الجديد

خطأ عشوائي مقابل خطأ منهجي

خطأ عشوائي مقابل خطأ منهجي

بغض النظر عن مدى حرصك ، هناك دائمًا خطأ في القياس. الخطأ ليس "خطأ" - إنه جزء من عملية القياس. في العلم ، يسمى خطأ القياس خطأ تجريبي أو خطأ ملاحظي.

هناك فئتان عريضتان من أخطاء الملاحظة: خطأ عشوائي و خطأ منهجي. يختلف الخطأ العشوائي بشكل غير متوقع من قياس إلى آخر ، في حين أن الخطأ المنهجي له نفس القيمة أو النسبة لكل قياس.

الوجبات الرئيسية

  • خطأ عشوائي يؤدي إلى اختلاف قياس واحد قليلاً عن التالي. يأتي من تغييرات غير متوقعة أثناء التجربة.
  • يؤثر الخطأ المنهجي دائمًا على القياسات بنفس المقدار أو بنفس النسبة ، شريطة أن تؤخذ القراءة بنفس الطريقة في كل مرة. يمكن التنبؤ به.
  • لا يمكن القضاء على الأخطاء العشوائية من التجربة ، ولكن يمكن الحد من الأخطاء الأكثر منهجية.

مثال خطأ عشوائي وأسبابه

إذا قمت بإجراء قياسات متعددة ، فإن القيم تتجمع حول القيمة الحقيقية. وبالتالي ، خطأ عشوائي يؤثر في المقام الأول الدقة. عادةً ما يؤثر الخطأ العشوائي على آخر رقم مهم للقياس.

الأسباب الرئيسية للخطأ العشوائي هي قيود الأدوات والعوامل البيئية والاختلافات الطفيفة في الإجراء. فمثلا:

  • عندما تزن نفسك على مقياس ، فأنت تضع نفسك بشكل مختلف قليلاً في كل مرة.
  • عند أخذ قراءة صوتية في قارورة ، يمكنك قراءة القيمة من زاوية مختلفة في كل مرة.
  • قد يؤدي قياس كتلة العينة على توازن تحليلي إلى إنتاج قيم مختلفة حيث تؤثر التيارات الهوائية على التوازن أو عندما تدخل المياه وتترك العينة.
  • قياس طولك يتأثر بتغييرات طفيفة في الموقف.
  • يعتمد قياس سرعة الرياح على الطول والوقت اللذين يتم عندهما أخذ القياس. يجب أن تؤخذ قراءات متعددة ومتوسط ​​لأن الأعاصير والتغيرات في الاتجاه تؤثر على القيمة.
  • يجب تقدير القراءات عندما تقع بين علامات على مقياس أو عندما تؤخذ سماكة علامة القياس في الاعتبار.

نظرًا لحدوث خطأ عشوائي دائمًا ولا يمكن التنبؤ به ، فمن المهم أخذ نقاط بيانات متعددة وضبطها للتعرف على مقدار التباين وتقدير القيمة الحقيقية.

خطأ منهجي مثال وأسبابه

خطأ منهجي يمكن التنبؤ به وهو إما ثابت أو متناسب مع القياس. تؤثر الأخطاء النظامية بشكل أساسي على دقة القياس.

تتضمن الأسباب النموذجية للخطأ المنهجي خطأً في الملاحظة ، ومعايرة غير كاملة للأداة ، والتداخل البيئي. فمثلا:

  • يؤدي نسيان التوازن أو عدم وجود توازن إلى إنتاج قياسات كتلة تكون "متوقفة" دائمًا بنفس المقدار. يسمى الخطأ الناتج عن عدم ضبط أداة على الصفر قبل استخدامه خطأ الإزاحة.
  • عدم قراءة الغضروف المفصلي على مستوى العين لقياس حجم سيؤدي دائما إلى قراءة غير دقيقة. ستكون القيمة منخفضة أو مرتفعة باستمرار ، اعتمادًا على ما إذا كانت القراءة مأخوذة من أعلى أو أسفل العلامة.
  • قياس الطول باستخدام مسطرة معدنية سوف يعطي نتيجة مختلفة عند درجة حرارة باردة عن درجة حرارة ساخنة ، بسبب التمدد الحراري للمادة.
  • قد يعطي مقياس الحرارة المعاير بطريقة غير صحيحة قراءات دقيقة ضمن نطاق درجات حرارة معينة ، ولكنه يصبح غير دقيق في درجات حرارة أعلى أو أقل.
  • تختلف المسافة المقاسة باستخدام شريط قياس جديد من القماش مقابل شريط قديم ممتد. تسمى الأخطاء النسبية من هذا النوع أخطاء عامل الحجم.
  • المغزى يحدث عندما تصبح القراءات المتعاقبة منخفضة أو أعلى باستمرار مع مرور الوقت. المعدات الإلكترونية تميل إلى أن تكون عرضة للانجراف. تتأثر العديد من الأدوات الأخرى بالانجراف (عادةً ما يكون إيجابياً) ، مع ارتفاع درجة حرارة الجهاز.

بمجرد تحديد السبب ، قد يتم تقليل الخطأ المنهجي إلى حد ما. يمكن التقليل إلى أدنى حد من الخطأ المنهجي عن طريق معايرة المعدات بشكل روتيني ، واستخدام أدوات التحكم في التجارب ، وأدوات الاحماء قبل أخذ القراءات ، ومقارنة القيم مع المعايير.

بينما يمكن التقليل من الأخطاء العشوائية عن طريق زيادة حجم العينة ومعدل البيانات ، إلا أنه من الصعب التعويض عن الأخطاء المنهجية. أفضل طريقة لتجنب الخطأ المنهجي هي أن تكون على دراية بالقيود المفروضة على الأدوات وتجربة استخدامها الصحيح.

الوجبات السريعة الرئيسية: خطأ عشوائي مقابل خطأ منهجي

  • النوعان الرئيسيان لخطأ القياس هما الخطأ العشوائي والخطأ المنهجي.
  • خطأ عشوائي يؤدي إلى اختلاف قياس واحد قليلاً عن التالي. يأتي من تغييرات غير متوقعة أثناء التجربة.
  • يؤثر الخطأ المنهجي دائمًا على القياسات بنفس المقدار أو بنفس النسبة ، شريطة أن تؤخذ القراءة بنفس الطريقة في كل مرة. يمكن التنبؤ به.
  • لا يمكن إزالة الأخطاء العشوائية من التجربة ، ولكن قد يتم تقليل معظم الأخطاء المنهجية.

مصادر

  • Bland، J. Martin، and Douglas G. Altman (1996). "ملاحظات إحصائية: خطأ في القياس." BMJ 313.7059: 744.
  • كوكران ، جورج دبليو. (1968). "أخطاء القياس في الإحصاء". Technometrics. تايلور وفرانسيس ، بالنيابة عن الجمعية الإحصائية الأمريكية والجمعية الأمريكية للجودة. 10: 637-666. دوى: 10.2307 / 1267450
  • دودج ، Y. (2003). قاموس أكسفورد للمصطلحات الإحصائية. مطابع جامعة أكسفورد. ISBN 0-19-920613-9.
  • Taylor، J. R. (1999). مقدمة لتحليل الخطأ: دراسة عدم اليقين في القياسات المادية. كتب العلوم الجامعية. ص. 94. ISBN 0-935702-75-X.


شاهد الفيديو: Random or Systematic Error 002 (أغسطس 2021).