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 z powodu jakiegokolwiek błędu w przyrządzie mierzącym błąd lub błąd w używaniu 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 prawdziwej z powodu problemów z kalibracja sprzętu.
Bez względu na to, jak należy zachować ostrożność podczas przeprowadzania eksperymentów, najprawdopodobniej wystąpi błąd zwany błędem eksperymentalnym. Niezależnie od tego, czy chodzi o wyzwania, które są z tym związane, czyli problemy z wyposażeniem, czy dokładne wykonywanie pomiarów, czy też całkowite unikanie 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 główne 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 losowego jest zmienna.
- Błąd 0 i nieprawidłowa kalibracja aparatu spowoduje błąd systematyczny. Błąd losowy wynika z paralaksy lub, jak stwierdzono wcześniej w powyższej tabeli porównawczej, przez nieprawidłowe użycie aparatu.
- Przypadkowy błąd zmniejsza lub może zostać zminimalizowany przez wykonanie 2 lub więcej odczytów tego samego eksperymentu, podczas gdy błąd systematyczny można zminimalizować poprzez staranne zaprojektowanie struktury aparatu.
- Błąd przypadkowy jest sam w sobie unikalny i nie ma określonych typów, podczas gdy błąd systematyczny można podzielić na trzy główne typy, którymi są błąd środowiska, błąd instrumentu i błąd systematyczny.
- Błąd przypadkowy nie jest powtarzalny, z drugiej strony błąd systematyczny będzie powtarzalny, ponieważ defekt, jak wspomniano wcześniej, jest wbudowany w strukturę urządzenia.
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. | Dzieje się tak głównie z powodu niedoskonałości aparatury, czyli zazwyczaj wynikają z nieprawidłowej kalibracji sprzętu. | ||
| 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) Zero błędu 2) Nieprawidłowa kalibracja | ||
| Metody minimalizacji | Powtarzając odczyty. | 1) Poprzez ulepszenie konstrukcji aparatu. 2) Błąd zera można zredukować, odejmując od błędu zera uzyskany odczyt. | ||
| Kierunek błędu | Dzieje się to po obu stronach | Dzieje się to tylko w jednym kierunku. | ||
| Podtypy błędów | Nie ma podtypów. | Istnieją 3 podtypy - a. Instrument b. Systematyczny błąd c. Środowisko. | ||
| Czy jest to powtarzalne | Tego rodzaju błędu nie można powtórzyć | Ten rodzaj błędu jest powtarzalny | ||
| Pod względem wartości | Cena to kombinacja kosztów, które są głównie związane z produkcją. | Koszty są obniżane, gdy porównuje się je z kosztami pod względem wartości. |
Wniosek
Przypadkowy błąd występuje głównie z powodu jakichkolwiek zakłóceń występujących 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.
Zasadniczo nie można uniknąć przypadkowych błędów, natomiast błędów systematycznych. Naukowcy nie mogą wykonać idealnej skali ani pomiarów, bez względu na to, jak bardzo są zdolni.
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 swój sprzęt, a tak, wtedy prawdopodobieństwo błędów systematycznych będzie znacznie mniejsze.
