14. Систематическая погрешность

Систематическая погрешность измерения - это составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или же закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же ФВ.

По характеру изменения систематические погрешности подразделяют:

- Постоянные систематические погрешности в течение длительного времени сохраняют свое значение, например, в течение заданного вре­менного интервала.

- Прогрессивные погрешности - это непрерывно возрастающие или убывающие погрешности.

- Периодические погрешности чаще всего проявляются при наличии внешних циклических воздействий или при измерении циклических величин (измерения разности фаз синусоидальных колебаний).

По причине появления систематические погрешности подразделяют:

- погрешности метода измерений (методические), погрешности из-за отклонений внешних условий от установленных

• инструментальные погрешности (погрешности средства измерений)

• субъективные погрешности.

По возможностям учета и исключения (уменьшения) систематические погрешности разделяют на три группы. Первая группа - это погрешности, природа которых известна и численное значение также известно. В этом случае в результат измерения обычно можно внести поправку. Вторую группу систематических погрешностей составляют такие, природа которых известна, однако их значение и (или) знак неизвестны. Эти погрешности называют неисключенными систематическими. Третью группу составляют систематические погрешности, природа которых неизвестна, то есть мы не подозреваем об их существовании в силу ограниченности наших знаний о процессах, происходящих в измерительных средствах, о характере взаимодействия средства измерений и объекта измерений.

15. Методы борьбы с систематическими погрешностями и способы их уменьшения Соблюдение и поддержание постоянными внешних условий измерений, включая уменьшение внешних воздействующих факторов: нагрева, электрических и магнитных полей, радиопомех и других непреднамеренных излучений, влажности, статических, механических напряжений и т.п.

Если в качестве средства измерений применяется измерительный прибор, то бывает полезно произвести сравнение измеряемой ФВ с более точной мерой этой же величины, используя измерительный прибор в качестве компаратора.

Индивидуальная градуировка измерительного прибора - по существу это сравнение с более точной мерой, однако в приборе "запоминаются" более точные значения меры на более длительный срок.

Метод противоположного влияния или компенсации погрешности по знаку. При этом выполняют два измерения, изменяя процедуру таким образом, чтобы предполагаемая погрешность имела другой знак.

Введение поправки, значение которой получено расчетом. Для реализации этого метода необходимо разработать физическую модель измерительного эксперимента, выполняемого методом косвенных измерений, или измерительного прибора. На основе физической модели составляется математическая модель, часто эта модель называется уравнением измерения (формулой измерения) y = y(x₁, x₂, ..., x_n). Это уравнение связывает значение искомой ФВ (функцию y) с результатами прямых измерений величин x_i - аргументов, получаемых при прямых измерениях. Значение систематической погрешности и, следовательно, поправки определяют как полный дифференциал функции y на основе известных дифференциалов аргументов, то есть на основе систематических погрешностей прямых измерений

. (1.2)

Если известны абсолютные значения и знаки Δx_i, то можно определить знак и численное значение Δy и ввести соответствующую поправку. Производные называют коэффициентами влияния, а величины - частными составляющими погрешности.

Иногда неизвестны ни численные значения Δx_i, ни их знаки, а известны только границы неисключенных систематических погрешностей прямых измерений. В этом случае границы систематической погрешности результата косвенного измерения Δ_с определяются формулой:

. (1.3)

Однако поправка в результат измерений не может быть введена.

Перевод систематической погрешности в случайную. Этот метод применим, когда имеется источник систематической погрешности, значение которой может изменяться случайным образом при повторении измерений.