Skirtumas tarp sisteminės ir atsitiktinės klaidos

Matuojant fizinį dydį, mes nesitikime, kad gauta vertė bus tiksli tikroji vertė. Svarbu kažkaip parodyti, koks artimas rezultatas gali būti tikroji vertė, tai yra, tam tikri matavimų patikimumo tikslumo požymiai. Fizikoje tai darome įtraukdami klaidos įvertinimą kartu su rezultato verte. Analizuojant rezultatus svarbu atsižvelgti į klaidų šaltinius ir tai, kaip šie šaltiniai paveikė rezultatus. Matavimų paklaidos ir neapibrėžtys visada įvertinami netiesiogiai, o skaičiavimai apima keletą prielaidų. Klaidos gali būti suskirstytos į dvi pagrindines rūšis: sistemines ir atsitiktines. Sisteminė klaida yra ta, kuri išlieka pastovi arba keičiasi nuolat kartojant tą patį dydį. Priešingai, atsitiktinė klaida yra ta, kuri skiriasi ir kuri greičiausiai bus teigiama arba neigiama. Pažvelkime į keletą pagrindinių skirtumų tarp šių dviejų.

Kas yra sisteminė klaida?

Sisteminė klaida yra ta, kuri kiekvieną kartą atsiranda ta pačia kryptimi ir išlieka pastovi arba keičiasi reguliariai kartojant tą patį dydį. Sisteminė klaida išlieka pastovi visame rodmenų rinkinyje ir lemia, kad išmatuotasis dydis pasislenka nuo priimtos ar numatytos vertės. Sisteminės klaidos atsiranda todėl, kad eksperimentinis išdėstymas skiriasi nuo to, kas daroma teorijoje, ir nekreipiamas dėmesys į korekcijos koeficientą, kuriame atsižvelgiama į šį skirtumą. Daugeliu atvejų tokias klaidas sukelia tam tikras eksperimentinio aparato trūkumas. Sistemingą klaidą galima pašalinti naudojant tinkamą techniką, kalibruojant įrangą ir naudojant standartus.

Kas yra atsitiktinė klaida?

Kaip rodo jo pavadinimas, atsitiktinė klaida yra ta, kuri keičiasi atsitiktine tvarka ir kuri susidaro dėl nenuspėjamų ir nežinomų viso eksperimento proceso variacijų. Bet kokia klaidų rūšis, nenuosekli ir nesikartojanti ta pačia apimtimi ar kryptimi, išskyrus atsitiktinę, laikoma atsitiktine klaida. Gulliksenas apibrėžia atsitiktinę paklaidą statistine prasme kaip vidutinę paklaidą, koreliaciją tarp klaidos ir tikrojo balo bei koreliaciją tarp klaidų yra lygus nuliui. Pavyzdžiui, vėjo greitis gali sumažėti ir įsibėgėti skirtingais laiko momentais, dėl to rezultatai gali skirtis. Atsitiktinė paklaida nustatoma pakartotinai atliekant to paties kiekio matavimus tomis pačiomis sąlygomis.

Skirtumas tarp sisteminės ir atsitiktinės klaidos

Sisteminės ir atsitiktinės klaidos reikšmė

Klaidos gali būti suskirstytos į dvi pirmines rūšis: sisteminės ir atsitiktinės. Sisteminė klaida, kaip rodo pavadinimas, yra nuosekli, pasikartojanti klaida, kuri fiksuota suma skiriasi nuo tikrosios matavimo vertės. Sisteminė klaida yra ta, kuri kiekvieną kartą atsiranda ta pačia kryptimi dėl matavimo prietaiso gedimo. Priešingai, bet kokia klaidų rūšis, nenuosekli ir nesikartojanti ta pačia apimtimi ar kryptimi, išskyrus atsitiktinumą, laikoma atsitiktine klaida. Atsitiktinės klaidos kartais vadinamos statistinėmis klaidomis.

Sisteminės ir atsitiktinės klaidos pobūdis

Atsitiktinės paklaidos aptinkamos atliekant to paties kiekio kartų matavimus tomis pačiomis sąlygomis, ir jos apima kintamumą, būdingą gamtiniam pasauliui, ir atliekant bet kokius matavimus. Kita vertus, sisteminės klaidos gali būti aptiktos eksperimentiškai palyginant duotą rezultatą su to paties dydžio matavimu, atliktu kitu metodu arba naudojant tikslesnį matavimo prietaisą. Sisteminės klaidos duoda rezultatus, kurie yra nuosekliai didesni nei tikroji vertė arba nuolat mažesni nei tikroji vertė.

Sisteminės ir atsitiktinės klaidos priežastis

Sisteminės klaidos yra nuoseklios ir jas sukelia tam tikri eksperimentinio aparato trūkumai ar netinkamas eksperimentinis dizainas. Tokias klaidas sukelia netinkami matavimo įtaisai, kuriuos žmonės netinkamai naudoja matuojant, arba netobulai kalibruoti prietaisai. Manoma, kad sisteminės klaidos yra pavojingesnės nei atsitiktinės klaidos. Kita vertus, atsitiktines klaidas lemia nenuspėjami matavimo prietaiso rodmenų pokyčiai arba stebėtojo nesugebėjimas interpretuoti instrumentinio rodmens..

Pašalinimas

Sistemingos klaidos gali būti pašalintos naudojant tinkamą techniką, kalibruojant įrangą ir naudojant standartus. Sisteminės klaidos paprastai atsiranda dėl klaidingų žmogaus interpretacijų ar aplinkos pokyčių eksperimentų metu, kuriuos sunku visiškai pašalinti. Pakartotiniai to paties prietaiso matavimai nei atskleidžia, nei pašalina sisteminės klaidos. Iš esmės visas sistemines klaidas galima pašalinti, tačiau atliekant bet kokius vertinimus visada išliks keletas atsitiktinių klaidų. Vis dėlto atsitiktinių klaidų skaičių galima sumažinti įvertinus daug stebėjimų vidurkį.

Sisteminė ir atsitiktinė klaida: palyginimo diagrama

Sisteminės ir atsitiktinės klaidos santrauka

Iš esmės visas sistemines klaidas galima pašalinti, tačiau atliekant bet kokius vertinimus visada išliks keletas atsitiktinių klaidų. Vis dėlto atsitiktinių klaidų skaičių galima sumažinti įvertinus daug stebėjimų vidurkį. Sisteminės klaidos paprastai atsiranda dėl klaidingų žmogaus interpretacijų ar aplinkos pokyčių eksperimentų metu, kuriuos sunku visiškai pašalinti. Štai kodėl sisteminės klaidos yra potencialiai pavojingesnės nei atsitiktinės klaidos. Tačiau sistemingas klaidas galima pašalinti naudojant tinkamą techniką, kalibruojant įrangą ir naudojant standartus.