Różnica między błędem losowym a systematycznym
Tam, gdzie błąd nie ma określonego wzoru występowania, jest znany jako błąd losowy, który jest również znany jako błąd niesystematyczny i dlatego takich błędów nie można przewidzieć z wyprzedzeniem, jak nieunikniony błąd, podczas gdy błąd systematyczny to błąd, który może wystąpić ze względu na jakikolwiek błąd w przyrządzie mierzącym błąd lub błąd w użyciu przyrządu przez eksperymentatora, a zatem jest to błąd, którego można uniknąć.
Główna różnica polega na tym, że błędy losowe najczęściej prowadzą do fluktuacji, które otaczają wartość prawdziwą z powodu trudności podczas wykonywania pomiarów, podczas gdy błędy systematyczne będą prowadzić do przewidywalnych, a także konsekwentnych odchyleń od wartości rzeczywistej z powodu problemów z kalibracja sprzętu.
Bez względu na to, jak ostrożny jest się podczas przeprowadzania eksperymentów, najprawdopodobniej wystąpi błąd zwany błędem eksperymentalnym. Niezależnie od tego, czy ze względu na wyzwania, które są z nim nieodłączne, czyli problemy ze sprzętem, czy też dokładne wykonanie pomiarów lub całkowite uniknięcie błędów, można określić jako prawie niemożliwe.
Aby przeciwdziałać wspomnianemu problemowi, naukowcy starają się dołożyć wszelkich starań, aby sklasyfikować te błędy i spróbować określić ilościowo wszelką niepewność w dokonywanych pomiarach. Znalezienie rozbieżności między tymi błędami jest istotną częścią nauki projektowania go za pomocą lepszych eksperymentów i próbowania zminimalizowania wszelkiego rodzaju błędów, które się przedostają.
Infografiki błędów losowych a systematycznych
Zobaczmy najważniejsze różnice między błędem losowym a błędem systematycznym.
Kluczowe różnice
Kluczowe różnice są następujące -
- Błąd losowy definiuje się jako nieprzewidywalne zakłócenie, które występuje w twoim eksperymencie przez nieznane źródło. Natomiast systematyczny błąd pojawia się z powodu wady aparatu, który nie jest zbudowany.
- Błąd losowy, jak wspomniano w powyższej tabeli, występuje w obu kierunkach, podczas gdy błąd systematyczny występuje tylko w 1 kierunku. Systematyczne błędy wynikają z wbudowanej usterki lub błędu aparatu; stąd zawsze daje podobny błąd. Przypadkowy błąd, jak wspomniano wcześniej, występuje z powodu nieznanego źródła. Dlatego występuje w dowolnym kierunku.
- Wielkość błędu systematycznego pozostanie stała lub niezmieniona, ponieważ wada, która jest w nim obecna, jest wbudowana w aparat i w porównaniu z wielkością błędu przypadkowego jest zmienna.
- Błąd 0 i kalibracja aparatu, która jest nieprawidłowa, spowoduje błąd systematyczny. Błąd losowy wynika z paralaksy lub, jak wspomniano wcześniej, z powyższej tabeli porównawczej, z nieprawidłowego użycia aparatu.
- Błąd przypadkowy zmniejsza się lub można zminimalizować, wykonując dwa lub więcej odczytów tego samego eksperymentu, podczas gdy błąd systematyczny można zminimalizować poprzez staranne zaprojektowanie struktury aparatu.
- Błąd losowy jest sam w sobie unikalny i nie ma określonych typów, podczas gdy błąd systematyczny można podzielić na trzy główne typy, którymi są błąd środowiskowy, błąd instrumentu i błąd systematyczny.
- Przypadkowego błędu nie można odtworzyć. Z drugiej strony systematyczny błąd będzie powtarzalny, ponieważ defekt, jak stwierdzono wcześniej, jest wbudowany w strukturę aparatu.
Tabela porównawcza błędów losowych i systematycznych
| Podstawa | Błąd losowy | Błąd systematyczny | ||
| Podstawowa definicja | To błędy, które ulegają fluktuacjom z powodu niepewności lub nieprzewidywalności, która jest nieodłącznym elementem twojego procesu pomiarowego lub różnic w ilości, którą próbujesz zmierzyć. | Występuje głównie z powodu niedoskonałości aparatu. Oznacza to, że zwykle wynikają ze sprzętu, który nie jest prawidłowo skalibrowany. | ||
| Skala błędu | Wielkość błędu zmienia się przy każdym odczycie. | Zmierzona wartość będzie bardzo niska lub bardzo wysoka w porównaniu z wartością rzeczywistą. | ||
| Przyczyny | 1) Błąd paralaksy 2) Nieprawidłowe użycie aparatu. 3) Ograniczenie instrumentu, środowiska itp. | 1) Błąd zera 2) Nieprawidłowa kalibracja |
||
| Metody minimalizacji | Powtarzając odczyty. | 1) Poprzez ulepszenie konstrukcji aparatu. 2) Błąd zera można zmniejszyć, odejmując otrzymany odczyt od błędu zera. |
||
| Kierunek błędu | Dzieje się to po obu stronach. | Dzieje się to tylko w jednym kierunku. | ||
| Podtypy błędów | Nie ma podtypów. | Istnieją trzy podtypy - a. Instrument b. Systematyczny błąd c. Środowisko. | ||
| Czy jest to powtarzalne | Tego rodzaju błędu nie można powtórzyć. | Ten rodzaj błędu można powtórzyć. | ||
| Pod względem wartości | Cena to kombinacja kosztów, którymi jest głównie produkcja. | Koszty są obniżane, gdy porównuje się je z kosztami pod względem wartości. |
Wniosek
Przypadkowy błąd występuje głównie z powodu jakichkolwiek zakłóceń, które występują w twoim otoczeniu, takich jak wahania lub różnice ciśnienia, temperatury lub z powodu obserwatora, który może dokonywać nieprawidłowych lub nieprawidłowych odczytów. Systematyczny błąd może również wynikać z konstrukcji mechanicznej aparatu.
Nie można uniknąć przypadkowych błędów, które są istotne, natomiast błędów systematycznych można uniknąć. Naukowcy nie mogą wykonać doskonałej skali ani pomiarów, bez względu na to, jak bardzo są zręczni.
Systematyczne błędy są być może trudne do wykrycia, a dzieje się tak, ponieważ wszystko, co mierzysz, będzie błędne lub niepoprawne o tę samą kwotę, i być może nie zdajesz sobie sprawy, że w ogóle istnieje problem. Przed użyciem należy odpowiednio skalibrować ich sprzęt i tak, wtedy prawdopodobieństwo błędów systematycznych będzie znacznie mniejsze.
