Систематические погрешности. Их виды. Методы определения в эксперименте систематических погрешностей

Систематическая погрешность – составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при измерении одной и той же физической величины несколько раз.

В зависимости от причин возникновения систематические погрешности бывают:

1)погрешность метода или теоретическая погрешность, происходящая от ошибочности или недостаточной разработки принятого в теории метода измерения;

2)инструментальная, зависящая от погрешности применяемых средств измерения;

3)погрешность, обусловленная взаиморасположением средств измерения, несогласованностью их характеристик, влиянием внешних температурных, гравитационных, радиационных и других полей, нестабильностью источника питания и т.д.;

4)личные погрешности, обусловленные индивидуальными способностями наблюдателя.

По характеру своего поведения в процессе измерения систематические погрешности подразделяют на:

1)постоянные;

2)переменные.

Постоянные если возникают, то их достаточно трудно обнаружить во время эксперимента и практически не возможно после эксперимента. Среди переменных принято выделять прогрессивные и периодические. Причем прогрессивные делятся на монотонно возрастающие и монотонно убывающие.

Результаты наблюдений, полученные при наличии систематической погрешности, - неисправленные. Исключают систематическую погрешность путем внесения поправок. Для обнаружения систематической погрешности приборов может использоваться их поверка по образцовым средствам измерения. Разность между средним арифметическим, измеренным прибором, и показанием образцового прибора равна искомой систематической погрешности.

Часто для обнаружения систематической погрешности строится график последовательности неисправленных значений, случайных отклонений результатов измерения от среднего арифметического. Если предполагается в эксперименте наличие постоянной систематической погрешности, то, сделав несколько измерений, необходимо заменить измерительный прибор, который может вносить систематическую погрешность. После проведения ряда измерений в новых условиях, проанализировав построенный график неисправленных отклонений, делают вывод о постоянной систематической погрешности.

Правило 1. Если знаки неисправленных отклонений результатов измерения изменяются при изменении условий наблюдения, то данные результаты обнаруживают постоянную систематическую погрешность.

При прогрессивной систематической погрешности последовательность неисправленных отклонений результатов наблюдения имеет тенденцию к возрастанию либо убыванию. В связи с этим существует правило.

Правило 2. Если знаки неисправленных отклонений результатов наблюдений чередуются при неизменных условиях проведения эксперимента, то ряд измерений обнаруживает наличие переменной систематической погрешности. Причем если последовательность “+” изменяется на последовательность “-”, то в результатах измерения присутствует монотонно убывающая систематическая погрешность. При изменении последовательности знаков с “-” на “+” в результатах измерения присутствует монотонно возрастающая систематическая погрешность. Если последовательности знаков “+” и “-” чередуются, то в результатах измерения присутствует периодическая погрешность.

По эти признакам можно обнаружить систематическую погрешность в том случае, если случайная погрешность мала по отношению к систематической.

Для исправления результатов наблюдения их складывают с поправками, равными систематической погрешности по величине и обратными по знаку:

, .

Поиск по сайту: