一级计量师

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【案例1】用精密电桥测量某个电阻器时，先将被测电阻器接入电桥的一臂，使电桥平衡；然后用一个标准电阻箱代替被测电阻器接入，调节电阻箱的电阻，使电桥再次平衡。则此时标准电阻箱的电阻值就是被测电阻器的电阻值。可以消除电桥其他三个臂的不理想等因素引入的系统误差。

【案例2】采用高频替代法校准微波衰减器，其测量原理图如图3-1所示。

当被校衰减器衰减刻度从Al改变到A2时，调节标准衰减器从Asl到As2，使接收机指示保持不变，则被校衰减器的衰减变化量Al一A2=Ax等于标准衰减器的衰减变化量As=As2一Asl，，可以使微波信号源和测量接收机在校准中不引入系统误差。

(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入的系统误差。

①用对称测量法消除线性系统误差

【案例1】用电压表作指示，测量被检电压源与标准电压源的输出电压之差，由于电压表零位存在线性漂移(如图3-2所示)，会使测量引入可变的系统误差。此时可以采用下列测量步骤来消除这种系统误差：顺序测量4次，在t1时刻从电压表上读得标准电压源的电压测量值a，在t2时刻从电压表上读得被检电压源的电压测量值x，在t3时刻从电压表上再读得被检电压源的电压测量值x′，在t4时刻再读得标准电压源的电压测量值况a′。

设标准电压源和被检电压源的电压分别为Vs和Vx，系统误差用ε表示，则

t1时：a=Vs十ε1，

t2时：x=Vx十ε2

t3时：x＇=Vx十ε3

t4时：a＇=Vs十ε4

测量时只要满足t2一t1= t4一t3，当线性漂移条件满足时，则有：ε2-ε1=ε4-ε3

于是有：

Vx-Vs =(x+ x＇)/2-(a+ a＇)/2　，

由上式得到的被检电压源与标准电压源的输出电压之差测量结果中消除了由于电压表线性漂移引入的系统误差。

【案例2】用质量比较仪作指示仪表，用F2级标准砝码替代被校砝码的方法校准标称值为10kg 的Ml级砝码，为消除由质量比较仪漂移引入的可变系统误差，砝码的替代方案采用按“标准～被校～被校～标准”顺序进行。

测量数据如下：第一次加标准砝码时读数为ms1=+0.010g，接着加被校砝码，读数为mx1=+0.020g；再第二次加被校砝码，读数为mx2=0.025g，再第二次加标准砝码，读数为ms2=+0.0l5g。则被校砝码与标准砝码的质量差

Δm由下式计算得到：

Δm=( mx1+ mx2)/2一(ms1+ ms1)/2=(0.045g一0.025g)/2=+0.01g，

由此获得被校砝码的修正值为一0.01g。

②半周期偶数测量法消除周期性系统误差

--这种方法广泛用于测角仪上。

周期性系统误差通常可以表示为：

ε=asin2πl/T

式中：T--误差变化的周期；

l--决定周期性系统误差的自变量(如时间、角度等)。

由公式可知，因为相隔T/2半周期的两个测量结果中的误差是大小相等符号相反的。

--所以凡相隔半周期的一对测量值的均值中不再含有此项系统误差。

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