系统误差是由于仪器设备制造不完善、测量方法不正确等原因导致的,在相同的观测条件下,对某量进行了多次观测,如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化,这种误差称为系统误差。以下是几种消除系统误差的方法:
1. 零示法
零示法是一种广泛应用的测量方法,主要用于消除因指示仪表不准而造成的误差。测量时被测物理量与标准已知量进行比较,使两者的效应互相抵消。当总效应刚好为零时,达到平衡。
2. 替代法(置换法)
替代法是在测量条件不变的情况下,用一个已知标准量去代替被测量,并调整标准量使仪器的示值不变。这样,被测量就等于标准量的大小。由于使测量仪器的状态和示值在替换前后保持不变,因此仪器误差和其他造成系统误差的因素对测量结果基本上没有影响。
3. 补偿法
补偿法是替代法的一种特殊运用形式,在两次测量中,第一次令标准器的量值N与被测量x相加,在N+x的作用下,测量仪器给出一个示值;然后去掉被测量x,改变标准器的量值为N',使仪器在N'的作用下给出与第一次同样的示值,则x=N'-N。可见补偿法与替代法相似,测量值由标准器决定而与仪器的误差无关。此外若标准器含有恒定的系统误差,也会由于相减而被消除,标准器的其他系统误差也可抵消一部分。
4. 数据处理中的检验
在一系列等精密度测量数据中,如果含有恒定系统误差,只有通过与上级标准器相比较才能发现该误差。对恒定系统误差的修正,可以先对每个测量数据分别修正后再综合,也可在系统综合后进行一次总的修正。变值系统误差的判别往往比较困难。可行的办法是:先进行理论分析,找出误差与某个测量条件间的函数关系,然后以实验验证,或通过观察测量数据的方法判断有无系统误差。
5. 预计和消除产生系统误差的来源
在开始测量前尽量发现并消除系统误差来源或防止测量受这些来源的影响,是消除或减弱系统误差的最好方法。主要考虑以下一些方面:测量原理与方法要尽力做到正确、严格,不产生方法误差或使所产生的方法误差小于允许范围。
以上方法可以帮助测量人员尽可能地减少系统误差对测量结果的影响。