减小测量中系统误差的方法

减小测量中系统误差的方法
1 相对测量法
相对测量法也称为比较法,是利用已知其精确数据的标准样品,在同样的条件下与待测样品进行对比实验。

此方法可消除一些已知或未知的系统误差。

如:早期测量摆的周期是利用一个与待测摆周期相近的标准摆,用重合法进行比较,这样可以减小计时器、摆角、阻尼等因索引起的系统误差。

2 直接替代法
直接替代法是指直截了当地测定物理量的方法。

如:利用精密天平的称重。

设待测重量为x ,当天平达到平衡时所加砝码重量为Q ,天平的两臂长度各为l1 和l2 ,平衡时有x = Q ·l2/ ll 。

再用已知标准砝码P 代替x , 平衡时有P = Q ·l2/ l1 ,得到x = P。

若用标准砝码置换未知重量后,天平失去平衡,需加一差值△P , 才出现平衡, 这时有P + △P = Q ·l2/ l1 ,所以x = P + △P( △P 可正可负) 。

这样就可消除由于天平两臂不等而带来的系统误差。

3 零示法
在零点、平衡点或是相互抵偿的状态附近,实验会保持原始的条件,将免去一些附加的系统误差,而且观测往往会有较高的分辨率和灵敏度。

如:电位差计就是利用电压补偿的原理, 实现零示的一种方法。

4 交替法
交替法就是把测量对象的位置相互交替而进行两次测量。

如用平衡电桥测量未知电阻值,为消除电桥比例臂电阻值不等给测量结果带来的系统误差,可使用交替法进行测量。

5 累积法
用尺子去测量一张很薄的纸的厚度,是很不准的。

如果把许多张同样的纸叠成一叠进行测量,那么就可以测得比较准确。

令一张纸的厚度为d , 测量误差为△d , 则测量的相对误差为△d/ d ;如果把n 张纸叠起来测量, 则其总厚度为nd 。

然而,在基本相同的测量条件下, 测量误差还足d 。

于是测量的相对误差为: △d/ ( nd) , 即相对误差减小为只测一张纸时的1/ n 。

6 补偿法
补偿法是通过改变实验条件, 使在整个实验过程中系统误差出现的规律有相互抑制和抵消的趋势,从而以最大的可能性来限制系统误差。

7 外延修正法
外延修正法的基本思想是将真实的物理实验过程外推到进行得无限快的情况, 因而也就不存在系统误差的作用。

8 对称法
对称法是消除线性系统误差的有效方法。

可将测量对称安排,取齐个点对称点两次读数的算术平均值作为测量值,即可消除线性系统误差。

对称法可以有效地消除随时间变化而产生的线性系统误差。