Rozdiel medzi náhodnou a systematickou chybou
Ak chyba nemá žiadny konkrétny model výskytu, je známa ako náhodná chyba, ktorá sa označuje aj ako nesystematická chyba, a preto ich nemožno vopred predvídať ako chybu nevyhnutnú, zatiaľ čo systematická chyba je chybou, ktorá sa môže vyskytnúť. v dôsledku akejkoľvek chyby v prístroji merajúcej chybu alebo chyby v používaní prístroja experimentátorom, a preto ide o chybu, ktorej sa dá vyhnúť.
Hlavný rozdiel je v tom, že náhodné chyby väčšinou vedú k fluktuáciám, ktoré obklopujú skutočnú hodnotu kvôli výsledku ťažkosti pri vykonávaní meraní, zatiaľ čo systematické chyby povedú k predvídateľným a tiež konzistentným odchýlkam od skutočnej hodnoty kvôli problémom s kalibrácia zariadenia.
Bez ohľadu na to, ako si človek dáva pozor, keď vykonáva experimenty, s najväčšou pravdepodobnosťou sa vyskytne chyba nazývaná experimentálna chyba. Či už prostredníctvom problémov, ktoré sú s nimi spojené, sú problémy s vašim prístrojom alebo presné meranie, alebo predchádzanie chybám úplne, je možné označiť ako nemožné.
Aby sa čelilo spomenutému problému, vedci sa snažia urobiť všetko pre to, aby tieto chyby kategorizovali a pokúsili sa kvantifikovať akúkoľvek neistotu v meraniach, ktoré robia. Zistenie rozdielov medzi týmito chybami je dôležitou súčasťou učenia sa ich navrhovania s lepšími experimentmi a pokusu o minimalizáciu akýchkoľvek chýb, ktoré sa k nim dostanú.
Infografika s náhodnými a systematickými chybami
Pozrime sa na hlavné rozdiely medzi náhodnou chybou a systematickou chybou.
Kľúčové rozdiely
Hlavné rozdiely sú nasledujúce -
- Náhodná chyba sa definuje ako nepredvídateľné narušenie, ku ktorému dôjde pri experimente z neznámeho zdroja. Zatiaľ čo k systematickej chybe dochádza v dôsledku chyby prístroja, ktorý nie je zabudovaný.
- Náhodná chyba uvedená v predchádzajúcej tabuľke, ktorá sa vyskytuje v oboch smeroch, zatiaľ čo systematická chyba sa vyskytuje iba v jednom smere. Systematické chyby vznikajú v dôsledku zabudovanej chyby alebo chyby prístroja; preto vždy dáva podobnú chybu. Náhodná chyba, ako už bolo spomenuté vyššie, sa vyskytuje z dôvodu neznámeho zdroja, preto sa vyskytuje v ľubovoľnom smere.
- Veľkosť systematickej chyby zostane konštantná alebo nezmenená, pretože chyba, ktorá sa v nej nachádza, je zabudovaná vo vnútri prístroja a v porovnaní s veľkosťou náhodnej chyby má premennú veličinu.
- Chyba 0 a nesprávna kalibrácia prístroja spôsobia systematickú chybu. Náhodná chyba je spôsobená paralaxou alebo nesprávnym použitím prístroja, ako už bolo uvedené vyššie v porovnávacej tabuľke.
- Náhodná chyba sa zníži alebo sa môže minimalizovať vykonaním 2 alebo viacerých odčítaní toho istého experimentu, zatiaľ čo systematická chyba sa dá minimalizovať starostlivým navrhnutím štruktúry prístroja.
- Náhodná chyba je sama o sebe jedinečná a nemá žiadne konkrétne typy, zatiaľ čo systematickú chybu je možné rozdeliť do troch hlavných typov, ktorými sú chyba prostredia, chyba prístroja a systematická chyba.
- Náhodná chyba nie je reprodukovateľná, na druhej strane systematická chyba bude reprodukovateľná, pretože chyba, ako bola uvedená vyššie, je zabudovaná do štruktúry prístroja.
Porovnávacia tabuľka náhodných a systematických chýb
| Základ | Náhodná chyba | Systematická chyba | ||
| Základná definícia | Sú to chyby, ktoré kolíšu z dôvodu neistoty alebo nepredvídateľnosti, ktorá je vlastná vášmu procesu merania, alebo rozdielov v množstve, ktoré sa pokúšate merať. | Vyskytuje sa to väčšinou z dôvodu nedokonalosti prístroja, ktorou zvyčajne je, že nie je správne kalibrovaná. | ||
| Veľkosť chyby | Veľkosť chyby sa neustále mení pri každom čítaní. | Nameraná hodnota bude v porovnaní so skutočnou hodnotou buď veľmi nízka, alebo veľmi vysoká. | ||
| Príčiny | 1) Chyba paralaxy 2) Nesprávne použitie prístroja. 3) Obmedzenie nástroja, prostredia atď. | 1) Nulová chyba 2) Nesprávna kalibrácia | ||
| Minimalizácia metód | Opakovaným odčítaním údajov. | 1) Zlepšením štruktúry prístroja. 2) Nulovú chybu je možné znížiť odpočítaním získanej hodnoty od nulovej chyby. | ||
| Smer chyby | K tomu dochádza na oboch stranách | K tomu dochádza iba jedným smerom. | ||
| Podtypy chýb | Neexistujú žiadne podtypy. | Existujú 3 podtypy - a. Nástroj b. Systematická chyba c. Životné prostredie. | ||
| Či už je to reprodukovateľné | Tento druh chyby nie je reprodukovateľný | Tento druh chyby je reprodukovateľný | ||
| Z hľadiska hodnoty | Cena je kombináciou nákladov, ktorými sú väčšinou výroba. | Náklady sa znižujú, keď sa porovnávajú s nákladmi z hľadiska hodnoty. |
Záver
K náhodnej chybe väčšinou dochádza v dôsledku akýchkoľvek porúch, ktoré sa vyskytujú vo vašom okolí, ako sú kolísanie alebo rozdiely v tlaku, teplote, alebo v dôsledku pozorovateľa, ktorý môže nesprávne alebo nesprávne čítať. Systematická chyba pravdepodobne vzniká aj z dôvodu mechanickej štruktúry prístroja.
Náhodným chybám sa v zásade nedá vyhnúť, zatiaľ čo systematickým chybám sa dá vyhnúť. Vedci nemôžu robiť dokonalé mierky ani merania, nech sú akokoľvek šikovní.
Systematické chyby je možné odhaliť len ťažko. Je to preto, lebo všetko, čo meriate, bude nesprávne alebo nesprávne o rovnakú sumu a možno si neuvedomujete, že tu vôbec ide o problém. Jeden by mal svoje zariadenie pred jeho použitím poriadne nakalibrovať, a tak bude pravdepodobnosť systematických chýb oveľa menšia.