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為什么說測量誤差不可避免
信息來源:www.ecbcweb.com    發布時間:2017.08.05
         一般情況下,我們不能知道真實值到底是多少,所以也無法說出測量誤差的準確值,只能說出測量誤差的范圍。當刻度尺的長度大于被測物體的長度時,測量可以一次完成,如用厘米刻度尺一次測量一個小桌子的長,則測量誤差的范圍不會大于+0.5cm:用毫米刻度尺一次測量一支鉛筆的長,則測量誤差的范圍為±0.5mm。當刻度尺的長度小于物體的長度時,需要不斷移動刻度尺才能完成測量,則測量誤差也將增大。從觀測的原理、觀測所用的儀器及儀器的調整,到對物理量的每次測量。都不可避免地存在誤差。并貫穿于整個實驗的始終。 

測量誤差產生的原因
測量工作的實踐表明,觀測值中存在測量誤差,或者說,測量誤差是不可避免的。產生測量誤差的原因,概括起來有以下三個方面:(1)人的原因。由于觀測者的感覺器官的鑒別能力存在局限性,所以,對于儀器的對中、整平、瞄準、讀數等操作都會產生誤差。另外,觀測者技術熟練程度也會給觀測成果帶來不同程度的影響。(2)儀器的原因。每一種測量儀器只具有一定的精確度,因此,使測量結果受到一定的影響。(3)外界環境的影響。測量工作進行時所處的外界環境中的空氣溫度、風力、日光照射、大氣折光、煙霧等客觀情況時刻在變化,使測量結果產生誤差。 
人、儀器和環境是測量工作得以進行的必要條件,但是,這些觀測條件都有其本身的局限性和對測量的不利因素。因此,測量成果中的誤差是不可避免的。 
 
測量誤差的分類與處理原則
測量誤差按其產生的原因和對觀測結果影響性質的不同,可以分為粗差、系統誤差和偶然誤差三類。
1.粗差 
由于觀測者的粗心或各種干擾造成的特別大的誤差稱為粗差。如瞄錯目標、讀錯大數等,粗差有時也稱錯誤。 
2.系統誤差 
在相同的觀測條件下,對某一量進行一系列的觀測,如果出現的誤差在符號和數值上都相同,或按一定的規律變化,這種誤差稱為“系統誤差”,系統誤差具有積累性。 
系統誤差對觀測值的影響具有一定的數學或物理上的規律性。如果這種規律性能夠被找到,則系統誤差對觀測的影響可加以改正,或者用一定的測量方法加以抵消或削弱。 
3.偶然誤差 
在相同的觀測條件下,對某一量進行一系列的觀測,如果誤差出現的符號和數值大小都不相同,從表面上看沒有任何規律性,這種誤差稱為“偶然誤差”。偶然誤差是由人力所不能控制的因素或無法估計的因素共同引起的測量誤差,其數值的正負、大小純屬偶然。 
4.誤差處理原則 
粗差是一種特別大的誤差,是由于觀測者的粗心大意或受到干擾所造成的錯誤。錯誤應該可以避免,包含有錯誤的觀測值應該舍棄,并重新進行觀測。 
為了防止錯誤的發生和提高觀測成果的精度,在測量工作中,一般需要進行多于必要的觀測,稱為“多余觀測”。有了多余觀測,就可以發現觀測值中的錯誤,以便將其剔除和重測。由于觀測值中的偶然誤差不可避免,有了多余觀測,觀測值之間必然產生矛盾(往返差、不符值、閉合差),根據差值的大小,可以評定測量的精度,差值如果大到一定程度,就認為觀測值中有錯誤(不屬于偶然誤差),稱為誤差超限,應予重測,差值如果不超限,則按偶然誤差的規律加以處理,稱為閉合差的調整,以求得可靠的數值。 
至于觀測值中的系統誤差,應該盡可能按其產生的原因和規律加以改正、抵消或削弱。例如,用鋼卷尺量距時,按其檢定結果,對量得長度進行尺長改正。 
5.偶然誤差的特性 
通過統計分析,可以得出偶然誤差具有如下特性: 
(1)在一定觀測條件下的有限次觀測中,偶然誤差的絕對值不會超過一定的限值; 
(2)絕對值較小的誤差出現的頻率大,絕對值較大的誤差出現的頻率??; 
(3)絕對值相等的正、負誤差具有大致相等的頻率; 
(4)當觀測次數無限增大時,偶然誤差的理論平均值趨近于零,即偶然誤差具有抵償性。
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