测量误差的一般分类
1. 系统误差(可定误差):
由于系统原因引起的误差,重复出现,单向性;
大小在一定条件下恒定不变;但也存在随被测量值的系统误差(例:弹簧秤)
大小可测出并校正,故又称为可定误差。
可以用对照试验、空白实验、校正仪器等加以校正。
2. 随机误差:
由于某些偶发因素所引起的误差;方向大小不固定,但可以通过校正系统误差后,多次实验获其分布规律。
可通过多次重复测量、规范测量操作等途径进行控制。
为了使测量结果更可靠,需要校正系统误差和控制随机误差。
系统误差的发现(识别)和减小系统误差的方法
要减小和校正系统误差,首先要找出引发系统误差的原因并评估系统误差的大小:(对症下药,采取措施)
有时候要完全识别系统误差是那种因素引起的不太容易,而要完全消除系统误差则是更加困难。
(一)系统误差的发现(识别)方法
(1)恒定的系统误差的发现(识别):
在规定的测量条件下措辞测量同一个被测量,从所得到测量结果与计量标准所复现的量值之差可以发现并得到恒定的系统误差的估计值。
(2)可变系统误差的发现(识别)
改变测量条件,例如随时间、温度、频率等条件,测量结果按某一确定的规律变化,可能是线性地或非线性的增长或减小,就可以发现测量结果中存在可变的系统误差。
(二)减小系统误差的方法
通常,消除或减小系统误差有以下几种方法:
- 修正值法(系统误差估计值已知时)
修正值与误差估计值符号相反,绝对值相等
修正后测量结果=未修正测量结果+修正值
消因法(消除引起系统误差因素:尽可能减少或消除一切产生系统误差的因素)
抵消法(中和法):(连因素都找不到的时候)
通过设计适当的测量程序,使多次测量的系统误差互相抵消而不致带入测量结果的方法。
实验和测量中常见的几种方法:
(1)恒定系统误差消除法:
- 异号法(抵消法)
改变测量中的某些条件,例如测量反向、电压极性等,使两种条件下测量结果中系统误差大小相等、符号相反,取其平均值以消除系统误差。
a=(d=d')/2
(2)交换法
将测量中某些条件适当交换,例如被测物的位置相互交换,设法使 两次测量中的误差源对测结果的作用相反,从而抵消了系统误差。
(3)替代法(曹冲称象)
保持测量条件不变,用某一已知量值的标准件代替被测件再作测量,使指示仪器的指示不变或指零,这时被测量等于已知的标准量,达到消除系统误差的目的。
(2)可变系统误差消除法
合理地设计测量顺序可以消除测量系统的线性漂移或周期性变化引起的系统误差。
对称测量法(应对线性系统误差)
半周期偶数测量法(应对周期性系统误差)
(三)修正系统误差的方法
1.在测量结果上加上修正值(系统误差为常数时)
Δ是示值误差
修正值C为 C=-Δ
已修正的测得值
- 对原测得值乘以修正因子
修正因子Cr等于标准值与未修正测得值之比(常数)
已修正的测得值Xc为:
画修正曲线
指定修正值表