一级计量师

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一、系统误差的发现和减小系统误差的方法

系统误差可能由仪器误差、装置误差、人为误差、外界误差及方法误差引起，因此要发现系统误差是哪种误差引起的不太容易，而要完全消除系统误差则是更加困难的。

（一）系统误差的发现

(1)在规定的测量条件下多次测量同一个被测量，从所得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)在测量条件改变时，例如随时间、温度、频率等条件改变时，测量结果按某一确定的规律变化，可能是线性地或非线性地增长或减小，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

要完全消除系统误差比较困难，但降低系统误差则是可能的。

降低系统误差的首选方法是用标准件校准仪器，作出校正曲线；最好是请计量部门或仪器制造厂家校准仪器；其次是实验时正确地使用仪器，如调准仪器的零点、选择适当的量程、正确地进行操作等。

通常，消除或减小系统误差有以下几种方法：

1.采用修正的方法

对系统误差的已知部分，用对测量结果进行修正的方法来减小系统误差。

例如：

测量结果为300C，用计量标准测得的结果是30.10C，则已知系统误差的估计值为一0.10C，也就是修正值为+0.10C；

依据：

已修正测量结果=未修正测量结果+修正值

已修正测量结果为=300C +0.10C=30.10C。

2.在实验过程中尽可能减少或消除一切产生系统误差的因素

例如：

在试验或检测仪器使用时，如果应该对中的未能对中，应该调整到水平、垂直或平行理想状态的未能调好，都会带来测量的系统误差，操作者应仔细调整，以便减小误差。

又如在对模拟式仪表读数时，由于测量人员每个人的习惯不同会导致读数误差，采用了数字显示仪器后就消除了人为读数误差。

3.选择适当的测量方法，使系统误差抵消而不致带入测量结果中的误差符号相反。

试验和测量中常用的几种方法：

(1)恒定系统误差消除法

①异号法

改变测量中的某些条件，例如测量方向、电压极性等，使两种条件下的测量结果中的误差符号相反，取其平均值以消除系统误差。

【案例】带有螺杆式读数装置的测量仪存在空行程，即螺旋旋转时，刻度变化而量杆不动，引起测量的系统误差。为消除这一系统误差，可从两个方向对线。

第一次顺时针旋转对准刻度读数为d，设不含系统误差的值为a，空行程引起的恒定系统误差为ε，则d=a+ε；

第二次逆时针旋转对准刻度读数为d′，此时空行程引起的恒定系统误差为一e，即d′= a一e。

于是取平均值就可以得到消除了系统误差的测量结果：a=d+d′/2。

②交换法

将测量中的某些条件适当交换，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。

例如：

用等臂天平称重，第一次在右边秤盘中放置被测物X，在左边秤盘中放置砝码P，使天平平衡，这时被测物的质量为X=Pll/l2，当两臂相等(ll=l2)时X=P；如果两臂存在微小的差异(ll≠l2)，而仍以X=P为测量结果，就会使测量结果中存在系统误差。为了抵消这一系统误差，可以将被测物与砝码互换位置，此时天平不会平衡，改变砝码质量到P′时天平平衡，则这时被测物的质量为X=P′l2/l1。所以可以用位置交换前后的两次测得值的几何平均值得到消除了系统误差的测量结果

X=（P P′）1/2

③替代法

保持测量条件不变，用某一已知量值的标准器替代被测件再作测量，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。

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