为电流表和电阻的电压和。所以测量值R1=U1/I1大于真实值R。
2.4.2 电流表外接法
测量的待测电阻与电压表并联后和电流表串联，这时所测的电压是正确的，但因为电压表是有内阻的，所以电压表也会有电流通过，则电流表所测电流为通过电压表和电阻的电流之和。所以测量值R2=U2/I2小于真实值R。
一般内接法用于测量大电阻，即电阻值远远大于电流表阻值，此时可以忽略电流表所分电压，电阻测量误差较小；外接法用于测量小电阻，即电阻值远远小于电压表阻值，此时可以忽略电压表所分电流，电阻测量误差较小[3]。
3 系统误差类别
3.1 绝对误差
绝对误差主要指的是测量值和真实值之间的误差。真实值指的是被测量的实际值，一般情况下，真实值是很难被确定的，在具体的实践工作中，一般采用高级精准度的标准值代替真实值。
3.2 相对误差
相对误差指的是测量所造成的 绝对误差与 被测量〔约定〕真值之比乘以100%所得的数值，以 百分数表示。一般来说，相对误差更能反映测量的可信程度。设测量结果y减去被测量约定真值t，所得的误差或绝对误差为Δ。将绝对误差Δ除以约定真值t即可求得相对误差。
相对误差=绝对误差÷真值≈绝对误差÷测定值。
3.3 引用误差
引用误差是一种相对误差，主要是用绝对误差来评定测量精准度，简单来说是对于同一被测量，绝对误差和测量范围最高上限值的比值。
4 预防和减少系统误差的方法
系统误差主要分为恒定不变的值或者有规律的函数值，而且系统误差是可以修正的。因此为消除系统误差，在测量之前要根据被测对象结合仪表量程和精准度选择合适的仪表，同时注意测量方法。从根源上削弱系统误差。另外采用多种测量方法可以有效减少系统误差。
4.1 提高观察员职业素质，预防人为误差
观察员通过测量获得被测对象的相关数据，因此观察员的职业素养直接关系到系统误差。在规定的条件下，观察员应当采用正确的测量方法，合理操作仪器，连接测量仪器时应当规范，减少疏忽。
4.2 采用多种测量方法，削弱系统误差
4.2.1 正负误差补偿法
一定系统误差会对测量装置产生影响，那么在满足条件的基础上，尝试换一下试验环境进行再一次测量，将两次测量的结果读数一次为正，一次为负，然后取两个读数的平均值。
如，在使用某一仪器进行测量时，由于恒定的直流外磁场对测量结果产生影响，可在第一次读数之后，将仪表翻转180°进行第二次读数，取两次测量的平均值为测量结果。
4.2.2 换位抵消法
在测量过程中将被测对象的位置相互交换，将系统中产生的误差相互抵消。如，用电桥法测量电阻。电桥平衡时，RX=R0（R1R2），R1和R2不变，把R0和R1位置互相交换，电桥平衡时，R0为R0t，于是RX=R0t（R2/R1）[4]。
4.2.3 替代法
在测量条件稳定的情况下，用另一个精准度较高的已知量作为被测对象再次测量，而保持测量仪器的指示值不变，那么此时，被测量就是已知的。
4.2.4 对称测量法
在测量时尽量获得对称数据，然后适当处理测量数据的对称关系，从而消除系统误差。
4.2.5 组合测量法
在复杂的测量工作中，往往会出现一定规律性的误差，这种系统误差对其修补会耗费大量的人力物力，这种情况下可以采用组合测量法，形成一定的数字方程，按照科学计算，对方程求解，然后确定测量值。
6 结语
总之，系统误差是电气测量中最主要的误差，引起系统误差的原因多种，其中有设备因素，测量方法、人员和外部环境等，系统误差是有迹可循的，可以根据其规律进行修补和预防。所以在侧脸该过程汇总设法预测可能出现的系统误差，在外部物理环境和人才操作中应当提高要求，采用合理的测量理论和测量方法，通过替代测量法、对称测量法和抵消测量法等多种方法削弱系统可能出现的误差。
参考文献
[1]王崇海．电气测量数据误差计算错误的规避[J]．城市建设理论研究（电子版），2015，5（24）.
[2]郑奇志．电气测量常见问题的探讨[J]．电子世界，2014，（10）.
[3]周小刚．电测仪表测量误差及对策分析[J]．科技致富向导，2013，（24）．
[4]蔡美峰．电测系统误差原因分析及消除[J].科技创新与应用，2013，（3）.
（作者刘志荣系常德市汉寿县坡头电排站工程师）
