ランダムエラーと系統的エラーの違い
エラーに特定の発生パターンがない場合、ランダムエラーと呼ばれ、非体系的エラーとも呼ばれるため、避けられないエラーのように事前に予測することはできませんが、体系的エラーは発生する可能性のあるエラーです。機器の測定ミスや実験者による機器の使用ミスにより、回避可能なエラーとなります。
主な違いは、ランダムエラーは、測定の困難さの結果として真の値を取り巻く変動につながるのに対し、系統的なエラーは、問題のために真の値からの予測可能で一貫した逸脱につながることです。機器の校正。
実験を行う際にどのように注意を払っても、実験誤差と呼ばれる誤差が発生する可能性があります。機器の問題である固有の課題を通じて、または正確に測定を行うかどうかにかかわらず、エラーを完全に回避することは、ほぼ不可能と言えます。
上記の問題に対処するために、科学者はそれらのエラーを分類するために最善を尽くし、彼らが行う測定の不確実性を定量化しようとします。これらのエラー間の差異を見つけることは、より良い実験でそれを設計し、忍び寄るあらゆる種類のエラーを最小限に抑えることを試みる学習の重要な部分です。
ランダムvs系統的エラーのインフォグラフィック
ランダムエラーと系統的エラーの主な違いを見てみましょう。
主な違い
主な違いは次のとおりです–
- ランダムエラーは、未知のソースによって実験で発生する予測不可能な外乱としてそれ自体を定義します。一方、系統的なエラーは、構築されていない装置の欠陥が原因で発生します。
- 上記の表に記載されているランダムエラーは両方向で発生しますが、系統的エラーは一方向でのみ発生します。系統的なエラーは、装置の組み込みの障害またはミスが原因で発生します。したがって、常に同様のエラーが発生します。前述のランダムエラーは、原因が不明なために発生するため、どの方向でも発生します。
- 系統的誤差の大きさは、そこに存在する欠陥が装置内に組み込まれているため、一定または不変のままであり、ランダム誤差の大きさと比較すると、変動します。
- 0エラーと装置のキャリブレーションが正しくないと、系統的なエラーが発生します。ランダムエラーは、視差によるものか、装置を誤って使用したことによる上記の比較表で前述したとおりです。
- ランダムエラーは、同じ実験を2回以上読み取ることで減少または最小化できますが、系統的エラーは、装置の構造を注意深く設計することで最小化できます。
- ランダムエラーはそれ自体が一意であり、特定のタイプはありませんが、系統的エラーは、環境エラー、機器エラー、および系統的エラーの3つの主要なタイプに分類できます。
- ランダムエラーは再現性がありませんが、前述の欠陥は装置の構造に組み込まれているため、系統的エラーは再現性があります。
ランダムエラーと系統的エラーの比較表
基礎 | ランダムエラー | 系統的エラー | ||
基本的な定義 | 測定プロセスに固有の不確かさや予測不可能性、または測定しようとしている量の違いのために変動するのはエラーです。 | これは主に、機器の欠陥が原因で発生します。つまり、通常、機器が正しく校正されていないことが原因です。 | ||
誤差の大きさ | エラーの大きさは、すべての読み取りで変化し続けます。 | 真の値と比較すると、測定値は非常に低いか非常に高くなります。 | ||
原因 | 1)視差エラー 2)装置の誤った使用。 3)計測器、環境等の制限。 | 1)ゼロエラー 2)不適切なキャリブレーション | ||
最小化方法 | 繰り返し読み取りを行うことによって。 | 1)装置構造を改善する。 2)ゼロ誤差から得られた読み取り値を差し引くことにより、ゼロ誤差を減らすことができます。 | ||
エラーの方向 | これは両側で発生します | これは一方向にのみ発生します。 | ||
エラーのサブタイプ | サブタイプはありません。 | 3つのサブタイプがあります–a。機器b。系統的エラーc。環境。 | ||
再現可能かどうか | この種のエラーは再現できません | この種のエラーは再現可能です | ||
価値の面で | 価格は主に生産であるコストの組み合わせです。 | 価値の面でコストと比較すると、コストは低くなります。 |
結論
ランダムエラーは主に、圧力、温度の変動や違いなど、周囲で発生している障害、または誤った読み取りや間違った読み取りを行っている可能性のあるオブザーバーが原因で発生します。系統的誤差は、おそらく装置の機械的構造のためにも発生します。
ランダムエラーは本質的に回避できませんが、体系的なエラーは回避できます。科学者は、どんなに熟練していても、完璧なスケーリングや測定を行うことはできません。
体系的なエラーを見つけるのはおそらく難しいでしょう。これは、測定しているすべてのものが同じ量だけ間違っているか正しくないためであり、おそらく問題があることにまったく気付かない可能性があります。機器を使用する前に適切に校正する必要があります。そうすれば、系統的なエラーが発生する可能性ははるかに低くなります。