测量装置

计量系列11测量误差中的系统误差

发布时间:2023/12/14 22:11:08   
1系统误差的定义系统误差是“在重复测量中保持不变或按可预见方式变化的测量误差的分量”。系统误差分为恒定系统误差和可变系统误差。恒定系统误差是大小和方向(正负)恒定不变的误差,比如仪器固有的示值误差。可变系统误差是随影响量按照线性变化或周期性变化的系统误差,比如电阻随温度的不同其误差也不同。2系统误差的发现测量的主要目的是准确,而系统误差是主要影响因素。如果发现并消除或减小系统误差,就可以提高测量的准确度。系统误差主要来源于四方面:1)方法误差。测量的原理和方法是否正确、是否可靠,直接关系到测量结果的误差,我们常用的方法比对就是用公认的准确度等级较高的方法来确认新方法,不同的方法会出现不同的系统误差,可以通过交换、替代或补偿的方法来减少传统原理中的系统误差。2)设备误差。测量设备本身存在示值误差,在测量中通过示值带入到测量结果中。使用高准确度等级的测量设备或者采用修正的方法可以减少该系统误差。3)人员误差。由于人员操作习惯、读数习惯等引入的系统误差分量。采用数字仪表或自动测量则可消除人员系统误差。4)条件误差。未将环境等影响量对被测量的影响考虑而造成的系统误差。比如温度对长度测量的影响可通过公式进行修正。3减小系统误差的方法减小系统误差的方法根据被测量的获得途径具体确定。宏观上,可以采用设计测量方法消除系统误差、采用修正值或修正系数、用自动测量取代人工测量的手段实现。1)方法手段。补偿法,也叫异号法,是通过改变测量方法或电压极性(电流方向)等,消除系统误差,正反两次测量引入的误差通常大小相同,方向相反,通过取算术平均值的手段抵消系统误差。交换法,通过交换位置达到相同平衡,通过取几何平均值的手段,从而抵消不等价可能引入的误差。对称法,通过标准、被检、被检、标准交替进行的方式抵消线性系统误差。半周期偶数法,相隔半周期测量取平均值以抵消周期性系统误差。因其相隔半周期出现的系统误差大小相同,方向相反。2)修正手段。仪器的示值误差通过溯源得到,用仪器测量显示示值后,在示值的基础上进行修正,用以减小系统误差。一般通过加修正值、乘修正系数来实现。修正值(或修正系数)可以是固定值,也可以是修正曲线或者修正值表。固定值一般指在特定环境条件下,修正曲线可反映在不同的影响量下的不同修正值,而如果影响量与被测量的关系复杂或有多个影响量时用修正值表表达更直观。3)自动手段。通过自动测量取代人工测量,通过数字仪表代替模拟仪表,均可消除人员引入的系统误差。这里补充的是,人员操作错误、仪器使用错误、未严格按照操作规范操作,这些造成的是错误,而不能算做误差。

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