Nejaušs vs. Sistemātiskas kļūdu definīcijas un piemēri

Neatkarīgi no tā, cik uzmanīgs jūs esat, a vienmēr ir kļūda mērīšana. Kļūda nav "kļūda" - tā ir mērīšanas procesa sastāvdaļa. Zinātnē tiek saukta mērījumu kļūda eksperimentāla kļūda vai novērošanas kļūda.

Pastāv divas plašas novērošanas kļūdu klases: izlases kļūda un sistemātiska kļūda. Gadījuma kļūda dažādos mērījumos neprognozējami atšķiras, savukārt sistemātiskai kļūdai katram mērījumam ir tāda pati vērtība vai proporcija.

Taustiņu izņemšana

Ja veicat vairākus mērījumus, vērtības sagrupējas ap patieso vērtību. Tādējādi izlases kļūda galvenokārt ietekmē precizitāte. Parasti nejauša kļūda ietekmē mērījuma pēdējo nozīmīgo ciparu.

Galvenie nejaušās kļūdas iemesli ir instrumentu ierobežojumi, vides faktori un nelielas procedūras atšķirības. Piemēram:

• Nosverot sevi uz skalas, jūs katru reizi novietojaties nedaudz atšķirīgi.
• Veicot a apjoma lasīšana kolbā vērtību katru reizi var nolasīt no atšķirīga leņķa.
• Mērīšana parauga masa analītiskajā svarā var iegūt dažādas vērtības, jo gaisa strāvas ietekmē līdzsvaru vai ūdenim ienākot un iziet no parauga.
• Jūsu auguma mērīšanu ietekmē nelielas pozas izmaiņas.
• Vēja ātruma mērīšana ir atkarīga no mērījuma augstuma un laika. Jāveic vairāki rādījumi un jāaprēķina vidējā vērtība, jo brāzmas un virziena izmaiņas ietekmē vērtību.
• Nolasījumi jānovērtē, kad tie nokrītas starp atzīmēm skalā vai kad tiek ņemts vērā mērījumu marķējuma biezums.

Jo izlases kļūda vienmēr notiek un nevar paredzēt, ir svarīgi ņemt vairākus datu punktus un tos aprēķināt kā vidējo, lai iegūtu priekšstatu par variācijas lielumu un novērtētu patieso vērtību.

Sistemātiska kļūda ir paredzama un nemainīga, vai proporcionāla mērījumiem. Sistemātiskas kļūdas galvenokārt ietekmē mērījumus precizitāte.

Tipiski sistemātiskas kļūdas cēloņi ir novērošanas kļūda, nepilnīga instrumenta kalibrēšana un apkārtējās vides traucējumi. Piemēram:

• Aizmirstot sabalansēt vai nullei atlikumu, tiek veikti masas mērījumi, kas vienmēr ir izslēgti par tādu pašu daudzumu. Kļūda, ko izraisa instrumenta nenostatīšana uz nulli pirms tā izmantošanas, tiek saukta par ofseta kļūda.
• Neizlasot meniskus acu līmenī, lai izmērītu tilpumu, vienmēr novedīs pie kļūdainas nolasīšanas. Vērtība vienmēr būs zema vai augsta, atkarībā no tā, vai rādījums tiek ņemts no zīmes augšpusē vai zem tā.
• Mērot garumu ar metāla lineālu, materiāla termiskās izplešanās dēļ aukstā temperatūrā tiks iegūts atšķirīgs rezultāts nekā karstā temperatūrā.
• Nepareizi kalibrēts termometrs var sniegt precīzus nolasījumus noteiktā temperatūras diapazonā, bet augstākā vai zemākā temperatūrā tas var kļūt neprecīzs.
• Izmērītais attālums ir atšķirīgs, izmantojot jaunu auduma mērlenti, salīdzinot ar vecāku, izstieptu. Tiek sauktas šāda veida proporcionālas kļūdas mēroga koeficienta kļūdas.
• Drift rodas, ja secīgi rādījumi laika gaitā kļūst pastāvīgi zemāki vai augstāki. Elektroniskais aprīkojums mēdz būt pakļauts dreifam. Daudzus citus instrumentus ietekmē (parasti pozitīvs) dreifēšana, ierīcei sasilstot.

Kad tās cēlonis ir noteikts, sistemātisku kļūdu var samazināt. Sistemātisku kļūdu var samazināt, regulāri kalibrējot aprīkojumu, izmantojot vadības ierīces eksperimentos, iesildot instrumentus pirms lasījumu veikšanas un salīdzinot vērtības ar standartiem.

Lai arī izlases kļūdas var samazināt, palielinot izlases lielumu un aprēķinot vidējo informāciju, sistemātiskas kļūdas ir grūtāk kompensēt. Labākais veids, kā izvairīties no sistemātiskām kļūdām, ir jāpārzina instrumentu ierobežojumi un pieredze to pareizā lietošanā.

• Divi galvenie mērījumu kļūdu veidi ir nejauša kļūda un sistemātiska kļūda.
• Nejaušas kļūdas dēļ viens mērījums nedaudz atšķiras no nākamā. Tas rodas no neparedzamām izmaiņām eksperimenta laikā.
• Sistemātiska kļūda vienmēr ietekmē mērījumus ar vienādu summu vai ar vienādu proporciju, ar nosacījumu, ka rādījumi katru reizi tiek veikti vienādi. Tas ir paredzams.
• Eksperimentā nevar novērst nejaušas kļūdas, taču sistemātiskākās kļūdas var samazināt.

• Blands, Dž. Martins un Douglass G. Altmans (1996). "Statistikas piezīmes: mērījumu kļūda." BMJ 313.7059: 744.
• Korana, W. G. (1968). "Mērījumu kļūdas statistikā". Tehnometrija. Taylor & Francis, SIA Amerikas Statistikas asociācijas un Amerikas Kvalitātes biedrības vārdā. 10: 637–666. doi:10.2307/1267450
• Dodge, Y. (2003). Oksfordas statistikas terminu vārdnīca. OUP. ISBN 0-19-920613-9.
• Teilors, Dž. R. (1999). Ievads kļūdu analīzē: fizikālo mērījumu nenoteiktības izpēte. Universitātes zinātnes grāmatas. lpp. 94. ISBN 0-935702-75-X.