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  [组图]实验中系统误差的处理         ★★★ 【字体:
实验中系统误差的处理
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:1979    更新时间:2010-1-6    

  化学实验工作中,在许多情况下,系统误差是影响测量结果精确度的主要因素,然而它又常常不明显地表示出来。当它被疏忽时,会给实验结果带来严重的影响。因此,找出系统误差,减少、修正或消除它的影响,估算它的大小,这是系统误差处理的重要因素。

  一、系统误差的发现

  1.测量仪器往往是系统误差的主要来源

  为了保证仪器符合测量要求,应经常或定期对测量仪器进行校验,以便及时发现系统误差。在实验中,还可以通过多个同类仪器进行比较,观察测量值的差异,找出它们一致性的数据,从中判定仪器的系统误差。

  2.分析实验所依据的理论公式所要求的约束条件在测量中是否已满足。

  将实验值与理论值或公认值进行比较,从中发现系统误差。

  二、系统误差的消除和修正

  系统误差的消除和修正,是指使其影响减小到仪器测量的精度以内。否则,精确的测量便失去意义。下面介绍对于系统误差进行消除和修正时常采用的几种方法。

  1.修正法

  对于有些零值误差,如千分尺使用时间较长后产生的磨损,可引入一个修正值,在测量时进行修正。对于仪器的示值误差,可通过与高精度仪器比较,或根据理论分析导出修正值,予以修正。

  2.交换法

  在测量中对某些条件(如被测物的位置)进行交换,使产生系统误差的原因对测量结果起相反的作用。例如,为了消除天平不等臂误差,可采用“复秤法”,即交换被测物和砝码的位置再测一次,取两次结果的平均值。

  3.补偿法

  例如在量热学实验中,采用加冰降温,使系统的初温低于环境温度而吸热,以补偿在升温时的热损失。

  三、系统误差的结算

  在实验实践中,由于系统误差是构成测量结果的主要误差。因此,必须对测量结果中的系统误差进行估算。

  1.单次直接测量的误差估算

  有的实验由于条件不许可;有的实验的精密度要求不高;或在间接测量中,其中某物理量的误差对最后结果的影响较小等,对物理量x的直接测量只进行一次,得到测量值为x',这时,既得不到平均值,也无法求出测量结果的平均绝对误差和标准误差。在这种情况下,不去区分系统误差和偶然误差,而用仪器误差来表示测量结果为

  

  2.多次直接测量中系统误差的估算

  在物理量x单项直接测量结果中,其系统误差为Δ*x。根据系统误差的性质,多次等精度的测量无法减小系统误差。所以,多次直接测量结果中的系统误差,仍为Δ*x。这时直接测量结果表示为

  

  3.间接测量中系统误差的传递

  在间接测量中,直测量的系统误差,通过与复合量的函数关系传递下去。

  系统误差的传递和偶然误差的传递互不影响,分别计算出复合量N的系统误差Δ*N和偶然误差σN后,最后的测量结果为:


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