Оценка систематической погрешности прямых измерений

Математических формул, позволяющих определить систематические погрешности, не существует. Никакие формулы не могут, например, предсказать, насколько точно сделан купленный разновес. Систематическую ошибку следует оценивать из разных соображений: из сравнения прибора с прибором лучшего качества (эталоном), из простого сравнения показаний нескольких приборов, из анализа особенностей методики измерений, из паспортной точности приборов, а также проводя контрольные опыты.

Систематические погрешности электроизмерительных приборов, выпускаемых промышленностью, определяются их классом точности, который обычно выражают в процентах. Класс точности прибора - это максимально возможная систематическая ошибка, отнесенная к полной шкале прибора:

. (1.2)

Из формулы (1.2) можно определить максимально возможную систематическую ошибку

,

котораяна всех участках шкалы - в ее начале, середине и конце – одна и та же. В то же время относительная ошибка измерений, равная _max / Х изменяется при переходе от начала к концу шкалы. Поэтому приборы обеспечивают хорошую точность при отклонении стрелки почти на всю шкалу и не дают ее при измерениях в начале шкалы. Поэтому выбирать прибор (или диапазон измерений много­предельного прибора) необходимо так, чтобы стрелка прибора приизмерениях заходила за середину шкалы (для цифровых измерительных приборов - показания прибора превышали половину выбранного диапазона измерений).

Погрешность измерений принято характеризовать среднеквадратичными ошибками. В то же время класс точности прибора определяет максимально возможное значение погрешности. Строгих формул для перевода одних погрешностей в другие не существует. Можно пользоваться следующим простым правилом: чтобы оценить среднеквадратичную погрешность измерений электроизмерительными приборами, следует погрешность, определяемую классом точности прибора, разделить на два.

С целью уменьшения систематических погрешностей опыта при визуальном отсчете показаний стрелочных приборов необходимо следить за тем, чтобы луч зрения был перпендикулярен шкале. Для облегчения установки глаза на многих приборах устанавливается зеркало. Глаз экспериментатора установлен правильно, если стрелка прибора закрывает свое изображение в зеркале. При работе с электроизмерительными приборами отсчет должен включать целое число делений и число десятых долей деления. При измерениях линейных размеров часто используются металлические линейки, штангенциркули и микрометры. Металлические линейки очень точны: миллиметровые деления наносятся с погрешностью не более 0,05 мм, а сантиметровые - не хуже, чем с точностью 0,1 мм. Погрешность измерений, производимых с помощью таких линеек, практически равна погрешности отсчета на глаз. Деревянными или пластиковыми линейками лучше не пользоваться: их погрешности не известны и могут оказаться неожиданно большими. Исправный микрометр обеспечивает точность 0,01 мм, а погрешность измерений штангенциркулем определяется точностью нониуса (у штангенциркулей цена делений нониуса составляет обычно 0,1 или 0,05 им).