почему измерение фокусного расстояния дает нам заниженный результат?

Вы получали не заниженное, а завышенное значение фокусного расстояния. При условии достаточно точного фокусирования изображения и измерения полученного расстояния. Самое большое расстояние до фокуса изображения равно удвоенному фокусному. Это в том случае, когда сам предмет также находится на удвоенном фокусном расстоянии от линзы. Когда предмет удалён на бесконечное расстояние (достаточно далеко) , то изображение оказывается на фокусном расстоянии от линзы.

Изображение предмета можно получить разное при разном расстоянии от линзы до экрана.
Фокусное расстояние замеряется лучше всего применением солнечных лучей и получение минимального размера световой точки на экране.