Sự khác biệt giữa lỗi hệ thống và lỗi ngẫu nhiên

Trong khi đo một đại lượng vật lý, chúng tôi không hy vọng giá trị thu được là giá trị thực chính xác. Điều quan trọng là đưa ra một số loại dấu hiệu cho thấy mức độ gần như của kết quả có thể là giá trị thực, nghĩa là, một số dấu hiệu cho thấy độ chính xác của độ tin cậy của các phép đo. Trong vật lý, chúng tôi thực hiện điều này bằng cách bao gồm ước tính lỗi cùng với giá trị kết quả. Khi phân tích kết quả, điều quan trọng là phải xem xét các nguồn lỗi và cách các nguồn này ảnh hưởng đến kết quả. Các sai số và độ không đảm bảo của các phép đo luôn được ước tính theo cách gián tiếp và các tính toán bao gồm một số giả định. Lỗi có thể được chia thành hai loại chính, lỗi hệ thống và ngẫu nhiên. Một lỗi hệ thống là một lỗi không đổi hoặc thay đổi theo kiểu thông thường trong các phép đo lặp lại của một và cùng một đại lượng. Ngược lại, một lỗi ngẫu nhiên là một lỗi khác nhau và có khả năng là dương hoặc âm. Chúng ta hãy xem một số khác biệt chính giữa hai.

Lỗi hệ thống là gì?

Lỗi hệ thống là lỗi xảy ra theo cùng một hướng mỗi lần và nó không đổi hoặc thay đổi theo kiểu thông thường trong các phép đo lặp lại của một và cùng một đại lượng. Một lỗi hệ thống không đổi trong suốt một tập hợp các số đọc và làm cho đại lượng đo được dịch chuyển ra khỏi giá trị được chấp nhận hoặc dự đoán. Lỗi hệ thống xảy ra do sự sắp xếp thí nghiệm khác với giả định trong lý thuyết và hệ số hiệu chỉnh có tính đến sự khác biệt này bị bỏ qua. Trong nhiều trường hợp, các lỗi như vậy là do một số lỗ hổng trong bộ máy thí nghiệm. Lỗi hệ thống có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng kỹ thuật phù hợp, hiệu chuẩn thiết bị và sử dụng các tiêu chuẩn.

Lỗi ngẫu nhiên là gì?

Như tên của nó, lỗi ngẫu nhiên là lỗi thay đổi theo cách ngẫu nhiên và được tạo ra bởi các biến thể không thể đoán trước và không xác định trong toàn bộ quá trình thử nghiệm. Bất kỳ loại lỗi nào không nhất quán và không lặp lại ở cùng độ lớn hoặc hướng ngoại trừ tình cờ được coi là một lỗi ngẫu nhiên. Gulliksen định nghĩa lỗi ngẫu nhiên theo nghĩa thống kê về sai số trung bình, mối tương quan giữa sai số và điểm thực và tương quan giữa các lỗi bằng không. Ví dụ, tốc độ gió có thể giảm và đón tại các thời điểm khác nhau dẫn đến sự thay đổi trong kết quả. Lỗi ngẫu nhiên được phát hiện bằng cách thực hiện các phép đo có cùng số lượng lặp đi lặp lại trong cùng điều kiện.

Sự khác biệt giữa lỗi hệ thống và ngẫu nhiên

Ý nghĩa của lỗi hệ thống và ngẫu nhiên

Lỗi có thể được chia thành hai loại chính, lỗi hệ thống và ngẫu nhiên. Lỗi hệ thống, như tên ngụ ý, là một lỗi lặp lại, nhất quán, sai lệch với giá trị thực của phép đo theo một lượng cố định. Lỗi hệ thống là lỗi xảy ra theo cùng một hướng mỗi lần do lỗi của thiết bị đo. Ngược lại, bất kỳ loại lỗi nào không nhất quán và không lặp lại ở cùng độ lớn hoặc hướng ngoại trừ tình cờ được coi là một lỗi ngẫu nhiên. Lỗi ngẫu nhiên đôi khi được gọi là lỗi thống kê.

Bản chất của lỗi hệ thống và ngẫu nhiên

Các lỗi ngẫu nhiên được phát hiện bằng cách thực hiện các phép đo có cùng số lượng lần trong cùng điều kiện và chúng liên quan đến sự biến đổi vốn có trong thế giới tự nhiên và thực hiện bất kỳ phép đo nào. Mặt khác, các lỗi hệ thống có thể được phát hiện bằng thực nghiệm bằng cách so sánh một kết quả nhất định với phép đo cùng một đại lượng được thực hiện bằng một phương pháp khác hoặc bằng cách sử dụng một công cụ đo chính xác hơn. Lỗi hệ thống đưa ra kết quả luôn cao hơn giá trị thực hoặc nhất quán dưới giá trị thực.

Nguyên nhân của lỗi hệ thống và ngẫu nhiên

Lỗi hệ thống là phù hợp và được gây ra bởi một số lỗ hổng trong bộ máy thí nghiệm hoặc một thiết kế thử nghiệm thiếu sót. Những lỗi như vậy là do các thiết bị đo bị lỗi được sử dụng không chính xác bởi các cá nhân trong khi thực hiện phép đo hoặc dụng cụ được hiệu chuẩn không hoàn hảo. Lỗi hệ thống được cho là nguy hiểm hơn lỗi ngẫu nhiên. Mặt khác, các lỗi ngẫu nhiên được gây ra bởi các biến thể không thể đoán trước trong các lần đọc của thiết bị đo hoặc do người quan sát không có khả năng diễn giải cách đọc của thiết bị.

Loại bỏ

Lỗi hệ thống có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng kỹ thuật phù hợp, hiệu chuẩn thiết bị và sử dụng các tiêu chuẩn. Lỗi hệ thống thường được tạo ra bởi sự giải thích hoặc thay đổi của con người trong môi trường trong các thí nghiệm, rất khó để loại bỏ hoàn toàn. Các phép đo lặp đi lặp lại với cùng một công cụ không tiết lộ cũng như không loại bỏ một lỗi hệ thống. Về nguyên tắc, tất cả các lỗi hệ thống có thể được loại bỏ, nhưng sẽ luôn tồn tại một số lỗi ngẫu nhiên trong bất kỳ phép đo nào. Tuy nhiên, các lỗi ngẫu nhiên có thể được giảm bằng cách lấy trung bình một số lượng lớn các quan sát.

Lỗi hệ thống và ngẫu nhiên: Biểu đồ so sánh

Tóm tắt lỗi hệ thống và ngẫu nhiên

Về nguyên tắc, tất cả các lỗi hệ thống có thể được loại bỏ, nhưng sẽ luôn tồn tại một số lỗi ngẫu nhiên trong bất kỳ phép đo nào. Tuy nhiên, các lỗi ngẫu nhiên có thể được giảm bằng cách lấy trung bình một số lượng lớn các quan sát. Lỗi hệ thống thường được tạo ra bởi sự giải thích hoặc thay đổi của con người trong môi trường trong các thí nghiệm, rất khó để loại bỏ hoàn toàn. Đây là lý do tại sao các lỗi hệ thống có khả năng nguy hiểm hơn các lỗi ngẫu nhiên. Tuy nhiên, các lỗi hệ thống có thể được loại bỏ bằng cách sử dụng kỹ thuật phù hợp, hiệu chuẩn thiết bị và sử dụng các tiêu chuẩn.