Random vs. Definicije i primjeri sustavskih pogrešaka

Bez obzira na to koliko ste pažljivi, uvijek postoji pogreška u a mjerenje. Pogreška nije "pogreška" - to je dio postupka mjerenja. U znanosti se naziva pogreška mjerenja eksperimentalna pogreška ili opažačka pogreška.

Postoje dvije široke klase pogrešaka opažanja: slučajna pogreška i sustavna greška. Nasumična pogreška nepredvidivo varira od jednog mjerenja do drugog, dok sustavna pogreška ima istu vrijednost ili udio za svako mjerenje.

Ključni odvodi

Ako izvršite više mjerenja, vrijednosti se grupiraju oko prave vrijednosti. Dakle, slučajna pogreška prvenstveno utječe preciznost. Slučajna pogreška obično utječe na posljednju značajnu vrijednost mjerenja.

Glavni razlozi za slučajne pogreške su ograničenja instrumenata, okolišni čimbenici i male varijacije u postupku. Na primjer:

• Kad se vagate na skali, svaki put se postavljate malo drugačije.
• Pri uzimanju a volumen čitanja u tikvici možete svaki put pročitati vrijednost iz drugog kuta.
• Mjerenje masa uzorka na analitičkoj vagi mogu proizvesti različite vrijednosti jer zračne struje utječu na ravnotežu ili kako voda ulazi i napušta uzorak.
• Na mjerenje vaše visine utječu manje promjene držanja.
• Mjerenje brzine vjetra ovisi o visini i vremenu mjerenja. Mora se uzeti i prosječiti više očitanja, jer naleti i promjene smjera utječu na vrijednost.
• Očitavanja se moraju procijeniti kada padaju između oznaka na skali ili kada se uzima u obzir debljina mjerne oznake.

Jer se slučajna greška uvijek događa i ne može se predvidjeti, važno je uzeti više točaka podataka i prosječiti ih kako biste dobili osjećaj o veličini varijacije i procijenili pravu vrijednost.

Sustavna greška je predvidljiva i konstantna ili proporcionalna mjerenju. Sustavne pogreške prvenstveno utječu na mjerenje točnost.

Tipični uzroci sustavnih pogrešaka uključuju promatračku pogrešku, nesavršeno umjeravanje instrumenta i smetnje u okruženju. Na primjer:

• Ako zaboravimo na tare ili nulu na ravnoteži, dobivamo mjerenja mase koja su uvijek "isključena" istim iznosom. Pogreška uzrokovana postavljanjem instrumenta na nulu prije njegove upotrebe naziva se an greška pomaka.
• Ako čitanje meniskusa na razini očiju za mjerenje glasnoće uvijek će rezultirati netačnim očitanjem. Vrijednost će biti stalno niska ili visoka, ovisno o tome je li očitanje uzeto iznad ili ispod oznake.
• Mjerna duljina metalnim ravnalom dat će drugačiji rezultat na hladnoj temperaturi nego na vrućoj temperaturi, zbog toplinskog širenja materijala.
• Nepravilno kalibrirani termometar može dati precizna očitanja u određenom temperaturnom rasponu, ali postati viši ili niži.
• Izmjerjena udaljenost je različita pomoću nove krpe za mjerenje krpe u odnosu na stariju, istegnutu. Proporcionalne pogreške ove vrste se nazivaju pogreške faktorskih razmjera.
• zanošenje događa se kada uzastopna očitanja s vremenom postaju stalno niža ili veća. Elektronska oprema ima tendenciju podložnosti oticanju. Na mnoge druge instrumente utječe (obično pozitivno) nanošenje, kako se uređaj zagrijava.

Jednom kada se utvrdi njegov uzrok, sustavna greška može se smanjiti u određenoj mjeri. Sustavna pogreška može se umanjiti rutinskim kalibriranjem opreme, korištenjem kontrola u eksperimentima, zagrijavanjem instrumenata prije uzimanja očitanja i usporedbom vrijednosti s standardi.

Iako se slučajne pogreške mogu minimizirati povećanjem veličine uzorka i prosjekom podataka, teže je nadoknaditi sustavnu pogrešku. Najbolji način da se izbjegne sustavna pogreška jest upoznavanje s ograničenjima instrumenata i iskusno njihovo pravilno korištenje.

• Dvije glavne vrste pogrešaka mjerenja su slučajna i sustavna greška.
• Nasumična pogreška uzrokuje da se jedno mjerenje malo razlikuje od sljedeće. Dolazi od nepredvidivih promjena tijekom eksperimenta.
• Sustavna pogreška uvijek utječe na mjerenja u istoj količini ili u istom omjeru, pod uvjetom da se očitanje svaki put izvodi na isti način. To je predvidljivo.
• Nasumične pogreške ne mogu se eliminirati iz eksperimenta, ali većina sustavnih pogrešaka može se smanjiti.

• Bland, J. Martin i Douglas G. Altman (1996). "Statistički podaci: Mjerna pogreška." BMJ 313.7059: 744.
• Cochran, W. G. (1968). "Pogreške mjerenja u statistici". Technometrics. Taylor & Francis, Ltd. u ime Američkog statističkog udruženja i Američkog društva za kvalitetu. 10: 637–666. dOI:10.2307/1267450
• Dodge, Y. (2003). Oxfordski rječnik statističkih pojmova. OUP. ISBN 0-19-920613-9.
• Taylor, J. R. (1999). Uvod u analizu pogrešaka: Studija nesigurnosti u fizičkim mjerenjima. Sveučilišne naučne knjige. str. 94. ISBN 0-935702-75-X.