Погрешность измерения. Классификация погрешностей измерений по характеру проявления. Систематическая погрешность измерения. Механизм образования систематических погрешностей

К систематическим погрешностям измерений можно отнести те составляющие, для которых можно считать доказанным наличие функциональных связей с вызывающими их аргументами. Для них можно предложить следующее определение: систематическая погрешность – закономерно изменяющаяся составляющая погрешности измерений.

Формально это записывается в виде D_s = F (j, y...), где j, y – аргументы, вызывающие систематическую погрешность.

Главной особенностью систематической погрешности является принципиальная возможность ее выявления, прогнозирования и однозначной оценки, если удается узнать вид функции и значения аргументов. В зависимости от характера измерения (проявления) систематические погрешности подразделяют на:

1) Элементарные

Элементарные погрешности можно условно разделить на:

1.1) Постоянные. (Ds = a, или Ds = const)

1.2)Переменные: прогрессирующими - монотонно возрастающие или монотонно убывающие(линейные или неленейные) погрешности и периодические – погрешности, изменение которых можно описать периодической функцией.

Постоянные систематические погрешности представлены в графической форме на рис. 4а (Ds = a, или Ds = const), а переменные – на рис. 4 б – е. Простейшие переменные систематические погрешности, которые аппроксимируют графиками без перегибов (монотонно изменяющиеся или прогрессирующие) показаны на рис. 4 б – г, а периодические или гармонические погрешности – на рис. 4 е.

Обычно для описания и для аппроксимации систематической погрешности подбирают наиболее простую функцию, например линейную для прогрессирующей погрешности. Такой же упрощенный подход применяют и для аппроксимации гармонической систематической погрешности, которая может быть описана как синусоида, косинусоида, пилообразная либо другая периодическая функция.

Систематическая погрешность может иметь не только элементарный, но и более сложный характер, который можно аппроксимировать функцией, включающей приведенные простые составляющие.

2) Изменяющиеся по сложному закону - образуются при объединении нескольких систематических погрешностей.

Сложная систематическая погрешность, включающая постоянную, прогрессирующую и периодическую составляющую, в общем виде может быть описана выражением

Ds = a + by + dsinj,

где a – постоянная составляющая сложной систематической погрешности;

y, j – соответственно аргументы прогрессирующей и периодической составляющих сложной систематической погрешности.