2-2. СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОГРЕШНОСТИ

Систематические погрешности по причинам возникновения разделяются на методические, аппаратурные и субъективные.

Методические погрешности появляются вследствие несовершенства разработанного метода измерения данной

величины; неточности формул, выведенных с некоторыми допущениями; влияния измерительного прибора на объект измерения; явления резонанса.

Аппаратурные погрешности обусловлены несовершенством средств измерений (изменение показаний при изменении напряжения питания или температуры окружающей среды); неточностью градуировки; неправильным расположением прибора (вертикальное вместо горизонтального); влиянием Одного прибора на другой (например, работающего генератора на чувствительный вольтметр); наличием внешнего электромагнитного поля.

Субъективные (личностные) погрешности возникают вследствие несовершенства органов человека и связаны с индивидуальными особенностями и квалификацией наблюдателя Эта разновидность систематической погрешности обычно невелика, а при использовании цифровых приборов исчезает. К субъективной погрешности следует отнести так называемые промахи, появляющиеся вследствие неправильных действий оператора (записано показание со шкалы, не относящееся к данному измерению, не учтена запятая в отсчете и др.). Промахи не учитывают, а измерение выполняют заново.

Систематическая погрешность может быть постоянной И переменной. Постоянная систематическая погрешность встречается наиболее часто, она остается неизменной в интервале времени измерения, ее сравнительно легко обнаружить и исключить. Наиболее простой способ обнаружения и определения постоянной систематической погрешности заключается в поверке данного рабочего прибора. При одновременном измерении одной и той же величины рабочим и образцовым прибором получают показания ; разность между ними является абсолютной погрешностью рабочего прибора . Для удобства записи результата измерений вводится поправка С (correction), равная абсолютной погрешности с обратным знаком: Результатом измерения следует считать сумму показания рабочего прибора и поправки:

Для уменьшения систематической погрешности в сложном приборе предусматривается возможность его калибровки с помощью внешнего или внутреннего источника калибровочного сигнала с известными параметрами.

В общем случае уменьшение постоянной систематической погрешности возможно методами замещения и компенсации по знаку. Метод замещения заключается в замене

измеряемой величины известной величиной таким образом, чтобы состояние измерительного прибора осталось неизменным; тогда Например, неточным стрелочным омметром измерили сопротивление резистора и получили показание Затем вместо измеряемого резистора включаем магазин сопротивлений и путем его регулировки добиваемся прежнего показания Очевидно, что установленное сопротивление магазина

Метод компенсации по знаку применяется при направленном действии причины, вызывающей систематическую погрешность, например напряженности магнитного поля, эффекта Пельтье и др. Выполняют два наблюдения так, чтобы в результаты погрешность входила с разными знаками: Отсюда

Переменные систематические погрешности разделяются на прогрессирующие и периодические. Прогрессирующие систематические погрешности возрастают или убывают в функции некоторого аргумента (влияющей величины), их вызывающего. Периодические — изменяются в интервале времени наблюдения с определенным периодом. Для уменьшения переменных систематических погрешностей необходимо выявить закон их изменения и вычислить поправки. Иногда это удается сделать путем поверки и тогда поправки составляются в виде графиков или таблиц, но чаще поправки находят аналитически и тогда они выражаются математическими уравнениями. Эту сложную задачу не всегда можно довести до конца. При любых измерениях полное исключение систематической погрешности не удается: всегда остается некоторая часть неисключенной погрешности, которая и является систематической составляющей погрешности измерения