Случайная и систематическая ошибка: разница и сравнение

Основные выводы

1. Случайная ошибка непредсказуема и может возникать в любом направлении, что приводит к разбросу измерений вокруг истинного значения.
2. Систематическая ошибка постоянна и возникает в одном и том же направлении, в результате чего измерения постоянно отклоняются от истинного значения.
3. Случайную ошибку можно уменьшить, выполнив несколько измерений, а систематическую ошибку можно уменьшить, выявив и устранив ее причину.

Что такое Случайная ошибка?

Ошибка, при которой полученное значение является случайным каждый раз, когда вычисляется набор показаний, называется случайной ошибкой. Получены неизвестные вариации и случайные значения. В величине нет повторения, и характер ошибки непостоянен.

Значение измеряемой величины резко увеличивается или уменьшается. Эта ошибка также наблюдается при неправильном считывании прибора, в основном в физике. Ярким примером случайной ошибки являются измерения артериального давления. Даже если они здоровы, у человека могут наблюдаться аномальные изменения артериального давления или нерегулярные его колебания, если наблюдается случайная ошибка.

Некоторые из подвидов случайная ошибка ошибки времени реакции и ошибки параллакса. Ошибка параллакса наблюдается при неправильном положении глаз при чтении измерительной шкалы. Как следует из названия, ошибка времени реакции — это ошибка, наблюдаемая в эксперименте, когда наблюдается неправильный результат из-за скорости, с которой человек запускает или останавливает секундомер. Этот тип случайной ошибки чувствителен ко времени и наблюдается в основном во время экспериментов, связанных с нагревом или охлаждением.

Что такое систематическая ошибка?

В математике некоторые типы ошибок могут прервать ход вычислений и привести к неправильному результату. Систематическая ошибка – одна из них. Ошибка, при которой измерение определенной величины дает постоянную цифру или эта цифра меняется через равные промежутки времени, называется систематической ошибкой. Полученное значение будет постоянным, даже если вы попытаетесь решить задачу несколько раз. Наблюдается постоянное значение или закономерность.

В ошибках этого типа наблюдается закономерность или система. Если вы рассчитываете набор показаний и наблюдаете постоянные ошибки, то ваш расчет имеет систематическую ошибку. Поправочным коэффициентом этой ошибки пренебрегают.

Постановка того или иного эксперимента в действительности может быть совершенно иной, чем в теории. Основной причиной этой ошибки является использование неисправной аппаратуры во время определенного эксперимента. Это можно исправить, используя исправный прибор или откалибровав его. Принятое или прогнозируемое значение смещается от значения, полученного, когда мы наблюдаем эту ошибку. Эту ошибку можно наблюдать при измерении артериального давления.

Разница между случайной и систематической ошибкой

1. Непостоянная закономерность наблюдается при случайной ошибке, с другой стороны, непротиворечивая закономерность наблюдается при систематической ошибке.
2. Последующий результат непредсказуем при случайной ошибке, с другой стороны, последующий результат сравнительно более предсказуем при систематической ошибке.
3. Значение, полученное при случайной ошибке, не повторяется, повторяется значение, наблюдаемое при систематической ошибке.
4. Случайная ошибка возникает из-за непредсказуемых изменений, с другой стороны, систематическая ошибка возникает из-за использования неисправного оборудования.
5. Устранение случайной ошибки относительно сложно, с другой стороны, устранение систематической ошибки относительно проще.

Сравнение между случайной и систематической ошибкой

Параметры сравнения	Случайная ошибка	Систематическая ошибка
Смысл	Ошибка, при которой полученный результат сильно варьируется и продолжает меняться для каждого вычисления, называется случайной ошибкой.	Ошибка, при которой полученный результат непротиворечив и продолжает изменяться через равные промежутки времени для каждого расчета, называется систематической ошибкой.
природа	непоследовательный	Последовательный
Подтипы	Ошибка параллакса, ошибка времени реакции.	Ошибка наблюдения, инструментальная ошибка и ошибка окружающей среды.
Руководство	Происходит двунаправленно	Происходит однонаправленно
Ликвидация	Можно устранить повторением показаний.	Можно устранить сменой аппарата.

Рекомендации

1. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0170473
2. https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/JAG.2009.008/html

Последнее обновление: 25 ноября 2023 г.