误差是指测量值(也包括间接测量值)与真值之差。偏差是指测量值与平均值之差。在测量次数足够多时,测量误差与偏差很接近,习惯上常将两者混用。

根据误差的性质及产生的原因,可将误差分为系统误差、随机误差和粗大误差三种。

(1)系统误差。它是由某些固定不变的因素引起的。在相同条件下进行多次测量,其误差的数值大小正负保持恒定,或误差随条件改变按一定规律变化。即有的系统误差随时间呈线性、非线性或周期性变化,有的不随测量时间变化。

系统误差的起因有:①测量仪器方面的因素:仪器设计上的缺陷,零件制造不标准,安装不正确,未经校准等。如用未校准而实重偏大的砝码称重,所得称重值总是偏小。再如,使用电子仪器时零点未经校正而造成固定偏向的误差。②环境因素:外界温度、湿度及压力变化引起的误差。③测量方法因素:近似的测量方法或近似的计算公式等引起的误差。④测量人员的习惯偏向或动态测量时滞后现象等。

总之,系统误差有固定偏向和确定的规律,一般可按具体原因采取措施给予校正或用修正公式消除。(www.daowen.com)

(2)随机误差。它是由某些不易控制的因素造成的。在相同条件下进行多次测量,其误差数值和符号是不确定的,即:时大时小,时正时负,无固定大小和偏向。随机误差服从统计规律,其误差与测量次数有关。随着测量次数增加,出现的正负误差可相互抵消。因此,多次测量值的算术平均值接近于真值。研究随机误差可采用概率统计方法。

(3)粗大误差。它是与实际明显不符的误差,误差值可能很大,无一定规律。它主要由于实验人员粗心大意、操作不当而造成。此类误差只要操作人员认真细致地工作和加强校对即可避免,有时可采用某些准则来消除。

从以上讨论可知,系统误差和粗大误差是可以设法消除的。由于理论上及仪器、方法上所造成的系统误差往往超过随机误差许多倍,所以首先应该消除系统误差。随机误差是由于暂时未能掌握的某些因素造成的。如外界环境发生微小变化,装置中零件配合不稳定,操作人员读数不稳定等。随机误差是误差理论中的主要研究对象。