Систематические погрешности

Систематической называется погрешность ∆_с, которая не меняется на протяжении серии измерений. В экспериментальных исследованиях часто приходится учитывать влияние главных факторов и пренебрегать второстепенными. Так в механике иногда приходится пренебрегать силой трения, растяжением нитей и их массами, а также массами вращающихся блоков. Подобные упрощения приводят к появлению систематической погрешности, поэтому экспериментальное значение физической величины часто отличается от ее истинного значения. Если увеличить число опытов, случайная погрешность уменьшится, а систематическая погрешность останется неизменной. Ее можно уменьшить, но для этого необходимо проводить более детальные исследования (измерять силы трения, массы нитей), или применять более сложные математические модели изучаемых физических явлений, где будет учитываться влияние факторов, которыми раньше пренебрегали.

Оценка систематической погрешности выполняется на основании методики эксперимента, точности приборов и контрольных опытов с помощью более точного оборудования. Класс точности промышленных измерительных приборов связан с его систематической погрешностью. Он выражается в процентах. Если на шкале измерительного устройства записан класс 0,5, то это значит, что им можно выполнять измерения с абсолютной погрешностью 0,5% от значения измеряемой физической величины, соответствующего полной шкале прибора. Класс точности P, максимальное значение шкалы прибора и абсолютная погрешность связаны соотношением:

. (1)

Величина абсолютной погрешности не меняется при переходе от начала к концу шкалы и равна:

. (2)

Относительная погрешность, вычисляемая по формуле:

, (3)

будет наибольшей у начала шкалы и наименьшей вблизи ее предельного значения. Желательно, чтобы показания прибора во время выполнения опытов были больше половины максимального показания его шкалы. Обычно одно деление шкалы приблизительно равно максимальной погрешности измерений. Отсчет должен включать число целых делений и число десятых долей деления, если это возможно (например, если стрелка не дрожит). Это позволит вовремя обнаружить возможные нестабильности в изучаемых зависимостях.