测量“误差”能否消除

郑建勋

在现实生活中，我们常要比较距离的远近，物体的轻重，时间的长短、温度的高低，如单靠感觉器官去判断估量，很难精确，有时还会出现错误。你仔细观察下面两个图，按图下说明要求，再用刻度尺去测量，你就会发现你的视觉错了。

因此，要作出准确的判断，要得到精确的数据，必须用测量仪器、工具来测量。在实践中，常用刻度尺或皮尺等来量长度、距离；用天平或秤来称质量：用温度计来测温度；用电流表、电压表来测电流、电压等等。但是，在测量的实践过程中，由于各种原因常常导致测量出来的数值跟被测的物理量的真实值不能完全一致，这种测出的数值与真实值之间的差异叫做误差(测量误差)。

对于测量来说，误差不是错误，错误是由于不遵守测量仪器的使用规则，或读取、记录测量结果时粗心等原因造成的，是应该而且可以消除的。而误差只能尽量减小，而不能消除。是什么原因呢?这就得从误差的产生和减小误差两个方面来说明。

一、误差的产生跟测量的工具有关。用最小刻度是厘米的刻度尺测量，厘米下一位的毫米数就要靠眼睛来估计，测量结果只能准确到厘米；如果用最小刻度是毫米的尺来测量，测量结果就可以准确到毫米，可见，测量所能达到的准确程度是由刻度尺的最小刻度决定的。用钢尺来测量长度时，还要受环境温度的影响，由于钢尺有热胀冷缩的性质，环境温度高时，测出的值会偏小，环境温度低时，测出的值会偏大。因此，我们可以尽量选用较精密的测量工具进行测量来减小误差。

二、误差的产生还跟测量的方法有关。同一物体的长度，采用不同的测量方法，测量结果的误差也不一样。例如，用最小刻度是毫米的尺来测物理课本一张纸的厚度，直接用尺去测每张纸的厚度，就很不方便，得到的结果误差也是较大的。如果我们先用尺把物理课本的总厚度测出来，再除以总张数，这样得到的结果误差就比较小。再如，我们用刻度尺去量一段细铜丝的直径，直接去量．既不方便也不准确，我们可以先把这段细铜丝在铅笔上紧密地排绕成若干圈，测出这个线圈的总长度，再除以线圈的圈数，就可得到细铜丝的直径，误差就比较小。因此，要减小误差，我们要尽可能地选用最合适的测量方法。

三、误差的产生还跟测量的人的观察有关。用最小刻度是毫米的尺进行测量，毫米的下一位就要靠眼睛来估读，不同的人估读的结果是不一样的，就是同一个人用同一刻度尺先后对同一长度进行多次测量，每次得到的结果也不一样，有时估计偏大了，有时估计偏小了，而我们认为它们的平均值更接近真实值，误差较小。因此，我们可以多次测量求平均值来减小误差。

当然，求平均值也要有正确的方法。例如，某同学用刻度尺对同一长度先后进了4次测量，结果为：17．82cm、17．83cm、17．81cm、17．81cm。计算平均值l=(17．82cm+17．83cm+17．81cm+17．81cm÷4：71.27cm/4=17．8175cm≈17．82cm。

测量结果为什么不取17．8175cm，而取17．82cm呢?这是为了使平均值的位数必须与直接测量结果的位数相同。从每次测得的数值来看，刻度尺的最小刻度是毫米，用这把尺子也不可能测出17．8175ecm这样的结果。