Проте, врахувати і ліквідувати всі джерела виникнення похибок до початку вимірювань не можливо, а тому застосовують спеціальні методи їх виявлення і зменшення. Найбільше поширення отримав метод компенсації похибок по знаку і заміщення.

Метод компенсацiї похибок по знаку полягає в тому, що кожний вимiр проводять двічі, з таким розрахунком, щоб знак похибки змiнився на протилежний. За дiйсне значення вимiрюваної величини приймається пiвсума обох результiв. Методи iнвертування використовуються для корекцiї адитивних похибок.

Як видно, метод компенсації, має обмежене застосування. Більш універсальним методом, що дає можливість усунути більшість систематичних похибок, є метод заміщення. Суть його полягає в порівнянні вимірювальної величини з мірою. Похибка вимірювань при цьому буде залежати від похибки міри. При використанні цього методу вимірювання здійснюється в два етапи. Спочатку по шкалі вимірювального приладу одержують відлік, що відповідає виміряній величині, а потім, зберігаючи всі умови експерименту незмінним, вимірювану величину замінюють регульованою мірою, добиваючись при цьому, шляхом регулювання міри, щоб покази вимірювального приладу не змінились. Метод заміщення широко застосовується для підвищення точності вимірювання R,C,L та інших величин, для яких існують регулюючі міри.

Рiзновидностями методу замiщення є метод рiзночасового компарування, метод зразкових сигналiв i тестовий метод. В якостi вiдомих регульованих величин при використаннi методу рiзночасового компарування застосовують величини, вiдмiннi вiд вимiрюваної спектральним складом i дозволяють створювати на виходi компаруючого перетворювача такий же сигнал, як i вимiрювана величина.

Метод зразкових сигналiв полягає в тому, що на вхiд ЗВ перiодично подаються зразковi сигнали такого ж роду, що й вимiрювана величина. В точках вимiрюваного дiапазону, якi вiдповiдають зразковим сигналам, здiйснюється порiвняння калібруючих характеристик, що дозволяють вносити поправки в результат вимiрювань. Прикладом може бути періодична підстройка робочого струму в конденсаторах.

Тестовими називають значення фізичних величин, які є функціями вимірюваної величини і відрізняються від неї окремими математичними закономірностями. Так наприклад: Х1=Х+Х; Х2=аХ; Х3=(Х=Х)/в.

У цих формулах: Х1,Х2,Х3 – значення тестів;

Х – значення вимірюваної величини;

Х – відомий приріст величини, створений мірою;

а,в – постійні коефіцієнти.

Про наявність систематичних похибок судять порівнюючи вимірювану величину з її тестами.

Більш складним методом виключення систематичних похибок є метод допоміжних вимірів. Для реалізації цього методу одночасно з вимірюваною величиною з допомогою допоміжних вимірювальних приладів проводиться вимірювання кожної з величин, що впливають на результат вимірювань. Одержані значення вводяться в ЕОМ, яка з допомогою формул і алгоритмів впливу похибок на результати вимірювань обчислює дiйсне значення вимiрюваної величини.

Дуже ефективним методом підвищення точності вимірювань є метод симетричних спостережень. Він полягає в проведенні багаторазових спостережень через рівні проміжки часу і усереднення одержаних результатів, симетрично розміщених відносно середнього спостереження. Переважно цей метод застосовується для виключення прогресуючих похибок, які змінюються за лінійним або періодичним законом.

Виявлену систематичну похибку виключають з результату вимірювань. Таким чином, процес вимірювання складається з трьох етапів: спочатку проводиться вимірювання, яке свідомо містить похибку, потім визначається поправка для неї, тобто величина чисельно рівна виявленій систематичній похибці, але протилежна їй по знаку і, накінець, до результату вимірювання алгебраїчно додають поправку. Деколи використовують не поправки, а поправочний множник, тобто число, на яке потрібно помножити покази приладу, щоб виключити систематичну похибку. Поправочні множники застосовуються для виключення систематичної похибки дільників напруги, плеч відношення в мостах, тобто, якщо виправлене значення використовується як співмножник.

Деякі методи зменшення систематичних похибок використовуються безпосередньо при створенні засобів вимірювання. В сучасних приладах застосовують пристрої для автоматичної корекції нуля і чутливості, ланцюги корекції температур і частотних похибок.

7.4 Програма роботи

7.4.1 Виявлення систематичних похибок методом заміщення

Виміряти за допомогою моста постійного струму опір Rо .Замінити Rо магазином опорів МСР-63 і не змінюючи установок моста зрівноважити його шляхом підбору опорів магазину. Результат вимірювання записати в таблицю 7.1.

Таблиця 7.1

Значення опору, виміряне

мостом, Ом | Значення опору, виміряне

методом заміщення, Ом | Похибки вимірювань

Абсолютна , Ом | Відносна S, % | Приведена , %

Виміряти з допомогою моста постійного струму опір Rкр. Розрахувати значення очікуваної абсолютної похибки вимірювання згідно формули

| (7.1)

Розрахувати та внести поправку у виміряне значення Rкр, розрахувати його дійсне значення Rкр.д.. Перевірити методом заміщення співпадання одержаних значень Rкр.

Враховуючи, що міст поступається в класі точності магазину опорів, на основі зроблених вимірювань побудувати графік поправок згідно показів мосту із врахуванням його систематичної похибки. Визначити їх закономірність і перевірити співпадання одержаної поправки з її дійсним значенням, зробивши в такій же послідовності вимірювання опору Rобм.. Зробити висновок про ефективність виявлення систематичних похибок методом заміщення .

7.4.2 Визначення та врахування систематичної похибки дільника напруги.

Як дільник напруги використати додатковий опір типу ДВТ №170262 класу точності 0,2. На крайні затискачі дільника (“0” та “4”) подати постійну напругу з джерела живлення, вимірявши його значення мультиметром В 7-20. Вирахувати значення напруг, які повинні бути між кожною парою затискачів, що розташовані поряд, при відсутності систематичних похибок. Результати розрахунків записати в таблицю 7.2.

Таблиця 7.2 – Результати розрахунку систематичної похибки дільника напруги

Значення спаду напруги | Номери затискачів

0-1 | 1-2 | 2-3 | 3-4

Обчислене, В

Виміряне, В

Похибка, В

Зробити висновок про вiдповiднiсть дiльника своєму класу точностi. Намалювати графiк поправок