系統出現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。根據計量部門規定,以1000g標準重量計量為準,系統誤差在2g以內,一次計量精度在3g以內。將質量為1000克的現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


系統誤差=5次量測值的平均數-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C4-0.940。


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


對于不能依靠校準消除系統誤差的溫度計、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,它是系統誤差的負值,相當于從測量值中減去系統誤差。


如果使用重復測量,上面提到的測量值應該是重復測量的平均值,這被稱為未校正結果。未校正的結果加上校正值稱為校正結果,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


該物體實際長度應該是0.5+(-0.005)=0.495m。


需要注意的是,校準或校正后的校正結果不能視為被測對象的真實值,而只能視為其最優估計值,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(如砝碼)或更高級別的設備(如標準電流表)來實現的,也是有誤差的;


(2)校準或校正的操作過程也可能產生誤差;


(3)校準或校正后的儀器的穩定性在一段時間后會發生變化。



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