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注冊計量師考試計量專業實務復習講義

一、系統誤差的發現和減小系統誤差的方法

系統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，因此要發現系統誤差是哪種誤差引起的不太容易，而要完全消除系統誤差則是更加困難的。

（一）系統誤差的發現

(1)在規定的測量條件下多次測量同一個被測量，從所得測量結果與計量標準所復現的量值之差可以發現并得到恒定的系統誤差的估計值。

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

(二)減小系統誤差的方法

要完全消除系統誤差比較困難，但降低系統誤差則是可能的。

降低系統誤差的首選方法是用標準件校準儀器，作出校正曲線；最好是請計量部門或儀器制造廠家校準儀器；其次是實驗時正確地使用儀器，如調準儀器的零點、選擇適當的量程、正確地進行操作等。

通常，消除或減小系統誤差有以下幾種方法：

1.采用修正的方法

對系統誤差的已知部分，用對測量結果進行修正的方法來減小系統誤差。

例如：

測量結果為300C，用計量標準測得的結果是30.10C，則已知系統誤差的估計值為一0.10C，也就是修正值為+0.10C；

依據：

已修正測量結果=未修正測量結果+修正值

已修正測量結果為=300C +0.10C=30.10C。

2.在實驗過程中盡可能減少或消除一切產生系統誤差的因素

例如：

在試驗或檢測儀器使用時，如果應該對中的未能對中，應該調整到水平、垂直或平行理想狀態的未能調好，都會帶來測量的系統誤差，操作者應仔細調整，以便減小誤差。

又如在對模擬式儀表讀數時，由于測量人員每個人的習慣不同會導致讀數誤差，采用了數字顯示儀器后就消除了人為讀數誤差。

3.選擇適當的測量方法，使系統誤差抵消而不致帶入測量結果中的誤差符號相反。

試驗和測量中常用的幾種方法：

(1)恒定系統誤差消除法

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年注冊計量師考試使兩種條件下的測量結果中的誤差符號相反，取其平均值以消除系統誤差。

【案例】帶有螺桿式讀數裝置的測量儀存在空行程，即螺旋旋轉時，刻度變化而量桿不動，引起測量的系統誤差。為消除這一系統誤差，可從兩個方向對線。

第一次順時針旋轉對準刻度讀數為d，設不含系統誤差的值為a，空行程引起的恒定系統誤差為ε，則d=a+ε；

第二次逆時針旋轉對準刻度讀數為d′，此時空行程引起的恒定系統誤差為一e，即d′= a一e。

于是取平均值就可以得到消除了系統誤差的測量結果：a=d+d′/2。

②交換法

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

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，這時被測物的質量為X=Pll/l2，當兩臂相等(ll=l2)時X=P；如果兩臂存在微小的差異(ll≠l2)，而仍以X=P為測量結果，就會使測量結果中存在系統誤差。為了抵消這一系統誤差，可以將被測物與砝碼互換位置，此時天平不會平衡，改變砝碼質量到P′時天平平衡，則這時被測物的質量為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誤差的測量結果

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準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準量，達到消除系統誤差的目的。

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