Comment éliminer l’erreur systématique dans l’expérience ?
L'erreur systématique est la différence entre la moyenne des résultats d'un nombre infini de mesures de la même mesure et la valeur réelle mesurée dans des conditions répétitives. Elle est souvent causée par des facteurs inévitables.
Causes des erreurs systématiques
L'erreur systématique est causée par des facteurs fixes ou variables qui changent selon certaines règles, notamment les facteurs suivants :
1 facteurs relatifs aux instruments et appareils
Les écarts entre les résultats mesurés et les valeurs réelles mesurées dus à l'imprécision de l'instrument lui-même, tels que l'utilisation d'instruments non calibrés ou calibrés, d'instruments de mesure, etc., peuvent provoquer des erreurs d'instrument. Ou en raison des défauts du principe de conception de l'instrument de détection et de la structure du dispositif, tels que l'erreur provoquée par le déplacement linéaire du micromètre du levier de vitesses et la disproportion de l'angle de rotation ; la fabrication et l'installation des pièces de l'instrument sont incorrectes, telles que l'écart d'échelle de la balance, le cadran et le pointeur Installez l'excentricité, l'erreur de la longueur du bras de la balance.
2 facteurs environnementaux
L'écart de la valeur mesurée à la température ambiante réelle et à la température ambiante standard, ainsi que l'écart de la température, de l'humidité et de la pression atmosphérique à mesurer selon une certaine règle pendant la mesure.
3 facteurs dans la méthode de détermination
C'est l'erreur causée par la méthode de mesure elle-même, ou l'erreur causée par la méthode de test elle-même qui n'est pas parfaite, en utilisant la méthode de mesure approximative ou la formule empirique. Par exemple, lors de l'analyse gravimétrique, des erreurs systémiques dans la mesure peuvent survenir en raison de la dissolution du précipité, de la coprécipitation, de la décomposition par précipitation ou de la volatilisation lors de la combustion.
4 facteurs personnels
En raison de défauts physiologiques, de préjugés subjectifs, de mauvaises habitudes de l'opérateur, etc., telles que des caractéristiques personnelles ou un fonctionnement irrégulier, comme lors de l'estimation de la lecture sur la balance, il est d'usage de biaiser dans une certaine direction, la valeur de la burette est haute ou basse et la couleur du point final est déterminée. Erreurs causées par le fait d'être profond ou peu profond. Les erreurs dues à des facteurs liés au personnel sont généralement appelées erreurs opérationnelles.
5 facteurs dans l'utilisation des réactifs
L'écart entre le résultat de la mesure et le résultat réel provoqué par l'eau impure utilisée dans le test ou le réactif impur utilisé.
Méthode de réduction et d'élimination des erreurs système
1 Éliminer les erreurs systématiques à la racine de l'erreur
Avant la mesure, le personnel du système est tenu de procéder à une analyse sérieuse des erreurs systématiques pouvant survenir au cours du processus de détection. Il est nécessaire de prévoir autant que possible les sources d’éventuelles erreurs systématiques et d’essayer d’éliminer ou de minimiser les effets. Par exemple, vérifiez les performances de l'instrument avant la mesure, afin que les conditions environnementales et la position d'installation de l'instrument répondent aux exigences des exigences techniques d'inspection ; réglage correct de l'instrument avant utilisation ; Une inspection et une analyse strictes de la méthode de mesure sont correctes pour éliminer l'instrument, détection de l'erreur systématique causée par la méthode, l'environnement et d'autres facteurs ; afin d'éviter que la précision de l'instrument ne soit réduite en raison d'une utilisation à long terme, le service de comptage est envoyé au service de métrologie pour une vérification périodique.
2 utiliser la méthode de correction pour éliminer les erreurs systématiques
Cette méthode consiste à prendre des instruments de mesure tels que des burettes, des pipettes et des fioles jaugées, et à les corriger avant la mesure pour créer une courbe d'étalonnage ou un tableau d'erreurs. Après la mesure, la valeur réelle de la mesure est corrigée pour éviter ou éliminer le résultat. L'erreur système qui en résulte.
3 utiliser une expérience vierge pour éliminer les erreurs systématiques
Le test à blanc fait référence à la mesure effectuée dans les mêmes conditions opératoires selon la norme ou la procédure de test analytique sans ajout d'échantillon. La valeur du résultat du test à blanc est une valeur à blanc. Ensuite, l'échantillon mesuré est ajouté à l'échantillon d'essai conformément à la norme de méthode d'essai analytique ou à la procédure dans les mêmes conditions opératoires pour obtenir la valeur mesurée de l'échantillon, et enfin la valeur à blanc est soustraite de la valeur mesurée de l'échantillon, et un résultat d'analyse relativement précis est obtenu. Cela élimine les erreurs systématiques causées par les impuretés présentes dans l’eau distillée ou les réactifs impurs.
4 utiliser un test contrôlé pour éliminer les erreurs systématiques
Le test de contrôle consiste à utiliser la même méthode analytique pour remplacer l'échantillon en parallèle avec l'étalon dans les mêmes conditions. Les résultats du contrôle peuvent être corrigés par des tests contrôlés pour éliminer les erreurs systématiques.
5 méthodes d'élimination des erreurs système constantes
Pour les erreurs système fixes dans le processus de mesure, les méthodes d'élimination suivantes peuvent être utilisées :
1 méthode d'échange :
Selon la cause de l'erreur, certaines conditions à l'origine de l'erreur système sont échangées et d'autres conditions restent inchangées, de sorte que les facteurs à l'origine de l'erreur système aient l'effet opposé sur le résultat de la mesure, éliminant ainsi l'erreur système. Si vous pesez avec une balance à bras égaux, il y aura une légère différence dans la longueur des deux bras sur les côtés gauche et droit de la balance, et une erreur système constante se produira pendant la pesée. Si les marchandises pesées sont échangées avec le poids sur la balance, pesez deux fois et la moyenne des deux mesures est le résultat final de la mesure de l'objet mesuré, ce qui peut éliminer l'équilibre des deux bras. Erreur systématique.
2 méthodes de décalage :
Autrement dit, deux mesures sont nécessaires pour modifier certaines conditions de la mesure, telles que la direction de la mesure, la polarité de la tension, etc., de sorte que les erreurs systématiques des deux mesures avant et après soient de signes égaux et opposés, et que la moyenne des deux les résultats de mesure peuvent éliminer le système. erreur.
3 méthodes alternatives :
Cette méthode consiste à remplacer la condition mesurée par une quantité standard connue sans modifier la condition de mesure, et à effectuer à nouveau la mesure pour obtenir la différence entre la valeur mesurée et la valeur standard, c'est-à-dire que la valeur mesurée est égale à la valeur standard plus la valeur de différence, réalisant ainsi éliminer le but des erreurs systématiques.
4 méthodes d'indication du zéro :
Afin d'éliminer l'erreur systématique provoquée par le désalignement du compteur, l'effet de la paire mesurée sur le compteur indicateur et la quantité standard connue sont équilibrés l'un avec l'autre pendant le processus de mesure, de sorte que l'indicateur indique zéro et la quantité mesurée la valeur est mesurée. Elle est égale à la valeur standard, qui est la méthode du zéro. Par exemple, les circuits en pont, les potentiomètres, etc. utilisent cette méthode pour éliminer les erreurs systématiques causées par des indications inexactes.
6 modifier la méthode d'élimination des erreurs système
Méthode d'élimination en 1 demi-cycle :
Pour les erreurs périodiques, une mesure peut être prise à intervalles d'un demi-cycle, puis la moyenne arithmétique des deux lectures est utilisée comme valeur mesurée, ce qui élimine efficacement les erreurs systématiques périodiques. Par exemple, sur un compteur à aiguille, si l'erreur provoquée par l'excentricité du cadran peut être éliminée en faisant la moyenne des lectures marquées par une ou plusieurs paires d'aiguilles séparées de 180°.
2 Méthode d'élimination des mesures symétriques :
Les mesures symétriques peuvent éliminer efficacement les erreurs du système linéaire au fil du temps. Si la tension est mesurée avec un voltmètre, le voltmètre est calibré et remis à zéro avant la mesure, puis la tension de la source de tension est mesurée. À mesure que le temps de mesure change, le point zéro du voltmètre dérive progressivement pour produire une erreur système linéaire. La différence entre la tension de la source de tension à tester et la tension de la source d'alimentation standard peut être mesurée à intervalles de temps égaux, et la différence entre la tension à mesurer et la tension standard indiquée dans le voltmètre n'est pas affectée par le erreur systématique.
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