系統(tǒng)誤差
在討論隨機(jī)誤差的一般理論和對它所進(jìn)行的數(shù)字處理和估計(jì)中,均假定測量數(shù)據(jù)中不存 在系統(tǒng)誤差,或者是已得到改正,或小得可以忽略。但是,在某些測量中,常常存在著不容忽視的系統(tǒng)誤差,有時(shí)甚至遠(yuǎn)大于測量的隨機(jī)誤差。這時(shí),若仍然只對隨機(jī)誤差進(jìn)行數(shù)學(xué)處理,所得結(jié)果將沒有意義。因此,對任何一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作,都應(yīng)該對系統(tǒng)誤差問題給予充分注意,應(yīng)盡可能地消除和減小它對實(shí)驗(yàn)的影響,以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。
系統(tǒng)誤差的特征
系統(tǒng)誤差的特征是它的確定性,即實(shí)驗(yàn)條件一經(jīng)確定,系統(tǒng)誤差就獲得了一個(gè)客觀上的確定值,一旦實(shí)驗(yàn)條件變化,系統(tǒng)誤差也按一種確定的規(guī)律變化。系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)、減小和消除是個(gè)比較復(fù)雜的問題,無一般規(guī)則可循。要根據(jù)有關(guān)專業(yè)知識和實(shí)驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn),很好地分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的原理、測量方法的每一步和所用的各種儀器,以及所獲得的全部測量數(shù)據(jù),找出產(chǎn)生誤差的各個(gè)原因,這樣才有可能設(shè)法在測量結(jié)果中減小和消除它的影響。但是,研究 系統(tǒng)誤差的特征、性質(zhì)及其對測量的影響,也可得出一些一般原則,使我們能夠了解在一些最典型的出現(xiàn)系統(tǒng)誤差的情況下,如何著手去發(fā)現(xiàn)和消除系統(tǒng)誤差。 系
統(tǒng)誤差的來源
實(shí)驗(yàn)中系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生,大致有以下幾方面的原因:
①儀器構(gòu)造上的不完善。如天平兩臂不等長;測量儀表轉(zhuǎn)動部分偏心;滑線電阻電絲不均勻;螺旋測微計(jì)有空行程等。
②儀釋未經(jīng)很好地調(diào)整和核準(zhǔn)。例如,儀表量具等沒有調(diào)整到理想狀態(tài),儀器未經(jīng)校準(zhǔn), 測量時(shí)外部條件的變化和影響等。
③個(gè)人誤差。這是由測量人員本身特點(diǎn)而引起的,如測量人員的固有習(xí)慣、生理上的分辨能力和反應(yīng)速度等。這些個(gè)人因素將造成測量人員對某一信號的記錄有超前或滯后的趨勢,讀取數(shù)據(jù)時(shí),有始終偏大或者偏小的客觀效果。
④方法誤差或理論誤差。這類誤差主要是由于研究方法和所依據(jù)的理論公式的近似性所引起。如理論公式所要求的某些條件在實(shí)驗(yàn)中未被滿足,測量方法和測量技術(shù)不完善,選用的經(jīng)驗(yàn)公式只是各參量實(shí)際函數(shù)關(guān)系的粗略近似等。
⑤環(huán)境誤差。這是由于測量儀表工作的環(huán)境(濕度、氣壓、溫度等)不是儀表校驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),而是隨時(shí)間在變化,從而引起的誤差。
⑥安裝誤差。這是由于測量儀表的安裝或放置不正確所引起的誤差。例如,應(yīng)嚴(yán)格水平放置的儀表,未調(diào)好水平位置;電氣測量儀表誤放在有強(qiáng)電磁場干擾的地方和溫度變化劇烈的地方等。
⑦定義誤差。例如,在測量一個(gè)隨機(jī)振動的平均值時(shí),取測量的時(shí)間間隔以不同,得到的平均值就不同。即使在相同的時(shí)間間隔下,由于測量時(shí)刻不同,得到的平均值也會不同。