消除系統(tǒng)誤差的方法

1、減少系統(tǒng)誤差的方法消除或減少系統(tǒng)誤差有兩個(gè)基本方法。一是事先研究系統(tǒng)誤差的性 質(zhì)和大小，以修正量的方式，從測量結(jié)果中予以修正；二是根據(jù)系統(tǒng) 誤差的性質(zhì)，在測量時(shí)選擇適當(dāng)?shù)臏y量方法，使系統(tǒng)誤差相互抵消而 不帶入測量結(jié)果。1. 采用修正值方法對于定值系統(tǒng)誤差可以采取修正措施。一般采用加修正值的方法。 對于間接測量結(jié)果的修正，可以在每個(gè)直接測量結(jié)果上修正后， 根據(jù) 函數(shù)關(guān)系式計(jì)算出測量結(jié)果。修正值可以逐一求出，也可以根據(jù)擬合 曲線求出。應(yīng)該指出的是，修正值本身也有誤差。所以測量結(jié)果經(jīng)修 正后并不是真值，只是比未修正的測得值更接近真值。 它仍是被測量 的一個(gè)估計(jì)值，所以仍需對測量結(jié)果的不確定度作出估計(jì)

2、。2. 從產(chǎn)生根源消除用排除誤差源的辦法來消除系統(tǒng)誤差是比較好的辦法。這就要求測量者對所用標(biāo)準(zhǔn)裝置，測量環(huán)境條件，測量方法等進(jìn)行仔細(xì)分析、研 究，盡可能找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源，進(jìn)而米取措施。采用專門的方法(1) 交換法：在測量中將某些條件，如被測物的位置相互交換，使 產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因?qū)y量結(jié)果起相反作用，從而達(dá)到抵消系 統(tǒng)誤差的目的。如用電橋測電阻，電橋平衡時(shí)，F(xiàn)X=R)(R1/R2),保持R1、R2不變，把Rx、R0的位置互換，電橋再次平衡時(shí)，R0變成 R，此時(shí) Rx=R0 (R2/R1)。于是有 Rx二R0'(R2/R1),由 此算出的Rx就可以消除由R1、R2帶來的系統(tǒng)誤差。(

3、2) 替代法：替代法要求進(jìn)行兩次測量，第一次對被測量進(jìn)行測量， 達(dá)到平衡后，在不改變測量條件情況下，立即用一個(gè)已知標(biāo)準(zhǔn)值替代 被測量，如果測量裝置還能達(dá)到平衡，則被測量就等于已知標(biāo)準(zhǔn)值。 如果不能達(dá)到平衡，修整使之平衡。替代法是指直截了當(dāng)?shù)販y定物理 量的方法。如：利用精密天平的稱重。設(shè)待測重量為 x ,當(dāng)天平達(dá)到 平衡時(shí)所加砝碼重量為 Q ,天平的兩臂長度各為11和12 ,平衡時(shí)有 x = Q -12/ 11 。再用已知標(biāo)準(zhǔn)砝碼P代替x ,平衡時(shí)有P = Q -12/ 11，得到x = P。若用標(biāo)準(zhǔn)砝碼置換未知重量后，天平失去平衡，需加 一差值 P ,才出現(xiàn)平衡，這時(shí)有P + P = Q -

4、12/ 11 , 所以x = P + P( P可正可負(fù))。這樣就可消除由于天平兩臂不等而帶來 的系統(tǒng)誤差。(3) 補(bǔ)償法：補(bǔ)償法要求進(jìn)行兩次測量，改變測量中某些條件，使兩次測量結(jié)果中，得到誤差值大小相等、符號(hào)相反，取這兩次測量的 算術(shù)平均值作為測量結(jié)果，從而抵消系統(tǒng)誤差。如讀數(shù)顯微鏡、千分 尺等都存在空行程，這是系統(tǒng)誤差，設(shè)其為 1,為消除這一誤差，可 從兩個(gè)方向分別讀數(shù)，第一次順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，讀得數(shù)據(jù)為L1,則被測量長度D為：D=L1+I:第二次逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)讀得數(shù)據(jù)為 L2,則被測量長度 為D=L2-1,于是D=(L1+L2)/2，這樣系統(tǒng)誤差I(lǐng)被消除，某些不等位 電勢、溫度引起的溫差電勢、磁場對

5、磁電系儀表的影響等也可以用這 種辦法來消除。(4) 對稱測量法：即在對被測量進(jìn)行測量的前后，對稱地分別對同 一已知量進(jìn)行測量，將對已知量兩次測得的平均值與被測量的測得值 進(jìn)行比較，便可得到消除線性系統(tǒng)誤差的測量結(jié)果。(5) 半周期偶數(shù)測量法：對于周期性的系統(tǒng)誤差，可以采用半周期 偶數(shù)觀察法，即每經(jīng)過半個(gè)周期進(jìn)行偶數(shù)次觀察的方法來消除。(6) 組合測量法：由于按復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差，不易分析，采用組合測量法可使系統(tǒng)誤差以盡可能多的方式出現(xiàn)在測得值中，從而將系統(tǒng)誤差變?yōu)殡S機(jī)誤差處理。(7) 相對測量法：相對測量法也稱為比較法，是利用已知其精確數(shù)據(jù) 的標(biāo)準(zhǔn)樣品，在同樣的條件下與待測樣品進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)

6、。此方法可消 除一些已知或未知的系統(tǒng)誤差。如：早期測量擺的周期是利用一個(gè)與 待測擺周期相近的標(biāo)準(zhǔn)擺，用重合法進(jìn)行比較，這樣可以減小計(jì)時(shí)器、 擺角、阻尼等因索引起的系統(tǒng)誤差。(8) 零示法:在零點(diǎn)、平衡點(diǎn)或是相互抵償?shù)臓顟B(tài)附近，實(shí)驗(yàn)會(huì)保持 原始的條件，將免去一些附加的系統(tǒng)誤差，而且觀測往往會(huì)有較高的 分辨率和靈敏度。如：電位差計(jì)就是利用電壓補(bǔ)償?shù)脑?，?shí)現(xiàn)零示 的一種方法。(9) 交替法:交替法就是把測量對象的位置相互交替而進(jìn)行兩次測量。如用平衡電橋測量未知電阻值，為消除電橋比例臂電阻值不等給 測量結(jié)果帶來的系統(tǒng)誤差，可使用交替法進(jìn)行測量。(10) 累積法：用尺子去測量一張很薄的紙的厚度，是很不準(zhǔn)的。如 果把許多張同樣的紙疊成一疊進(jìn)行測量，那么就可以測得比較準(zhǔn)確。令一張紙的厚度為d ,測量誤差為 d ,則測量的相對誤差為 d/ d ;如果把n張紙疊起來測量，則其總厚度為nd。然而,在基本相同的 測量條件下，測量誤差還足d。于是測量的相對誤差為： d/ ( nd), 即相對誤差減小為只測一張紙時(shí)的1/ n 。(11) 外延修正法 外延修正法的基本思想是將真實(shí)的物理實(shí)驗(yàn)過 程外推到進(jìn)行得無限快的情況，因而也就不存在系統(tǒng)誤差的作用。 補(bǔ)充：1、可以對儀器進(jìn)行調(diào)整和檢定。