一級計(jì)量師

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注冊計(jì)量師考試計(jì)量專業(yè)實(shí)務(wù)復(fù)習(xí)講義

一、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和減小系統(tǒng)誤差的方法

系統(tǒng)誤差可能由儀器誤差、裝置誤差、人為誤差、外界誤差及方法誤差引起，因此要發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差是哪種誤差引起的不太容易，而要完全消除系統(tǒng)誤差則是更加困難的。

（一）系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)

(1)在規(guī)定的測量條件下多次測量同一個被測量，從所得測量結(jié)果與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之差可以發(fā)現(xiàn)并得到恒定的系統(tǒng)誤差的估計(jì)值。

(2)在測量條件改變時，例如隨時間、溫度、頻率等條件改變時，測量結(jié)果按某一確定的規(guī)律變化，可能是線性地或非線性地增長或減小，就可以發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果中存在可變的系統(tǒng)誤差。

(二)減小系統(tǒng)誤差的方法

要完全消除系統(tǒng)誤差比較困難，但降低系統(tǒng)誤差則是可能的。

降低系統(tǒng)誤差的首選方法是用標(biāo)準(zhǔn)件校準(zhǔn)儀器，作出校正曲線；最好是請計(jì)量部門或儀器制造廠家校準(zhǔn)儀器；其次是實(shí)驗(yàn)時正確地使用儀器，如調(diào)準(zhǔn)儀器的零點(diǎn)、選擇適當(dāng)?shù)牧砍?、正確地進(jìn)行操作等。

通常，消除或減小系統(tǒng)誤差有以下幾種方法：

1.采用修正的方法

對系統(tǒng)誤差的已知部分，用對測量結(jié)果進(jìn)行修正的方法來減小系統(tǒng)誤差。

例如：

測量結(jié)果為300C，用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測得的結(jié)果是30.10C，則已知系統(tǒng)誤差的估計(jì)值為一0.10C，也就是修正值為+0.10C；

依據(jù)：

已修正測量結(jié)果=未修正測量結(jié)果+修正值

已修正測量結(jié)果為=300C +0.10C=30.10C。

2.在實(shí)驗(yàn)過程中盡可能減少或消除一切產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素

例如：

在試驗(yàn)或檢測儀器使用時，如果應(yīng)該對中的未能對中，應(yīng)該調(diào)整到水平、垂直或平行理想狀態(tài)的未能調(diào)好，都會帶來測量的系統(tǒng)誤差，操作者應(yīng)仔細(xì)調(diào)整，以便減小誤差。

又如在對模擬式儀表讀數(shù)時，由于測量人員每個人的習(xí)慣不同會導(dǎo)致讀數(shù)誤差，采用了數(shù)字顯示儀器后就消除了人為讀數(shù)誤差。

3.選擇適當(dāng)?shù)臏y量方法，使系統(tǒng)誤差抵消而不致帶入測量結(jié)果中的誤差符號相反。

試驗(yàn)和測量中常用的幾種方法：

(1)恒定系統(tǒng)誤差消除法

①異號法

改變測量中的某些條件，例如測量方向、電壓極性等，2012年注冊計(jì)量師考試使兩種條件下的測量結(jié)果中的誤差符號相反，取其平均值以消除系統(tǒng)誤差。

【案例】帶有螺桿式讀數(shù)裝置的測量儀存在空行程，即螺旋旋轉(zhuǎn)時，刻度變化而量桿不動，引起測量的系統(tǒng)誤差。為消除這一系統(tǒng)誤差，可從兩個方向?qū)€。

第一次順時針旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)刻度讀數(shù)為d，設(shè)不含系統(tǒng)誤差的值為a，空行程引起的恒定系統(tǒng)誤差為ε，則d=a+ε；

第二次逆時針旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)刻度讀數(shù)為d′，此時空行程引起的恒定系統(tǒng)誤差為一e，即d′= a一e。

于是取平均值就可以得到消除了系統(tǒng)誤差的測量結(jié)果：a=d+d′/2。

②交換法

將測量中的某些條件適當(dāng)交換，例如被測物的位置相互交換，設(shè)法使兩次測量中的誤差源對測結(jié)果的作用相反，從而抵消了系統(tǒng)誤差。

例如：

用等臂天平稱重，第一次在右邊秤盤中放置被測物X，在左邊秤盤中放置砝碼P，使天平平衡，這時被測物的質(zhì)量為X=Pll/l2，當(dāng)兩臂相等(ll=l2)時X=P；如果兩臂存在微小的差異(ll≠l2)，而仍以X=P為測量結(jié)果，就會使測量結(jié)果中存在系統(tǒng)誤差。為了抵消這一系統(tǒng)誤差，可以將被測物與砝碼互換位置，此時天平不會平衡，改變砝碼質(zhì)量到P′時天平平衡，則這時被測物的質(zhì)量為X=P′l2/l1。所以可以用位置交換前后的兩次測得值的幾何平均值得到消除了系統(tǒng)誤差的測量結(jié)果

X=（P P′）1/2

③替代法

保持測量條件不變，用某一已知量值的標(biāo)準(zhǔn)器替代被測件再作測量，使指示儀器的指示不變或指零，這時被測量等于已知的標(biāo)準(zhǔn)量，達(dá)到消除系統(tǒng)誤差的目的。

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