Rastgele vs. Sistematik Hata Tanımları ve Örnekler

Ne kadar dikkatli olursanız olun, ölçüm. Hata bir "hata" değildir - ölçüm sürecinin bir parçasıdır. Bilimde ölçüm hatası denir deneysel hata veya gözlemsel hata.

İki geniş gözlemsel hata sınıfı vardır: rastgele hata ve Sistematik hata. Sistematik hata her ölçüm için aynı değere veya orana sahipken, rastgele hata bir ölçümden diğerine beklenmedik şekilde değişir.

Önemli Çıkarımlar

Birden çok ölçüm alırsanız, değerler gerçek değerin etrafında toplanır. Bu nedenle, rastgele hata öncelikle etkiler hassas. Tipik olarak, rastgele hata bir ölçümün son anlamlı basamağını etkiler.

Rasgele hatanın ana nedenleri, cihazların sınırlamaları, çevresel faktörler ve prosedürdeki küçük farklılıklardır. Örneğin:

• Kendinizi bir ölçekte tartarken, kendinizi her seferinde biraz farklı konumlandırırsınız.
• Alırken cilt okuma bir şişede, değeri her seferinde farklı bir açıdan okuyabilirsiniz.
• Ölçme numunenin kütlesi analitik terazide hava akımları dengeyi etkilediğinden veya su numuneye girip çıkarken farklı değerler üretebilir.
• Boyunuzu ölçmek, küçük duruş değişikliklerinden etkilenir.
• Rüzgar hızının ölçülmesi, bir ölçümün alındığı yüksekliğe ve süreye bağlıdır. Çoklu okumalar alınmalı ve ortalaması alınmalıdır, çünkü gusts ve yön değişiklikleri bu değeri etkiler.
• Ölçümler, bir ölçekte işaretler arasında kaldıklarında veya bir ölçüm işaretinin kalınlığı dikkate alındığında tahmin edilmelidir.

Çünkü rastgele hata daima oluşur ve tahmin edilemez, varyasyon miktarını anlamak ve gerçek değeri tahmin etmek için birden fazla veri noktası almak ve bunları ortalamak önemlidir.

Sistematik hata tahmin edilebilir ve ölçümle sabit veya orantılıdır. Sistematik hatalar öncelikle bir ölçümün doğruluk.

Sistematik hatanın tipik nedenleri arasında gözlemsel hata, kusurlu cihaz kalibrasyonu ve çevresel parazit bulunur. Örneğin:

• Bir terazinin daralan veya sıfırlanmasının unutulması, her zaman aynı miktarda “kapalı” olan kütle ölçümleri üretir. Bir cihazın kullanılmadan önce sıfıra ayarlanmamasından kaynaklanan bir hataya ofset hatası.
• Hacim ölçümü için menisküsün göz seviyesinde okunmaması her zaman yanlış bir okumaya neden olacaktır. Değer, okunan değerin işaretin üstünden veya altından alınmasına bağlı olarak sürekli olarak düşük veya yüksek olacaktır.
• Metal bir cetvelle uzunluk ölçümü, malzemenin termal genleşmesi nedeniyle soğuk sıcaklıkta sıcak sıcaklıktan farklı bir sonuç verecektir.
• Yanlış kalibre edilmiş bir termometre, belirli bir sıcaklık aralığında doğru okumalar verebilir, ancak daha yüksek veya daha düşük sıcaklıklarda yanlış olabilir.
• Ölçülen mesafe, eski ve gerilmiş olana göre yeni bir bez ölçüm bandı kullanılarak farklıdır. Bu tür oransal hatalar denir ölçek faktörü hataları.
• sürüklenme ardışık okumalar zaman içinde sürekli olarak daha düşük veya daha yüksek olduğunda ortaya çıkar. Elektronik ekipman sürüklenmeye yatkındır. Cihaz ısındıkça diğer birçok enstrüman (genellikle pozitif) sapmadan etkilenir.

Nedeni belirlendikten sonra, sistematik hata bir ölçüde azaltılabilir. Sistematik hata, ekipmanların rutin olarak kalibre edilmesi, deneylerde kontroller kullanılması, okumadan önce enstrümanların ısıtılması ve değerlerin karşılaştırılması ile en aza indirilebilir. standartlar.

Rasgele hatalar, örneklem büyüklüğü artırılarak ve ortalama veriler alınarak en aza indirilebilirken, sistematik hatayı telafi etmek daha zordur. Sistematik hatalardan kaçınmanın en iyi yolu, cihazların sınırlamalarına aşina olmak ve doğru kullanımları ile deneyimlemektir.

• İki ana ölçüm hatası tipi rastgele hata ve sistematik hatadır.
• Rastgele hata, bir ölçümün diğerinden biraz farklı olmasına neden olur. Bir deney sırasında öngörülemeyen değişikliklerden gelir.
• Sistematik hata, her seferinde aynı şekilde bir ölçüm yapılması şartıyla ölçümleri her zaman aynı miktarda veya aynı oranda etkiler. Tahmin edilebilir.
• Rastgele hatalar bir deneyden kaldırılamaz, ancak çoğu sistematik hata azaltılabilir.

• Bland, J. Martin ve Douglas G. Altman (1996). "İstatistik Notları: Ölçüm Hatası." BMJ 313.7059: 744.
• Cochran, W. G. (1968). Msgstr "İstatistiklerde Ölçüm Hataları". Technometrics. Taylor & Francis, Ltd. Amerikan İstatistik Derneği ve Amerikan Kalite Derneği adına. 10: 637–666. DOI:10.2307/1267450
• Dodge, Y. (2003). Oxford İstatistiksel Terimler Sözlüğü. OUP. ISBN 0-19-920613-9.
• Taylor, J. R. (1999). Hata Analizine Giriş: Fiziksel Ölçümlerde Belirsizliklerin İncelenmesi. Üniversitesi Bilim Kitapları. s. 94. ISBN 0-935702-75-X.