Виды проявления систематических погрешностей

По характеру проявления систематические погрешности разделяют на постоянные и переменные. Переменные погрешности, в свою очередь, подразделяются на прогрессивные, периодические и изменяющиеся по сложному закону.

Приведенная классификация погрешностей является, в известной мере, условной. Далеко не всегда можно провести четкие границы между названными группами.

Постоянные систематические погрешности характеризуются тем, что в течение всего времени измерений их значение и знак остаются неизменными. То, что такие погрешности сохраняются в течение всего времени измерений неизменными, является очень существен­ным.

К постоянным погрешностям относятся погрешности большинства мер, например, гирь, концевых мер длины, катушек и магазинов сопротивления и т. п., а также погрешности градуировки шкал измерительных приборов, отношения плеч электроизмерительных мостов и ряд других, уже рассмотренных нами погрешностей.

Прогрессивными называют погрешности, которые в процессе измерений постепенно убывают или возрастают. Одной из причин такой погрешности может быть постепенное падение напряжения химического источника тока, питающего измерительную цепь. Как известно, аккумуляторы и батареи во время работы разряжаются вначале быстро, затем в течение длительного периода весьма медленно, но равномерно, и в конце процесс снова ускоряется и сопровождается сильным снижением напряжения. Прогрессивная погрешность возникает при использовании источника питания с нор­мальным напряжением в среднем равномерном режиме разряда.

Периодическими называют погреш­ности, периодически изменяющие значение и знак. В качестве примера можно привести приборы с круговой шкалой, стрелка которых при измерении совершает несколько оборо­тов (секундомеры, индикаторы часового типа т. д.). Периодическая погрешность в показа­ниях таких приборов возникает в тех случа­ях, когда ось вращения стрелки не совпадает с центром окружности шкалы. На рис. 6.2 схематически показана шкала такого прибора. Ось вращения стрелки смещена по отноше­нию к центру несколько вниз. При вертика­льном положении стрелки (т. е. по направ­лению смещения) это смещение погрешности не вызывает, при положении же стрелки перпендикулярно этому направлению (на рисунке - по горизонтали) смещение ее оси приводит к наибольшей погрешности. Как показано на рисунке, при повороте вправо на четверть оборота стрелка перейдет отметку, соответствующую оборота, и прибор будет показывать значение больше действительного, т. е. погрешность будет положительной. При повороте наоборота стрелка не дойдет до соответствующей отметки, и погрешность будет отрицательной. При промежуточных положениях стрелки погрешность будет изменяться от 0 до максимума, становясь то положительной, то отрицательной. Это будет повторяться при каждом обороте стрелки.

Погрешности, изменяющиеся по сложному закону, могут быть выражены в виде кри­вой или в виде формулы. Одним из приме­ров являются погрешности электри­ческих счетчи­ков, зависимость которых от нагруз­ки выражается кривой (рис. 6.3). Другим примером могут являться погреш­ности, возникающие при отклонении тем­пературы от нормальной, т. е. той, при ко­торой опре­делено значение меры или по­казания прибора.