Systematická vs náhodná chyba: Rozdíl a srovnání

Je téměř nemožné vyhnout se chybám při provádění přesných měření nebo při řešení problémů se zařízením. Měření fyzikálních veličin nemusí být vždy správné hodnoty.

Aby se takovým chybám předešlo, vědci se snaží chyby klasifikovat a odstranit nejistoty ve svých měřeních.

Existují dva hlavní druhy chyb – systematická chyba a náhodná chyba. Vědět o systematických a náhodných chybách nám pomáhá lépe provádět experimenty a omezovat chyby.

Key Takeaways

1. Systematická chyba je konzistentní, opakovatelná odchylka od skutečné hodnoty v měření nebo experimentu, způsobená vadným zařízením nebo neobjektivní metodologií.
2. Náhodná chyba je nepředvídatelná, nekonzistentní odchylka od skutečné hodnoty v důsledku nepředvídatelných faktorů, jako jsou techniky měření nebo podmínky prostředí.
3. Klíčové rozdíly mezi systematickými a náhodnými chybami spočívají v jejich příčinách a předvídatelnosti, přičemž systematické chyby jsou konzistentní a lze je připsat konkrétním faktorům. Naproti tomu náhodné chyby jsou nekonzistentní a těžko předvídatelné.

Systematická vs. náhodná chyba

K systematickým chybám dochází kvůli nedostatkům v experimentálním designu nebo vybavení, jako je nesprávně seřízený přístroj, chybná kalibrace nebo nesprávná metoda měření. Náhodné chyby mohou vést k nepřesnosti, ale lze je snížit provedením více měření a zprůměrováním výsledků.

---

 

Srovnávací tabulka

Parametry srovnání	Systematická chyba	Náhodná chyba
Význam	Systematická chyba je chyba, která vzniká v důsledku závady v měřicím zařízení.	Náhodná chyba je chyba, která vzniká v důsledku nepředvídatelných změn v prostředí.
Opakující se	Systematické chyby se opakují.	Náhodné chyby se neopakují.
Příčiny	Chyby v experimentálním zařízení.	Nepředvídatelné odchylky odečtů a poruchy v prostředí.
Snížení	Systematické chyby lze omezit použitím správného zařízení nebo správných technik.	Náhodné chyby lze omezit opakováním odečtů a zvýšením počtu pozorování.
Typ nemovitosti	Tři typy: přístroj, prostředí a systematická chyba.	Žádné typy.
Reprodukovatelné	Tyto jsou reprodukovatelné.	Tyto nejsou reprodukovatelné.
Velikost chyby	konstantní	kolísat

---

 

Co je to systematická chyba?

Systematická chyba je také známá jako systematická zaujatost. Toto jsou konzistentní chyby, které se mohou opakovat kvůli chybnému experimentálnímu návrhu.

Zdroje systematických chyb:

1. Nesprávně zkalibrovaný přístroj
2. Opotřebovaný nástroj
3. Osoba provádějící měření nesprávně

Existují tři typy systematických chyb:

1. Instrumentální chyba – V zásadě existují tři příčiny instrumentálních chyb:
   1. Zneužití experimentálního nastavení. Když mechanická struktura nastavení není dokonalá.
   1. Když dojde k nakládce účinek.
2. Pozorovací chyba vzniká, když pozorovatel neinterpretuje naměřené hodnoty správně.
3. Environmentální chyba – když dojde ke změnám v okolí, jako je tlak, vlhkosta tak dále, může to vést k ekologickým chybám.

 

Co je náhodná chyba?

Jak název napovídá, náhodná chyba je nepravidelná a nelze ji předvídat. Takové chyby vznikají, když některá omezení nejsou v kontrole experimentátora.

Náhodná chyba je také známá jako statistická chyba. Je tomu tak proto, že takové chyby lze eliminovat statistickými prostředky, protože jsou nepravidelné a nekonzistentní.

Na rozdíl od systematických chyb lze náhodné chyby snížit opakovaným prováděním pozorování a průměrem mnoha pozorování.

---

Hlavní rozdíly mezi Systematická a náhodná chyba

1. Systematické chyby jsou reprodukovatelné, zatímco náhodné chyby reprodukovatelné nejsou.
2. Velikost chyby je u systematických chyb konstantní a u náhodných chyb se může lišit.

---

Reference

1. https://journals.ametsoc.org/mwr/article/121/1/173/65053
2. https://journals.ametsoc.org/jhm/article/17/4/1119/342820

Poslední aktualizace: 11. června 2023