Náhodná vs systematická chyba | Top 8 rozdílů (s infografikou)
Rozdíl mezi náhodnou a systematickou chybou
Pokud chyba nemá žádný konkrétní vzor výskytu, je známá jako náhodná chyba, která se také označuje jako nesystematická chyba, a proto tyto chyby nelze předem předvídat jako nevyhnutelnou chybu, zatímco systematická chyba je chyba, ke které může dojít kvůli jakékoli chybě v přístroji, která měří chybu nebo omyl při používání přístroje experimentátorem, a proto se jedná o chybu, které lze předcházet.
Hlavní rozdíl spočívá v tom, že náhodné chyby většinou vedou k fluktuacím, které obklopují skutečnou hodnotu kvůli výsledku obtížnosti při provádění měření, zatímco systematické chyby povedou k předvídatelným a také konzistentním odchylkám od skutečné hodnoty kvůli problémům s kalibrace zařízení.
Bez ohledu na to, jak opatrně člověk provádí experimenty, s největší pravděpodobností dojde k chybě zvané experimentální chyba. Ať už prostřednictvím problémů, které jsou s ním spojeny, jsou problémy s vaším zařízením nebo přesné měření, nebo lze celkem zabránit chybám, lze označit jako nemožné.
Abychom zmírnili zmíněný problém, vědci se snaží udělat vše pro to, aby tyto chyby kategorizovali a pokusili se kvantifikovat jakoukoli nejistotu v měřeních, která provádějí. Zjištění rozptylu mezi těmito chybami je životně důležitou součástí učení navrhnout jej s lepšími experimenty a pokusit se minimalizovat jakýkoli druh chyb, které by se plazily.
Náhodná vs systematická chyba infografiky
Podívejme se na hlavní rozdíly mezi náhodnou chybou a systematickou chybou.
Klíčové rozdíly
Klíčové rozdíly jsou následující -
- Náhodná chyba se definuje jako nepředvídatelné narušení, ke kterému dojde v experimentu neznámým zdrojem. Zatímco k systematické chybě dochází v důsledku vady přístroje, který není sestaven.
- Náhodná chyba uvedená v tabulce výše, ke které dochází v obou směrech, zatímco k systematické chybě dochází pouze v 1 směru. Systematické chyby vznikají v důsledku zabudované chyby nebo chyby přístroje; proto vždy dává podobnou chybu. K náhodné chybě, jak již bylo zmíněno dříve, dochází kvůli neznámému zdroji, proto se vyskytuje v libovolném směru.
- Velikost systematické chyby zůstane konstantní nebo nezměněná, protože vada, která je v ní přítomna, je zabudována uvnitř přístroje a ve srovnání s velikostí náhodné chyby má proměnnou.
- Chyba 0 a nesprávná kalibrace přístroje způsobí systematickou chybu. Náhodná chyba je způsobena paralaxou nebo jak bylo uvedeno výše ve výše uvedené srovnávací tabulce nesprávným použitím zařízení.
- Náhodná chyba snižuje nebo ji lze minimalizovat provedením 2 nebo více odečtů stejného experimentu, zatímco systematická chyba může být minimalizována pečlivým navržením struktury zařízení.
- Náhodná chyba je sama o sobě jedinečná a nemá žádné konkrétní typy, zatímco systematickou chybu lze rozdělit do tří hlavních typů, kterými jsou chyba prostředí, chyba přístroje a systematická chyba.
- Náhodná chyba není reprodukovatelná, na druhou stranu systematická chyba bude reprodukovatelná, protože vada, jak byla uvedena výše, je zabudována do struktury zařízení.
Srovnávací tabulka náhodných a systematických chyb
Základ | Náhodná chyba | Systematická chyba | ||
Základní definice | Jedná se o chyby, které kolísají kvůli nejistotě nebo nepředvídatelnosti, která je vlastní vašemu procesu měření, nebo rozdílům v množství, které se pokoušíte měřit. | Vyskytuje se většinou kvůli nedokonalosti přístroje, kterou obvykle způsobují zařízení, která nejsou správně kalibrována. | ||
Velikost chyby | Velikost chyby se neustále mění při každém čtení. | Naměřená hodnota bude ve srovnání se skutečnou hodnotou buď velmi nízká, nebo velmi vysoká. | ||
Příčiny | 1) Chyba paralaxy 2) Nesprávné použití přístroje. 3) Omezení nástroje, prostředí atd. |
1) Nulová chyba 2) Nesprávná kalibrace |
||
Minimalizace metod | Opakovaným odečítáním údajů. | 1) Zlepšením struktury zařízení. 2) Nulovou chybu lze snížit odečtením získané hodnoty od nulové chyby. |
||
Směr chyby | K tomu dochází na obou stranách | K tomu dochází pouze v jednom směru. | ||
Dílčí typy chyb | Neexistují žádné podtypy. | Existují 3 podtypy - a. Nástroj b. Systematická chyba c. Životní prostředí. | ||
Ať už je to reprodukovatelné | Tento druh chyby není reprodukovatelný | Tento druh chyby je reprodukovatelný | ||
Pokud jde o hodnotu | Cena je kombinací nákladů, kterými je většinou výroba. | Náklady se snižují, když se porovnávají s náklady z hlediska hodnoty. |
Závěr
K náhodné chybě dochází většinou kvůli jakýmkoli poruchám, které se vyskytují ve vašem okolí, jako jsou kolísání nebo rozdíly v tlaku, teplotě, nebo kvůli pozorovateli, který by mohl odečítat nesprávné nebo nesprávné hodnoty. Systematická chyba možná nastává také kvůli mechanické struktuře zařízení.
Náhodným chybám se v zásadě nelze vyhnout, zatímco systematickým chybám se lze vyhnout. Vědci nemohou provádět dokonalá měřítka nebo měření, bez ohledu na to, jak jsou šikovní.
Systematické chyby je možná obtížné odhalit, a to proto, že vše, co měříte, bude chybné nebo nesprávné o stejnou částku a možná si neuvědomíte, že vůbec existuje problém. Jeden by měl před použitím zařízení správně nakalibrovat, a ano, šance na systematické chyby budou mnohem méně pravděpodobné.