系統(tǒng)出現(xiàn)誤差時如何去校準和修正


校準與修正


一家超市檢查電子臺秤的準確性。根據(jù)計量部門規(guī)定，以1000g標準重量計量為準，系統(tǒng)誤差在2g以內(nèi)，一次計量精度在3g以內(nèi)。將質(zhì)量為1000克的現(xiàn)行標準砝碼在待測電子臺秤上重復稱重5次，得到5個測量值(單位:克):1003、1006、1005、1008、1006


系統(tǒng)誤差=5次量測值的平均數(shù)-1000=1005.6-1000=5.6(g)


一次量測精密度=量測值標準差/C4=1.82/0.9400=1.94(g)


除以C4是因為樣本量n=5很小，這需要無偏校正。當n=5時，無偏修正系數(shù)C4-0.940。


從上面可以看出，這個電子秤的系統(tǒng)誤差不符合要求。精度符合要求。調(diào)整后，用此電子臺秤對重量重新稱重5次，平均值為999.7g，系統(tǒng)誤差接近于零。


對于不能依靠校準消除系統(tǒng)誤差的溫度計、直尺等測量儀器，可以采用修正值補償法，即在測量值上加一個修正值，它是系統(tǒng)誤差的負值，相當于從測量值中減去系統(tǒng)誤差。


如果使用重復測量，上面提到的測量值應(yīng)該是重復測量的平均值，這被稱為未校正結(jié)果。未校正的結(jié)果加上校正值稱為校正結(jié)果，這是對測量對象的最佳估計。


在前面直尺的例子中，用這把尺子去量長度為L的物體的實際偏差為0.010L，修正位為-0.O1OL。


如果用這把尺子量出某物體長度為L=0.5m，則


修正值=-0.O10L=-0.010x0.5=-0.005m


該物體實際長度應(yīng)該是0.5+(-0.005)=0.495m。


需要注意的是，校準或校正后的校正結(jié)果不能視為被測對象的真實值，而只能視為其最優(yōu)估計值，因為校準或校正本身存在誤差。具體來說，有以下三個方面的錯誤:


(1)校準或校正是通過標準物質(zhì)(如砝碼)或更高級別的設(shè)備(如標準電流表)來實現(xiàn)的，也是有誤差的；


(2)校準或校正的操作過程也可能產(chǎn)生誤差；


(3)校準或校正后的儀器的穩(wěn)定性在一段時間后會發(fā)生變化。



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