Выявление и исключение систематических погрешностей

В метрологической литературе широко описываются и методы исключения погрешностей (рисунок 6.7), которые в основном предназначены для «борьбы» с систематическими составляющими. К этим методам можно отнести профилактику погрешностей, компенсацию погрешностей и введение поправок.

Профилактика погрешностей предполагает:

· строгое соблюдение правил использования средств измерений и методик выполнения измерений;

· применение исправных, стабильных и помехоустойчивых средств измерений;

· выявление теоретических погрешностей метода или средств измерений и их исключение или учет до начала измерений;

· стабилизацию условий измерений и защиту средств и объектов измерений от нежелательных воздействий влияющих величин;

· обучение операторов и контроль их квалификации.

Очевидно, что профилактика может быть направлена не только на систематические составляющие, а может применяться и для уменьшения случайных погрешностей

 

Методы компенсации погрешностей достаточно разнообразны и включают такие частные случаи, как:

· компенсация погрешности по знаку (в том числе измерение четное число раз через полупериоды);

· применение корректирующих устройств для компенсации теоретических погрешностей,

· применение автоматических корректирующих устройств для компенсации систематических инструментальных составляющих;

· применение автоматических корректирующих устройств для компенсации воздействия на средство измерений влияющих величин;

· автоматическая поднастройка или коррекция «нуля» после выполнения серии измерений.

Кроме перечисленных применяется и ряд других методов компенсации погрешностей.

Введение поправок в процессе измерений или по их окончании является весьма эффективным методом исключения систематических погрешностей, следует только отметить, что для его реализации необходимо предварительно выявить и оценить погрешность, которая при изменении знака на противоположный и будет использоваться в качестве поправки.

К специфическим методам оценки систематических погрешностей можно отнести рандомизацию результатов измеренийс последующим определением вида и параметров рассеяния систематических погрешностей, которые будут случайно распределенными в ансамбле данных (на множестве номинально одинаковых объектов). Для рандомизации необходимо соответствующим образом организовать получение массива результатов измерений, например, многократно воспроизводя измерения одной и той же величины с помощью одной МВИ, при использовании средств измерений одного типоразмера, но каждый раз нового экземпляра. В таком случае систематические составляющие каждого из применяемых средств измерений будут случайными для группы однородных СИ.

Рандомизация систематических погрешностей требует квалифицированного анализа и четкой организации измерений. Эффективность описанной рандомизации будет нулевой, если систематические погрешности СИ перекрываются случайными составляющими погрешностями, присущими данной методике выполнения измерений.

Поскольку для любых физических величин, как правило, может быть разработана методика выполнения измерений, более точная, чем применяемая, следует признать, что при наличии методов оценки погрешности измерений есть принципиальная возможность выявления и оценки «a posteriori» не только систематических, но и случайных погрешностей. Это нисколько не противоречит определению случайной погрешности как случайной величины в части невозможности предсказанияее конкретного значения.

Анализ массивов результатов многократных измерений одной и той же физической величины с использованием точечных диаграмм и его возможности для выявления и оценивания систематических погрешностей рассмотрен выше.

Достаточно полные количественные оценки погрешностей можно получить только при наличии заведомо более точной информации об измеряемой физической величине.