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由于仪器、观测条件、环境等因素的限制，测量不可能无限精确，物理量的测量值与客观存在的真实值之间总会存在着一定的差异，这种差异就是测量误差。例如两个同学都用正确的测量方法，认真、仔细地测量同一支铅笔的长度，其结果也可能不完全相同。但是，一个物体的真实长度总是一定的，我们把物体的真实长度叫做真实值，测量所得的值是物体长度的近似值，叫做测量值，测量值与真实值的差就是测量误差。
一般情况下，我们不能知道真实值到底是多少，所以也无法说出测量误差的准确值，只能说出测量误差的范围。当刻度尺的长度大于被测物体的长度时，测量可以一次完成，如用厘米刻度尺一次测量一个小桌子的长，则测量误差的范围不会大于+0.5cm：用毫米刻度尺一次测量一支铅笔的长，则测量误差的范围为±0.5mm。当刻度尺的长度小于物体的长度时，需要不断移动刻度尺才能完成测量，则测量误差也将增大。从观测的原理、观测所用的仪器及仪器的调整，到对物理量的每次测量。都不可避免地存在误差。并贯穿于整个实验的始终。
测量误差产生的原因
测量工作的实践表明，观测值中存在测量误差，或者说，测量误差是不可避免的。产生测量误差的原因，概括起来有以下三个方面：
(1)人的原因。由于观测者的感觉器官的鉴别能力存在局限性，所以，对于仪器的对中、整平、瞄准、读数等操作都会产生误差。另外，观测者技术熟练程度也会给观测成果带来不同程度的影响。
(2)仪器的原因。每一种测量仪器只具有一定的精确度，因此，使测量结果受到一定的影响。
(3)外界环境的影响。测量工作进行时所处的外界环境中的空气温度、风力、日光照射、大气折光、烟雾等客观情况时刻在变化，使测量结果产生误差。
人、仪器和环境是测量工作得以进行的必要条件，但是，这些观测条件都有其本身的局限性和对测量的不利因素。因此，测量成果中的误差是不可避免的。
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