測(cè)量方法誤差簡介

例如，在測(cè)量過程中,由于不遵守統(tǒng)一的檢測(cè)規(guī)程,實(shí)驗(yàn)方法選擇不合理或經(jīng)驗(yàn)公式函數(shù)類型、各種系數(shù)的近似選擇不當(dāng)?shù)榷紝矸椒ㄕ`差

根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因及性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差與偶然誤差兩類 。

誤差理論系統(tǒng)誤差

由于儀器結(jié)構(gòu)上不夠完善或儀器未經(jīng)很好校準(zhǔn)等原因會(huì)產(chǎn)生誤差。例如，各種刻度尺的熱脹冷縮，溫度計(jì)、表盤的刻度不準(zhǔn)確等都會(huì)造成誤差。

由于實(shí)驗(yàn)本身所依據(jù)的理論、公式的近似性，或者對(duì)實(shí)驗(yàn)條件、測(cè)量方法的考慮不周也會(huì)造成誤差。例如，熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中常常沒有考慮散熱的影響，用伏安法測(cè)電阻時(shí)沒有考慮電表內(nèi)阻的影響等。

由于測(cè)量者的生理特點(diǎn)，例如反應(yīng)速度，分辨能力，甚至固有習(xí)慣等也會(huì)在測(cè)量中造成誤差。

以上都是造成系統(tǒng)誤差的原因。系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)是測(cè)量結(jié)果向一個(gè)方向偏離，其數(shù)值按一定規(guī)律變化。我們應(yīng)根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)條件，系統(tǒng)誤差的特點(diǎn)，找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因，采取適當(dāng)措施降低它的影響。

誤差理論偶然誤差

在相同條件下，對(duì)同一物理量進(jìn)行多次測(cè)量，由于各種偶然因素，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量值時(shí)而偏大，時(shí)而偏小的誤差現(xiàn)象，這種類型的誤差叫做偶然誤差。

產(chǎn)生偶然誤差的原因很多，例如讀數(shù)時(shí)，視線的位置不正確，測(cè)量點(diǎn)的位置不準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)儀器由于環(huán)境溫度、濕度、電源電壓不穩(wěn)定、振動(dòng)等因素的影響而產(chǎn)生微小變化等等。這些因素的影響一般是微小的，而且難以確定某個(gè)因素產(chǎn)生的具體影響的大小，因此偶然誤差難以找出原因加以排除。

但是實(shí)驗(yàn)表明，大量次數(shù)的測(cè)量所得到的一系列數(shù)據(jù)的偶然誤差都服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，這些規(guī)律有：

a.絕對(duì)值相等的正的與負(fù)的誤差出現(xiàn)機(jī)會(huì)相同；

b.絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；

c.誤差不會(huì)超出一定的范圍。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，在確定的測(cè)量條件下，對(duì)同一物理量進(jìn)行多次測(cè)量，并且用它的算術(shù)平均值作為該物理量的測(cè)量結(jié)果，能夠比較好地減少偶然誤差。

1.采用修正值方法

對(duì)于定值系統(tǒng)誤差可以采取修正措施。一般采用加修正值的方法。

2.從產(chǎn)生根源消除

用排除誤差源的辦法來消除系統(tǒng)誤差是比較好的辦法。這就要求測(cè)量者對(duì)所用標(biāo)準(zhǔn)裝置，測(cè)量環(huán)境條件，測(cè)量方法等進(jìn)行仔細(xì)分析、研究，盡可能找出產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的根源，進(jìn)而采取措施。

3.采用專門的方法

（1）交換法：在測(cè)量中將某些條件，如被測(cè)物的位置相互交換，使產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因?qū)y(cè)量結(jié)果起相反作用，從而達(dá)到抵消系統(tǒng)誤差的目的。

（2）替代法：替代法要求進(jìn)行兩次測(cè)量，第一次對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，達(dá)到平衡后，在不改變測(cè)量條件情況下，立即用一個(gè)已知標(biāo)準(zhǔn)值替代被測(cè)量，如果測(cè)量裝置還能達(dá)到平衡，則被測(cè)量就等于已知標(biāo)準(zhǔn)值。如果不能達(dá)到平衡，修整使之平衡，這時(shí)可得到被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)值的差值，即：被測(cè)量=標(biāo)準(zhǔn)值 差值。

（3）補(bǔ)償法：補(bǔ)償法要求進(jìn)行兩次測(cè)量，改變測(cè)量中某些條件，使兩次測(cè)量結(jié)果中，得到誤差值大小相等、符號(hào)相反，取這兩次測(cè)量的算術(shù)平均值作為測(cè)量結(jié)果，從而抵消系統(tǒng)誤差。

（4）對(duì)稱測(cè)量法：即在對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量的前后，對(duì)稱地分別對(duì)同一已知量進(jìn)行測(cè)量，將對(duì)已知量兩次測(cè)得的平均值與被測(cè)量的測(cè)得值進(jìn)行比較，便可得到消除線性系統(tǒng)誤差的測(cè)量結(jié)果。

（5）半周期偶數(shù)測(cè)量法：對(duì)于周期性的系統(tǒng)誤差，可以采用半周期偶數(shù)觀察法，即每經(jīng)過半個(gè)周期進(jìn)行偶數(shù)次觀察的方法來消除。

（6）組合測(cè)量法：由于按復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差，不易分析，采用組合測(cè)量法可使系統(tǒng)誤差以盡可能多的方式出現(xiàn)在測(cè)得值中，從而將系統(tǒng)誤差變?yōu)殡S機(jī)誤差處理。