Вимірювання прийнято розділяти на два основні види – прямі і непрямі (опосередковані). Ті вимірювання, під час яких числові значення фізичних величин отримуються за допомогою вимірювального приладу або інструменту, нази-ваються прямими. Так, вимірювання часу за допомогою секундоміру, довжини за допомогою лінійки, сили струму за допомогою амперметра та ін. є прямими вимірюваннями.
Як вже зазначалося, результат вимірювання завжди від-різняється від істинного значення фізичної величини, тобто містить похибку. В залежності від причини появи похибки прийнято поділяти на три типи: промахи, систематичні і ви-падкові похибки.
Промахи, або грубі помилки можуть виникати в резуль-таті неправильних дій експериментатора (невірне зчитування показів з приладу, помилковий запис, неправильне вмикання приладу і т.д.) або під час порушення умов експерименту (коливання напруг, зміна температури матеріалу, його забруд-нення та інше). Під час опрацювання результатів вимірювань промахи повинні бути виключеними, в теорії похибок для цього існує спеціальна методика, яка буде розглядатися ниж-че.
Систематичними називаються похибки, величина і знак яких не змінюються у всіх вимірюваннях, які проводяться в однакових умовах. Систематичні похибки можна розділити на чотири групи:
1) Похибки відомого походження, величина яких може бути достатньо точно визначена. Такі похибки враховуються за допомогою поправок, що додаються до результату вимірю-вання. Типовими прикладами є: введення поправок на враху-вання сили Архімеда під час визначення маси тіла шляхом зважування, введення поправок, які враховують обертання Землі (сила Коріоліса) під час розрахунку траєкторії і т.п.
2) Похибки відомого походження, величина яких неві-дома. До їх числа відносяться вже згадувані похибки прила-дів. Для кожного приладу чи інструменту, як правило, відома лише максимально можлива величина похибки, а не кон-кретне її значення.
3) Приховані похибки, про існування яких ми не підоз-рюємо, хоча величина їх може бути суттєвою. Це найбільш небезпечний вид систематичних похибок. Характерним прик-ладом є визначення густини тіла, в якому містяться невеликі порожнини. Одним зі способів виявлення прихованих по-хибок є проведення вимірювань іншим методом (в прикладі, що розглядається, слід взяти інше тіло з того ж матеріалу).
4) Похибки, зумовлені самим методом вимірювання. На-приклад, внаслідок наближеного характеру використаних формул, отриманих зі спрощеної теоретичної моделі.
Виявлення всіх видів систематичних похибок є склад-ною задачею, яка вимагає ретельного аналізу умов експери-менту, застосовуваної теорії, методики вимірювань, проведен-ня вимірювань іншими незалежними способами і т.д.
Припустимо, що ми багаторазово вимірюємо деяку фі-зичну величину, причому усі вимірювання виконуються одна-ковим чином і зовнішні умови незмінні. Допустимо, що під час цього нам повністю вдалося виключити систематичні по-хибки. Здавалось би, що результати всіх вимірювань повинні дати однакове значення фізичної величини, яке і буде її істин-ним значенням. Насправді ж результати однакових вимірю-вань виявляються різними. Вони матимуть невеликі відхи-лення від істинного значення, причому величина і знак відхи-лення будуть змінюватися від досліду до досліду випадковим чином. Похибки такого типу називаються випадковими.
Виникнення випадкових похибок зумовлене великим числом малих впливів. Наприклад, на результат вимірювання можуть вплинути коливання температури, густини повітря, зміна зовнішніх електричних і магнітних полів, вібрації і багато інших причин, врахувати які неможливо. Ці впливи і викликають нерегулярні, неконтрольовані, випадкові зміни результатів однакових вимірювань.
Визначити величину випадкової похибки в окремому вимірюванні неможливо. Однак для серії вимірювань існують визначені статистичні закономірності, які вивчені в теорії ймовірностей. Використовуючи спеціальну методику розра-хунків, за результатами серії вимірювань можна обчислити величину випадкової похибки.