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如何消除實驗中的系統(tǒng)誤差

一、系統(tǒng)誤差的減小和消除方法
1、從產(chǎn)生誤差的根源上消除系統(tǒng)誤差
在測定之前，要求檢測人員在檢測過程中可能產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差進行認真的分析，必須盡可能預(yù)見一切可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的來源，并設(shè)法消除或盡量減弱其影響。
例如，測量前對儀器本身性能進行檢查，使儀器的環(huán)境條件和安裝位置符合檢驗技術(shù)要求的規(guī)定；對儀器在使用前進行正確的調(diào)整；嚴格檢查和分析測量方法是否正確等來消除儀器、檢測方法、環(huán)境等因素而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差；為防止因儀器使用而使其精度降低，及時送計量部門進行周期檢定。
2、用校正方法來消除系統(tǒng)誤差
這種方法是對取測量用的滴定管、移液管、容量瓶等計量器具，在測量前進行修正，做出校正曲線或誤差表，測量后對實際測量值進行修正，從而避免或消除因此而產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。
3、用空白實驗來消除系統(tǒng)誤差
空白試驗是指在不加試樣的情況下，按分析檢驗方法標準或規(guī)程在同樣的操作條件下進行的測定?？瞻自囼炈媒Y(jié)果的數(shù)值為空白值。
然后再對加入被測試樣按分析檢驗方法標準或規(guī)程在同樣的操作條件下進行測定得出試樣的測定值，zui后從試樣的測定值中扣除空白值，就得到比較準確的分析結(jié)果，這樣可以消除因蒸餾水含有雜質(zhì)或所使用的試劑不純所產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。
4、采用對照試驗消除系統(tǒng)誤差
對照試驗就是用同樣的分析方法在同樣的條件下，用標樣代替試樣進行的平行測定。通過對照試驗可以校正測試結(jié)果，消除系統(tǒng)誤差。
5、不變系統(tǒng)誤差消除方法
對測量過程中存在固定不變的系統(tǒng)誤差，可以采用以下消除方法：
①交換法：
根據(jù)誤差產(chǎn)生的原因，將引起系統(tǒng)誤差的某些條件相互交換，其他條件保持不變，使產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素對測量結(jié)果起相反的作用，從而消除系統(tǒng)誤差。
如用等臂天平稱量時，由于天平左右兩個臂長有微小差別，稱量時會產(chǎn)生恒值系統(tǒng)誤差。如果將被稱量物品與砝碼在天平左右稱盤上交換，稱量兩次，取兩次測量結(jié)果的平均值為被測物品的zui終測量結(jié)果，就可以消除天平兩臂不等而帶來的系統(tǒng)誤差。
②抵消法：
即要求進行兩次測量，改變測量中的某些條件，如測量方向、電壓極性等，使前后兩次測量的系統(tǒng)誤差大小相等、符號相反，取兩次測量結(jié)果的平均值即可消除系統(tǒng)誤差。
③代替法：
這種方法是在不改變測量條件的前提下，用已知的標準量代替被測量，再次進行測量，得出被測量與標準值的差值，即被測量等于標準值加差值，從而達到消除系統(tǒng)誤差的目的。
④零示法：
為了消除指示儀表不準而造成的系統(tǒng)誤差，在測量過程中使被測量對指示儀表的作用與已知的標準量對它的作用相互平衡，使指示儀表示零，這時被測量的量值就等于標準量值，這就是零示法。
例如，電橋電路、電位差計等等都是用這種方法來消除指示儀表不準引起的系統(tǒng)誤差。
6、變化系統(tǒng)誤差的消除法
①半周期消除法：
對于周期性誤差，可以相隔半個周期進行一次測量，然后以兩次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為測量值，即可以有效地消除周期性系統(tǒng)誤差。
例如，指針式儀表，若刻度盤偏心所引出的誤差，可采用相隔180°的一對或幾對的指針標出的讀數(shù)取平均值加以消除。
②對稱測量消除法：
對稱測量法可以有效消除隨時間變化而產(chǎn)生的線性系統(tǒng)誤差。
如用電壓表進行電壓測量時，在測量前先將電壓表校準調(diào)零后，再對電壓源的電壓進行測量，隨著測量時間的推移，電壓表的零點逐漸漂移而產(chǎn)生線性系統(tǒng)誤差，為了求得待測電壓源與標準電源的電壓之差，可以進行等時間間隔測量，則電壓表所示的待測電壓與標準電壓之差不受系統(tǒng)誤差的影響。
二、產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的原因
系統(tǒng)誤差是由固定不變或因素或按確定規(guī)律變化的因素所造成，主要包括以下幾個方面的因素：
1、儀器和裝置方面的因素
因使用的儀器本身不夠精密所造成的測定結(jié)果與被測量真值之間的偏差，如使用未經(jīng)檢定或校準的儀器設(shè)備、計量器具等都會造成儀器誤差。
或因檢測儀器和裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計原理上的缺點，如齒輪杠桿測微儀直線位移和轉(zhuǎn)角不成比例而產(chǎn)生的誤差；由儀器零件制造和安裝不正確，如標尺的刻度偏差、刻度盤和指針的安裝偏心、天平的臂長不等所產(chǎn)生的誤差。
2、環(huán)境因素
待測量值在實際環(huán)境溫度和標準環(huán)境溫度下測量所產(chǎn)生的偏差、在測量過程中待測量隨溫度、濕度和大氣壓按一定規(guī)律變化的產(chǎn)生的偏差。
3、測定方法方面的因素
是由測定方法本身造成的誤差，或由于測試方法本身不完善、使用近似的測定方法或經(jīng)驗公式引起的誤差。
例如，在重量分析中，由于沉淀的溶解，共沉淀現(xiàn)象，灼燒時沉淀分解或揮發(fā)等原因都會引起測定的系統(tǒng)誤差。
4、人員因素
由于操作人員的生理缺陷、主觀偏見、不良習慣等到個人特點或不規(guī)范操作，如在刻度上估計讀數(shù)時，習慣上偏于某一方向、讀滴定管數(shù)值時偏高或偏低，滴定終點顏色辨別偏深或偏淺而產(chǎn)生的誤差。由于人員因素而產(chǎn)生的誤差一般稱為操作誤差。
5、使用試劑方面的因素
由于檢驗中所用蒸餾水含有雜質(zhì)或所使用的試劑不純所引起的測定結(jié)果與實際結(jié)果之間的偏差。