5.Учет систематической погрешности и способы ее уменьшения.

5.1.Неисключенная систематическая погрешность

Исключение систематической погрешности – одна из главных задач при планировании, подготовке, проведении измерений и обработке их результатов. При планировании подготовки главной задачей является выбор методов и средств измерений, определение источников и разновидностей систем погрешностей и пери необходимости осуществить мероприятия по уменьшению влияющих факторов (например, вводят дополнительные цепи смещения и т.д.)

Это уменьшение осуществляют до определенного возможного предела и когда ее значение настолько малы по сравнению с другими погрешностями, то ею можно пренебречь.

И какая-то остаточная не исключенная система погрешностей всегда будет существовать.

Для обнаружения неисключенных систематических погрешностей (НСП) рекомендуется:

1. Провести измерения другим методом и результаты сравнить;

2. Резко изменить условия наблюдения (использовать другие экземпляры средств измерений, сменить оператор, изменить время наблюдения, например, провести в ночное время, когда выключено технологическое оборудование);

3. Провести контрольное измерение в лаборатории другого предприятия с более точными средствами измерения и МВЧ;

4. Теоретически оценить НСП, использующие другие модели ОИ, методы и средств измерений.

Для уменьшения НСП в ходе выполнения измерений применяются другие методы:

1. Метод замещения.

Суть – заменяют измеряемую величину известной (мерой), таким образом, чтобы во всех использующих средств измерений не происходило никаких изменений.

Сначала средством измерения измеряют неизвестную величину, затем на вход средства измерения подают регулируемую меру, изменяя ее добиваемся тех же показаний прибора. Тогда система погрешностей будет равна нулю, а неизвестное значение равно величине воспроизводимой мерой

1. 

   

   Н апример: Измерение массы тела:

2. Метод компенсации по знаку.

Проводят два измерения так, чтобы НСП входило в результат каждого из них разными знаками. Тогда сумма их результатов будет свободна от этой погрешности.

Пример: Для исключения НСП из-за:

1. Гистерезиса, мертвого хода варньерных устройств измерения проводят при подходе к определенному отсчету слева и справа. Результат измерения равен:

2. Для измерения ЭДС с помощью потенциометра постоянного тока возникает термо ЭДС. Для исключения этой погрешности проводят два измерения при противоположном направлении рабочего тока в потенциометре, тогда среднее значение не будет содержать эту погрешность.

3. Разновидностью п.2 является метод противопоставления. Выполняют два измерения так, чтобы причина НСП оказывала разные, но известные по закономерности воздействия на результаты наблюдений.

Примеры: измерили массу с помощью гирь:

Затем гирю с массой поменяли местами. Тогда

Из полученных уравнений выразим:

4. Метод рандомизации (перевод систем погрешности в случайную). Измерения организованы таким образом, что фактор, вызывающий НСП при каждом наблюдении действовал по-разному.

Если несколько однотипных приборов имеют погрешность одинакового происхождения, а для каждого прибора она постоянна, для определения погрешности определяют одну и туже величину разными приборами , а результат усредняют.

Тот же эффект можно получить изменив методику и условия эксперимента.

Например: для исключения влияния магнитного поля Земли наблюдения повторяют несколько раз, на некоторый угол относительно силовых линий поля. Результат измерения будет определяться как _____из всех наблюдений.

5. Метод симметричных наблюдений весьма эффективен при исключении прогрессивных погрешностей, линейно меняющихся пропорционально аргументу.

Прогрессирующая

система погрешностей

И змерения проводят последовательно через одинаковые интервалы, а обработку полученных результатов осуществляют с учетом равенства среднего значения погрешности любой пары симметричных наблюдений погрешности, соответствующей средней точке данного интервала.

Систематические погрешности исключаются после проведения измерений при обработке их результатов. Для этого в неисправленные результаты наблюдений вводят поправки:

или эти результаты умножают на поправочные множители:

.

5.2. Общая методика экспериментальной оценки систематической и случайной составляющих основной погрешности СИ.

Оценка проводится в трех точках диапазона (в начале, середине и в конце). Для определенной точки диапазона оценка производится следующим образом: