未定系统误差的评估及合成方法研究

　　1　未定系统误差的评估

　　系统误差的特点是重复测量同一量时,误差的出现具有重现性,对符号未知且数值仅知其变动范围的系统误差,称为未定系统误差,它的大小是以误差变动范围来表示的。

　　1.1　未定系统误差的产生原因和种类

　　(1)标准仪器产生的未定系统误差

　　在仪器定度时,分析定度误差或计算仪器定度后使用时的极限误差,标准仪器所产生的误差。在检定仪器时,计算修正值的误差。其中由标准仪器所产生的误差都属于未定系统误差。

　　(2)仪器元件产生的未定系统误差

　　例如,设电阻误差为±0.1%,由电阻组成一个分压器。在重复测量时,由于电阻的误差只给出误差范围,不能确定组成分压器的每个电阻误差的具体值。因此,分压器的误差只能作区间估计,而分压器的误差属于未定系统误差。

　　(3)仪器测量不同对象所产生的未定系统误差

　　在同一测量条件下,测量不同对象时与测量对象有关的误差往往是未定系统误差。

　　(4)与工作条件有关未定系统误差

　　测量仪器的工作条件,如环境温度、湿度和频率范围等因素的变化范围一定时,变动量也一定。重复测量时。这些变动量也就重复出现,具有系统误差性质,但只知范围而具体数值不知道,故属未定系统误差。

　　(5)成批仪器作为一个整体来考虑时所形成的未定系统误差

　　系统误差是对一台仪器而言,当成批仪器作为一个整体来考虑时,每台仪器的系统误差仅是这批仪器中许多服从一定概率分布的系统误差值中的一个,所以对于整批仪器而言仪器系统误差具有随机误差性质,这使得误差性质随着研究问题不同而不同,这种误差也称为未定系统误差。

　　1.2　未定系统误差的性质

　　(1)未定系统误差的系统性

　　未定系统误差的系统性主要体现在该项误差在重复测量时,它的出现服从确定函数规律,具有重现性,所以说未定系统误差本质上是系统误差。未定系统误差是总的系统误差的一部分,不影响总的随机误差,若用实验方法求出某仪器的系统误差Δ∑,那么这个Δ∑中就包括了未定系统误差。

　　(2)未定系统误差的随机性

　　未定系统误差的随机性主要体现在误差的具体数值与符号都是未知的,只知道其数值落在某一区间内。它与随机误差的随机性的区别主要有:①重复测量时,一台仪器的随机误差的随机性体现在其误差以随机方式出现,具有抵偿性。在重复测量时,一台仪器的未定系统误差不以随机方式出现,具有重现性;②若用更高精确度的标准仪器对上述这台仪器进行检定,可以测出其未定系统误差的数值与符号,从而将未定系统误差变为已定系统误差,其随机性也立即消失,而随机误差的随机性是无法通过更高精确度的标准仪器对此仪器进行检定而消除的;③只有考虑一批仪器、一批元件、一批测量装置时未定系统误差的随机性才得到充分呈现,此时可以近似求得未定系统误差的概率分布,而随机误差的随机性在一台仪器重复测量时就得到充分呈现。