Лекция 7 систематические погрешности

7.1 Систематические погрешности и их классификация

Систематическая погрешность счи­тается специфической, «вырожденной» случайной величиной, об­ладающей некоторыми, но не всеми свойствами случайной величины, изучаемой в теории вероятностей и математической статистике. Свой­ства систематической погрешности, которые необходимо учитывать при объединении составляющих погрешности, отражаются такими же характеристиками, что и свойства "настоящих" случайных ве­личин – дисперсией (СКО) и коэффициентом взаимной корреля­ции.

Систематическая погрешность представляет собой определенную функцию влияющих факторов, состав которых зависит от физиче­ских, конструктивных и технологических особенностей СИ, усло­вий их применения, а также индивидуальных качеств наблюдате­ля. В метрологической практике при оценке систематических погрешностей должно учитываться влияние следующих основных факторов:

1. Объект измерения. Перед измерением он должен быть доста­точно хорошо изучен с целью корректного выбора его модели. Чем полнее модель соответствует исследуемому объекту, тем точнее мо­гут быть получены результаты измерения. Например, кривизна зем­ной поверхности может не учитываться при измерении площади сельскохозяйственных угодий, так как она не вносит ощутимой погрешности, однако при измерении площади океанов ею пренеб­регать уже нельзя.

2. Субъект измерения. Его вклад в погрешность измерения не­обходимо уменьшать путем подбора операторов высокой квалифи­кации и соблюдения требований эргономики при разработке СИ.

3. Метод и средство измерений. Чрезвычайно важен их правиль­ный выбор, который производится на основе априорной информации об объекте измерения. Чем больше априорной информации, тем точ­нее может быть проведено измерение. Основной вклад в систематиче­скую погрешность вносит, как правило, методическая погрешность.

4. Условия измерения. Обеспечение и стабилизация нормаль­ных условий являются необходимыми требованиями для миними­зации дополнительной погрешности, которая по своей природе, как правило, является систематической.

Систематические погрешности принято классифицировать по двум признакам. По характеру изменения во времени они делятся на постоянные и переменные.

Постоянными называются такие по­грешности измерения, которые остаются неизменными в течение всей серии измерений. Например, погрешность от того, что непра­вильно установлен ноль стрелочного электроизмерительного при­бора, погрешность от постоянного дополнительного веса на чашке весов и т.д.

Переменными называются погрешности, изменяющие­ся в процессе измерения. Они делятся на монотонно изменяющие­ся, периодические и изменяющиеся по сложному закону.

Если в процессе измерения систематическая погрешность монотонно воз­растает или убывает, ее называют монотонно изменяющейся. На­пример, она имеет место при постепенном разряде батареи, питаю­щей средство измерений. Периодической называется погрешность, значение которой является периодической функцией времени. При­мером может служить погрешность, обусловленная суточными ко­лебаниями напряжения силовой питающей сети, температуры ок­ружающей среды и др. Систематические погрешности могут изменяться и по более сложному закону, обусловленному какими-либо внешними причинами.

По причинам возникновения погрешности делятся на методиче­ские, инструментальные и личные (субъективные).