根据误差产生的原因及性质可分为系统误差与偶然误差两类。
1、系统误差,由于仪器结构上不够完善或仪器未经很好校准等原因会产生误差,由于实验本身所依据的理论、公式的近似性,或者对实验条件、测量方法的考虑不周会造成误差,由于测量者的生理特点也会在测量中造成误差。 以上都是造成系统误差的原因。系统误差的特点是测量结果向一个方向偏离,其数值按一定规律变化。应根据具体的实验条件,系统误差的特点,找出产生系统误差的主要原因,采取适当措施降低它的影响。
2、偶然误差,在相同条件下,对同一物理
根据误差产生的原因及性质可分为系统误差与偶然误差两类。
系统误差
由于仪器结构上不够完善或仪器未经很好校准等原因会产生误差。例如,各种刻度尺的热胀冷缩,温度计、表盘的刻度不准确等都会造成误差。
由于实验本身所依据的理论、公式的近似性,或者对实验条件、测量方法的考虑不周也会造成误差。例如,热学实验中常常没有考虑散热的影响,用伏安法测电阻时没有考虑电表内阻的影响等。
由于测量者的生理特点,例如反应速度,分辨能力,甚至固有习惯等也会在测量中造成误差。
以上都是造成系统误差的原因。系统误差的特点是测量结果向一个方向偏离,其数值按一定规律变化。我们应根据具体的实验条件,系统误差的特点,找出产生系统误差的主要原因,采取适当措施降低它的影响。
偶然误差
在相同条件下,对同一物理量进行多次测量,由于各种偶然因素,会出现测量值时而偏大,时而偏小的误差现象,这种类型的误差叫做偶然误差。
产生偶然误差的原因很多,例如读数时,视线的位置不正确,测量点的位置不准确,实验仪器由于环境温度、湿度、电源电压不稳定、振动等因素的影响而产生微小变化,等等,这些因素的影响一般是微小的,而且难以确定某个因素产生的具体影响的大小,因此偶然误差难以找出原因加以排除。
但是实验表明,大量次数的测量所得到的一系列数据的偶然误差都服从一定的统计规律,这些规律有:
(1)绝对值相等的正的与负的误差出现机会相同
(2)绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的机会多
(3)误差不会超出一定的范围。
实验结果还表明,在确定的测量条件下,对同一物理量进行多次测量,并且用它的算术平均值作为该物理量的测量结果,能够比较好地减少偶然误差。
按性质和特点可分为系统误差、随机误差和粗大误差三大类。其特征如下:
系统误差:在相同条件下多次测量同一量时,误差的符号保持恒定,或在条件改变时按某种确定规律而变化的误差。所谓确定的规律,意思是这种误差可以归结为某一个因素或几个因素的函数,一般可用解析公式、曲线或数表来表达。
随机误差:在实际相同条件下,多次测量同一量时,误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化的误差。随机误差主要是由那些对测量值影响微小,又互不相关的多种随机因素共同造成的,例如热扰动、噪声干扰、电磁场的微变、空气扰动、大地微振等等。
一次测量的随机误差没有规律,不可预定,不能控制也不能用实验的方法加以消除。但是,随机误差在足够多次测量的总体上服从统计的规律。
粗大误差:超出在规定条件下预期的误差叫粗大误差。也就是说,在一定的测量条件下,测量结果明显地偏离了真值。读数错误、测量方法错误、测量仪器有严重缺陷等原因,都会导致产生粗大误差。粗大误差明显地歪曲了测量结果,应予剔除,所以,对应于粗大误差的测量结果称异常数据或坏值。
吾侪影响:
除了被测的量以外,凡是对测量结果有影响的量,即测量系统输入信号中的非信息性参量,都称为影响量。电子测量中的影响量较多而且复杂,影响常不可忽略。环境温度和湿度、电源电压的起伏和电磁干扰等,是外界影响量的典型例子。
噪声、非线性特性和漂移等,是内部影响量的典型例子。影响量往往随时间而变,而且这种变化通常具有非平稳随机过程的性质。不过,这种非平稳性大都表现为数学期望的慢变化。
此外,在测量仪器中,若某个工作特性会影响到另一工作特性,则称前者为影响特性。影响特性也能导致测量误差。例如,交流电压表中检波器的检波特性,对测量不同波形和不同频率的电压会产生不同的测量误差。
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