Систематическая погрешность
Систематическая погрешность — это составляющая погрешности измерения, которая при повторных измерениях сохраняется примерно постоянной или изменяется по определённому закону и смещает результаты преимущественно в одну сторону.
Причинами могут быть неправильная установка нуля прибора, неисправность или неточная градуировка шкалы, влияние температуры, давления и других условий, а также постоянная ошибка метода измерения. Например, если стрелка весов без груза показывает 200 г, все измеренные массы будут завышены примерно на 200 г.
Как учитывают погрешность
Если систематическое смещение известно, результат исправляют. При завышении показаний поправку вычитают, а при занижении — прибавляют. В простейшем случае измеренное значение равно истинному значению плюс систематическая погрешность:
После определения причины погрешность стараются устранить или уменьшить: проверяют нулевую отметку, калибруют прибор, изменяют методику и учитывают внешние условия. Многократное повторение измерений само по себе систематическую погрешность не устраняет.
Линейка имеет смещение нуля на \(+2\ \text{мм}\): любое измерение получается длиннее истинного на 2 мм. Если линейка показала \(12{,}0\ \text{см}\), исправленный результат равен \(11{,}8\ \text{см}\).
Случайная погрешность меняется от измерения к измерению и может быть как положительной, так и отрицательной. Систематическая погрешность действует закономерно и смещает результат в основном в одну сторону. Усреднение серии измерений уменьшает случайную составляющую, но не исправляет систематическое смещение.
Термометр показывает на \(3\ ^\circ\text{C}\) больше истинной температуры при каждом измерении. Какая это погрешность?
Главное
- Систематическая погрешность закономерно смещает результаты измерений в одну сторону или по определённому закону.
- Её вызывают устойчивые причины: нулевая ошибка, неточная градуировка прибора, методика и условия измерения.
- Повторение и усреднение измерений не устраняют систематическую погрешность; её находят, уменьшают или учитывают поправкой.