Forskellen mellem systematisk fejl og tilfældig fejl

Mens vi måler en fysisk mængde, forventer vi ikke, at den opnåede værdi er den nøjagtige sande værdi. Det er vigtigt at give en slags indikation af, hvor tæt resultatet sandsynligvis er den sande værdi, det vil sige en vis indikation af målingernes nøjagtighed. I fysik gør vi dette ved at inkludere et estimat af fejlen sammen med resultatværdien. Når man analyserer resultaterne, er det vigtigt at overveje fejlkilderne, og hvordan disse kilder påvirkede resultaterne. Målets fejl og usikkerhed estimeres altid på en indirekte måde, og beregningerne inkluderer nogle antagelser. Fejl kan opdeles i to primære slags, systematiske og tilfældige fejl. En systematisk fejl er den, der forbliver konstant eller ændrer sig regelmæssigt ved gentagne målinger af en og samme mængde. Tværtimod er en tilfældig fejl den, der varierer, og som sandsynligvis er positiv eller negativ. Lad os se på nogle af de vigtigste forskelle mellem de to.

Hvad er systematisk fejl?

Systematisk fejl er den, der forekommer i samme retning hver gang, og den forbliver konstant eller ændres regelmæssigt ved gentagne målinger af en og samme mængde. En systematisk fejl forbliver konstant gennem et sæt af aflæsninger og får den målte mængde til at forskydes fra den accepterede eller forudsagte værdi. Systematiske fejl opstår, fordi det eksperimentelle arrangement er forskelligt fra det, der antages i teorien, og korrektionsfaktoren, der tager højde for denne forskel, ignoreres. I mange tilfælde er sådanne fejl forårsaget af en eller anden fejl i forsøgsapparatet. Systematisk fejl kan fjernes ved hjælp af korrekt teknik, kalibreringsudstyr og anvendelse af standarder.

Hvad er tilfældig fejl?

Som navnet antyder, er tilfældig fejl den, der varierer på en tilfældig måde, og som frembringes af uforudsigelige og ukendte variationer i den samlede eksperimentelle proces. Enhver type fejl, der er inkonsekvent og ikke gentages i samme størrelse eller retning undtagen ved en tilfældighed, betragtes som en tilfældig fejl. Gulliksen definerer tilfældig fejl i statistisk forstand med hensyn til middelfejlen, sammenhængen mellem fejlen og den rigtige score og korrelation mellem fejl er nul. F.eks. Kan vindhastigheden falde og opsøges på forskellige tidspunkter, hvilket resulterer i variationer i resultaterne. Tilfældig fejl opdages ved at udføre målinger af samme mængde gentagne gange under de samme betingelser.

Forskellen mellem systematisk og tilfældig fejl

Betydning af systematisk vs. tilfældig fejl

Fejl kan opdeles i to primære slags, systematiske og tilfældige fejl. Systematisk fejl er, som navnet antyder, en konsekvent, gentagbar fejl, der afviger fra den sande måleværdi med et fast beløb. Systematisk fejl er den, der opstår i samme retning hver gang på grund af fejlen i måleenheden. Tværtimod, enhver type fejl, der er inkonsekvent og ikke gentages i samme størrelse eller retning undtagen ved en tilfældighed, betragtes som en tilfældig fejl. Tilfældige fejl kaldes undertiden statistiske fejl.

Arten af ​​systematisk vs. tilfældig fejl

Tilfældige fejl opdages ved at udføre målinger af det samme antal antal gange under de samme betingelser, og de involverer variationen i den naturlige verden og ved at foretage enhver måling. Systematiske fejl kan derimod opdages eksperimentelt ved at sammenligne et givet resultat med en måling af den samme mængde udført ved hjælp af en anden metode eller ved anvendelse af et mere nøjagtigt måleinstrument. Systematiske fejl giver resultater, der enten er konsekvent over den sande værdi eller konsekvent under den sande værdi.

Årsag til systematisk vs. tilfældig fejl

Systematiske fejl er konsistente og er forårsaget af en eller anden fejl i forsøgsapparatet eller et defekt eksperimentelt design. Sådanne fejl er forårsaget af defekte måleapparater, der enten bruges forkert af enkeltpersoner, mens de tager målingen eller instrumenter, der er ufuldstændigt kalibreret. Systematiske fejl antages at være mere farlige end tilfældige fejl. Tilfældige fejl er på den anden side forårsaget af uforudsigelige variationer i målingernes målinger eller af en observatørs manglende evne til at fortolke instrumentelæsningen.

Elimination

Systematiske fejl kan elimineres ved hjælp af korrekt teknik, kalibreringsudstyr og anvendelse af standarder. Systematiske fejl produceres normalt ved forkert menneskelige tolkninger eller ændringer i miljøet under eksperimenterne, som det er vanskeligt at fjerne fuldstændigt. Gentagne målinger med det samme instrument hverken afslører eller eliminerer en systematisk fejl. I princippet kan alle systematiske fejl fjernes, men der vil altid være nogle tilfældige fejl i enhver måling. Tilfældige fejl kan imidlertid reduceres ved at tage gennemsnittet af et stort antal observationer.

Systematisk vs. tilfældig fejl: Sammenligningstabel

Oversigt over systematisk vs. tilfældig fejl

I princippet kan alle systematiske fejl fjernes, men der vil altid være nogle tilfældige fejl i enhver måling. Tilfældige fejl kan imidlertid reduceres ved at tage gennemsnittet af et stort antal observationer. Systematiske fejl produceres normalt ved forkert menneskelige tolkninger eller ændringer i miljøet under eksperimenterne, som det er vanskeligt at fjerne fuldstændigt. Derfor er systematiske fejl potentielt farligere end tilfældige fejl. Systematiske fejl kan imidlertid fjernes ved hjælp af korrekt teknik, kalibreringsudstyr og anvendelse af standarder.