Atsitiktiniai vs. Sistemingi klaidų apibrėžimai ir pavyzdžiai

Nesvarbu, koks atsargus esate, visada yra klaida matavimas. Klaida nėra „klaida“ - tai matavimo proceso dalis. Moksle vadinama matavimo paklaida eksperimentinė klaida arba stebėjimo klaida.

Yra dvi plačios stebėjimo klaidų klasės: atsitiktinė klaida ir sisteminė klaida. Atsitiktinė paklaida skirtinguose matavimuose nenuspėjamai skiriasi, o sisteminės paklaidos vertė ir proporcija yra ta pati.

Pagrindiniai išvežami daiktai

Jei atliksite kelis matavimus, vertės susiskirs į tikrąją vertę. Taigi atsitiktinė klaida pirmiausia daro įtaką tikslumas. Paprastai atsitiktinė paklaida paveikia paskutinį reikšmingą matavimo skaitmenį.

Pagrindinės atsitiktinės paklaidos priežastys yra prietaisų apribojimai, aplinkos veiksniai ir nedideli procedūros skirtumai. Pavyzdžiui:

• Sverdamas save skalėje, kiekvieną kartą atsiduri šiek tiek skirtingai.
• Kai vartojate a tūrio skaitymas kolboje vertę kiekvieną kartą galite perskaityti kitu kampu.
• Matuojama mėginio masė analizinės svarstyklės gali gauti skirtingas vertes, nes oro srovės veikia balansą arba kai vanduo patenka ir išeina iš bandinio.
• Matuojant ūgį turi įtakos nedideli laikysenos pokyčiai.
• Vėjo greičio matavimas priklauso nuo aukščio ir laiko, per kurį matuojama. Keli rodmenys turi būti imami ir vidurkinami, nes gūsiai ir krypties pokyčiai daro įtaką vertei.
• Rodmenys turi būti įvertinti, kai jie patenka tarp žymių skalėje arba kai atsižvelgiama į matavimo žymėjimo storį.

Nes atsitiktinė klaida visada pasitaiko ir negalima nuspėti, svarbu paimti kelis duomenų taškus ir juos vidurkinti, kad būtų galima suprasti variacijos dydį ir įvertinti tikrąją vertę.

Sisteminė klaida yra nuspėjama ir pastovi, arba proporcinga matavimui. Sisteminės klaidos pirmiausia daro įtaką matavimams tikslumas.

Tipiškos sistemingų klaidų priežastys yra stebėjimo klaida, netobulas prietaiso kalibravimas ir aplinkos trukdžiai. Pavyzdžiui:

• Pamiršus subalansuoti arba nulį subalansuoti, gaunami masės matavimai, kurie visada „išjungiami“ tuo pačiu dydžiu. Klaida, atsirandanti dėl priemonės nenustatymo iki nulio prieš ją naudojant, vadinama ofsetinė klaida.
• Menisko skaitymas akių lygyje neskaičiuojant tūrio visada bus netikslus. Vertė bus pastoviai maža arba aukšta, atsižvelgiant į tai, ar rodmenys imami iš aukščiau ar žemiau ženklo.
• Matuojant ilgį metaline liniuote, gaunamas kitoks rezultatas šaltoje temperatūroje nei karštoje temperatūroje dėl medžiagos šiluminio išsiplėtimo.
• Netinkamai sukalibruotas termometras gali pateikti tikslius rodmenis tam tikroje temperatūros srityje, tačiau aukštesnėje ar žemesnėje temperatūroje gali būti netikslus.
• Išmatuotas atstumas skiriasi naudojant naują audinio matavimo juostą, palyginti su senesne, ištempta. Vadinamos proporcingos tokio tipo klaidos masto faktoriaus paklaidos.
• Driftas įvyksta, kai vienas po kito einantys rodmenys laikui bėgant tampa nuolat mažesni ar aukštesni. Elektroninė įranga yra linkusi į dreifą. Įtampai įšilus (paprastai teigiamas) dreifas paveikia daugelį kitų instrumentų.

Nustačius jos priežastį, sisteminė klaida gali būti sumažinta tam tikru mastu. Sistemingą klaidą galima sumažinti reguliariai kalibruojant įrangą, naudojant valdymo elementus eksperimentuose, pašildžius prietaisus prieš imant rodmenis ir palyginant vertes su standartai.

Nors atsitiktinių klaidų skaičių galima sumažinti padidinant imties dydį ir apskaičiuojant vidurkį, sistemingą klaidą kompensuoti sunkiau. Geriausias būdas išvengti sistemingų klaidų yra susipažinimas su prietaisų apribojimais ir patirtis juos teisingai naudojant.

• Du pagrindiniai matavimo paklaidų tipai yra atsitiktinė klaida ir sisteminė klaida.
• Dėl atsitiktinės paklaidos vienas matavimas šiek tiek skiriasi nuo kito. Tai atsiranda dėl nenuspėjamų pokyčių eksperimento metu.
• Sisteminė klaida visada daro įtaką matavimams tuo pačiu dydžiu arba ta pačia proporcija, su sąlyga, kad parodymai kiekvieną kartą skaitomi vienodai. Tai nuspėjama.
• Atsitiktinės klaidos eksperimente negali būti pašalintos, tačiau dauguma sisteminių klaidų gali būti sumažintos.

• Blandas, Dž. Martinas ir Douglasas G. Altmanas (1996). "Statistikos pastabos: matavimo klaida." BMJ 313.7059: 744.
• Kochranas, W. G. (1968). "Statistikos matavimo klaidos". Technometrija. Taylor & Francis, Ltd Amerikos statistikos asociacijos ir Amerikos kokybės draugijos vardu. 10: 637–666. doi:10.2307/1267450
• Dodge'as, Y. (2003). Oksfordo statistinių terminų žodynas. OUP. ISBN 0-19-920613-9.
• Teiloras, Dž. R. (1999). Įvadas į klaidų analizę: fizinių matavimų neapibrėžtumų tyrimas. Universiteto mokslo knygos. p. 94. ISBN 0-935702-75-X.