在相同的觀(guān)測條件下,對某量進(jìn)行了n次觀(guān)測,如果誤差出現的大小和符號均相同或按一定的規律變化,這種誤差稱(chēng)為系統誤差。
系統誤差產(chǎn)生的主要原因之一,是由于儀器設備制造不完善。例如,用一把名義長(cháng)度為50m的鋼尺去量距,經(jīng)檢定鋼尺的實(shí)際長(cháng)度為50.005 m,則每量一次就帶有+0.005 m的誤差(“+”表示在所量距離值中應加上),丈量的尺段越多,所產(chǎn)生的誤差越大。所以這種誤差與所丈量的距離成正比。系統誤差具有明顯的規律性和累積性,對測量結果的影響很大。
為了盡量減小或消除系統誤差對測定結果的影響,可以用以下方法來(lái)減小和消除系統誤差:
這是消除系統誤差的根本方法。在測定之前,要求檢測人員在檢測過(guò)程中可能產(chǎn)生的系統誤差進(jìn)行認真的分析,必須盡可能預見(jiàn)一切可能產(chǎn)生系統誤差的來(lái)源,并設法消除或盡量減弱其影響。例如,測量前對儀器本身性能進(jìn)行檢查,使儀器的環(huán)境條件和安裝位置符合檢驗技術(shù)要求的規定;對儀器在使用前進(jìn)行正確的調整;嚴格檢查和分析測量方法是否正確等來(lái)消除儀器、檢測方法、環(huán)境等因素而產(chǎn)生的系統誤差;為防止因儀器長(cháng)期使用而使其精度降低,及時(shí)送計量部門(mén)進(jìn)行周期檢定。
這種方法是對取測量用的滴定管、移液管、容量瓶等計量器具,在測量前進(jìn)行修正,做出校正曲線(xiàn)或誤差表,測量后對實(shí)際測量值進(jìn)行修正,從而避免或消除因此而產(chǎn)生的系統誤差。
空白試驗是指在不加試樣的情況下,按分析檢驗方法標準或規程在同樣的操作條件下進(jìn)行的測定??瞻自囼炈媒Y果的數值為空白值。然后再對加入被測試樣按分析檢驗方法標準或規程在同樣的操作條件下進(jìn)行測定得出試樣的測定值,最后從試樣的測定值中扣除空白值,就得到比較準確的分析結果,這樣可以消除因蒸餾水含有雜質(zhì)或所使用的試劑不純所產(chǎn)生的系統誤差。
對照試驗就是用同樣的分析方法在同樣的條件下,用標樣代替試樣進(jìn)行的平行測定。通過(guò)對照試驗可以校正測試結果,消除系統誤差。
對測量過(guò)程中存在固定不變的系統誤差,可以采用以下消除方法:
根據誤差產(chǎn)生的原因,將引起系統誤差的某些條件相互交換,其他條件保持不變,使產(chǎn)生系統誤差的因素對測量結果起相反的作用,從而消除系統誤差。如用等臂天平稱(chēng)量時(shí),由于天平左右兩個(gè)臂長(cháng)有微小差別,稱(chēng)量時(shí)會(huì )產(chǎn)生恒值系統誤差。如果將被稱(chēng)量物品與砝碼在天平左右稱(chēng)盤(pán)上交換,稱(chēng)量?jì)纱?,取兩次測量結果的平均值為被測物品的最終測量結果,就可以消除天平兩臂不等而帶來(lái)的系統誤差。
即要求進(jìn)行兩次測量,改變測量中的某些條件,如測量方向、電壓極性等,使前后兩次測量的系統誤差大小相等、符號相反,取兩次測量結果的平均值即可消除系統誤差。
為了消除指示儀表不準而造成的系統誤差,在測量過(guò)程中使被測量對指示儀表的作用與已知的標準量對它的作用相互平衡,使指示儀表示零,這時(shí)被測量的量值就等于標準量值,這就是零示法。例如,電橋電路、電位差計等等都是用這種方法來(lái)消除指示儀表不準引起的系統誤差。
對于周期性誤差,可以相隔半個(gè)周期進(jìn)行一次測量,然后以?xún)纱巫x數的算術(shù)平均值作為測量值,即可以有效地消除周期性系統誤差。例如,指針式儀表,若刻度盤(pán)偏心所引出的誤差,可采用相隔180°的一對或幾對的指針標出的讀數取平均值加以消除。
對稱(chēng)測量法可以有效消除隨時(shí)間變化而產(chǎn)生的線(xiàn)性系統誤差。如用電壓表進(jìn)行電壓測量時(shí),在測量前先將電壓表校準調零后,再對電壓源的電壓進(jìn)行測量,隨著(zhù)測量時(shí)間的推移,電壓表的零點(diǎn)逐漸漂移而產(chǎn)生線(xiàn)性系統誤差,為了求得待測電壓源與標準電源的電壓之差,可以進(jìn)行等時(shí)間間隔測量,則電壓表所示的待測電壓與標準電壓之差不受系統誤差的影響。
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