（华东电子工程研究所 安徽合肥 230088）
摘要：系统误差的变化规律是确定，不管其如何变化，在测量中，根据对它的测量结果的确定程度，通常分为已定系统误差、未定系统误差。由于这两类误差的特征上存在着许多不同，所以，对测量结果的影响和解决方法也不尽相同。
关键词：实际测量；系统误差；处理
一、研究系统误差的重要性
在日常的生产和科学实验中，为了探索和揭示客观规律，一般采取以下的方法，首先是理论分析，通过各种已有的理论公式等，试图发现或推算出新的“天地”；其次是实验研究测量法，因为在理论知识的基础上，常常还需要进行极其精确的实验测量，来为这一发现的可靠性来证实。著名的科学家———门捷列夫说过“科学始于测量”，实验研究不仅可以验证定性理论分析的准确性，而且可以定量地总结研究成果的可靠性理论，具体数量甚至可以精确地测量价值公式中的一些待定系数。实验测量中的误差是不容忽视的，甚至有时误差的干扰对测量是致命的，造成误差。与真值的一致程度的试验方案的确定和实验精度的测量结果，精度误差是由测量尺寸，误差大、精度低；高精度误差小，测量精度高，测量50%的总误差是由基准法因此误差的原因和传输错误造成的，转化和相互作用，减少甚至消除误差的最大程度，是对科学实验和实验测量结果的有效性的关键。代表性和普遍性测量误差，误差是以测量误差为研究对象，它可以表示为：定量测量误差=实测值和真值进行分析和统计处理的各种误差较好，误差分为随机误差和系统误差两类。可以说，任何误差都是随机误差和系统误差之和，而随机误差的处理往往是基于测量数据不存在系统误差的前提下，因此对系统误差的产生和消除的研究是首要任务。
二、测量过程中常见误差的处理
（一）未定系统误差在实际测量过程中的处理方法
误差大小和方向没有确定的被认为是未定系统误差。通常可以说，某一系统误差如果它在确定条件下是存在的，那么，它的实测值一定会是在我们事先所估计的误差范围（-ei，ei）内的一个值。如果测量条件在测量时发生改变，则该系统误差的实测值，又会是另一个在误差区间（-ei，ei）内的值。如果在某一测量范围内，测量条件不断改变时，未定系统误差的测得值会不断随之改变，其在某一条件下的实测值，在极限误差范围（-ei，ei）内，一定会成正态分布。对于某一单个大小和方向未定系统误差，其正态分布情况，是由该误差条件发生变化时，所引起的系统误差大小和方向实际变化情况所决定的。此正态分布在理论上被认为是可知的，但实际工作中，常常较难求出具体值，要根据测量的实际情况，进行分析与判断，从而进一步来确定，因此，对未定系统误差的正态分布问题，还在不断的研究中。但对有些大小和方向都未知的，未定系统误差的极限取值范围，确定起来还是相对容易的。例如，在量具的检定工作中，通常使用的标准计量器具本身的误差，它对检定结果的影响属未定系统误差，而此误差值一般是已知的。未定系统误差在测量过程中，如果条件不发生变化时，它会有一个恒定不变值；但在测量过程中，有一个条件改变时，由于它的取值，在某一确定的极限范围内，分布具有确定的正态规律，所以，通常为了表示它值的分散情况，可用标准差或极限偏差来表示。现以实际工作量最常见的尺寸传递的标准器具———量块为例来说明未定系统误差特征及其评定。
在尺寸标准计量中，量块的尺寸误差，将直接计入测量结果。为了减小这项误差的影响，应对量块的尺寸进行检定，以便给出修正值。由于量块的尺寸的检定误差不可避免地存在，经修正后，量块的尺寸误差，虽然已经大为减小，但仍存在检定误差会影响尺寸的计量结果。对特定一块量块，经高一级尺寸标准检定完成后，其修正值即已保持不变，由检定方法带入的误差值，也就被确定下来了，它的值就是检定方法中，测量极限偏差范围内的一个随机取值。使用这一块量块进行多次重复测量时，由检定方法引入的误差则为恒定值而不具有抵偿性。但这一误差的具体数值是未知的，但其极限范围确是已知的，因此这个误差属于未定系统误差。对于同一尺寸的多块不同的量块，相应的各个修正值的误差为某一极限范围内的随机取值，其分布规律直接反映了检定方法误差的分布。或者反之，检定方法误差的分布也就反映了各个量块修正值的误差分布规律。若检定方法误差服从正态分布，则量块修正值的误差也应服从正态分布，而且两者具有同样的标准差σ。若用极限误差来评定量块修正值的误差，则有ei=±tiσi。从上述量块的分析可以看出，未定系统误差这种误差是较为普遍的。一般来说，对一批量具和设备等在加工过程、调试过程和检定过程中，不同原因带来的误差是不确定的。但如果是一具体的量具和设备，不同原因产生的误差一般具有确定性。
（二）多个未定系统误差在实际测量过程中的处理方法
若在测量过程中，有多个未定系统误差存在，应把这多个未定系统误差正确的进行合成，以确定出最后结果。
（三）减少与消除系统误差的方法
它应该从根本上解决并追溯到源头。深入分析问题产生的原因，从一开始就把重点放在改进精密仪器的设计和制造上，特别是那些参考部件和标准部件（如刻度尺、砝码、量块等），以避免系统误差源。此外，对于一些环境影响测量实验，我们应严格控制在测量要求范围内的温度、压力和湿度，以尽量减少影响。
根据测量对象、测量方法、测量仪器和测量环境，计算系统检测误差值，然后校正值（修正值是指与误差数值大小相等，符号相反的数值）和实际测量结果，所以你可以得到测量结果的系统误差。校正值可以通过回归分析建立，也可以直接测量。然而，值得注意的是，修正值本身也是错误的。因此，用校正方法消除系统误差是不可能的。
测量人员的测量技能的提高，基于基本原始测量方法，不断创新和改进，测量方法可能会导致系统误差，力求通过更合适的方法实现更适合于测量系统误差时引起的补偿或偏移。对于系统误差的进一步分类，有不同的方法来消除或减少不同类型的系统误差。例如，对于一个恒定系统误差、替代、淘汰、交换等；与线性系统误差，则一般采用“对称测量法”来消除；周期性系统误差一般选择在第一次测量，然后半个周期，测量无限多次，取平均值作为测量结果消除系统误差影响的每个测量和数值。
三、结论
系统误差对测量的影响不容忽视，如何找出系统中存在的系统误差，并根据不同测量实验的要求，选择合适的测量方法来消除或减小系统误差，对测量结果尤为重要。
参考文献
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论文作者:吴思燕
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/13
标签：误差论文; 测量论文; 系统论文; 正态分布论文; 方法论文; 尺寸论文; 范围内论文; 《电力设备》2017年第32期论文;