Erinevus süstemaatilise ja juhusliku vea vahel

Füüsikalise suuruse mõõtmisel ei eelda me, et saadud väärtus on täpne tegelik väärtus. Oluline on anda mingisugune teave selle kohta, kui lähedal on tulemus tõenäoliselt tegelikule väärtusele, see tähendab mõnevõrra näitaja mõõtmiste usaldusväärsuse täpsuse kohta. Füüsikas teeme seda, lisades vea hinnangu koos tulemuse väärtusega. Tulemuste analüüsimisel on oluline arvestada vigade allikatega ja kuidas need allikad tulemusi mõjutasid. Mõõtmiste vigu ja määramatust hinnatakse alati kaudselt ja arvutused sisaldavad mõningaid eeldusi. Vead võib jagada kahte peamist tüüpi, süstemaatilisteks ja juhuslikeks vigadeks. Süstemaatiline viga on see, mis jääb samaks või muutub korrapäraselt ühe ja sama koguse korduval mõõtmisel. Vastupidi, juhuslik viga on see, mis varieerub ja mis on tõenäoliselt positiivne või negatiivne. Heidame pilgu nende kahe peamisele erinevusele.

Mis on süstemaatiline viga?

Süstemaatiline viga on viga, mis ilmneb iga kord samas suunas ja jääb samaks või muutub korrapäraselt ühe ja sama koguse korduval mõõtmisel. Süstemaatiline viga püsib kogu näitude komplekti vältel muutumatuna ja põhjustab mõõdetud koguse nihkumist aktsepteeritud või ennustatud väärtusest. Süstemaatilised vead tekivad seetõttu, et eksperimentaalne paigutus erineb teoorias eeldatavast ja seda erinevust arvestavat parandustegurit eiratakse. Paljudel juhtudel on sellised vead põhjustatud katseseadme vigadest. Süstemaatilise vea saab kõrvaldada, kasutades sobivat tehnikat, kalibreerides seadmeid ja kasutades standardeid.

Mis on juhuslik viga?

Nagu nimigi ütleb, on juhuslik viga see, mis varieerub juhuslikult ja mis tuleneb kogu eksperimentaalse protsessi ettearvamatutest ja tundmatutest muutustest. Igasugust viga, mis on ebajärjekindel ja ei kordu samas suurusjärgus või suunas, välja arvatud juhuslikult, loetakse juhuslikuks veaks. Gulliksen määratleb juhusliku vea statistilises mõttes keskmise vea järgi, vea ja tegeliku skoori vaheline korrelatsioon ning vigade vaheline korrelatsioon on null. Näiteks võib tuule kiirus erinevatel ajahetkedel väheneda ja kiireneda, tuues kaasa tulemuste erinevused. Juhuslik viga avastatakse sama koguse mõõtmisega samades tingimustes korduvalt.

Erinevus süstemaatilise ja juhusliku vea vahel

Süstemaatilise vs juhusliku vea tähendus

Vead võib jagada kahte peamist tüüpi, süsteemseteks ja juhuslikeks vigadeks. Nagu nimigi viitab, on süsteemne viga järjepidev, korduv viga, mis erineb mõõtmise tegelikust väärtusest kindla summa võrra. Süstemaatiline viga on viga, mis ilmneb mõõteseadme rikke tõttu iga kord samas suunas. Vastupidi, juhuslikuks veaks peetakse igat tüüpi viga, mis on ebajärjekindel ja ei kordu samas suurusjärgus või suunas, välja arvatud juhuslikult. Juhuslikke vigu nimetatakse mõnikord statistilisteks vigadeks.

Süstemaatilise vs juhusliku vea olemus

Juhuslikud vead avastatakse samades tingimustes sama koguse ja mitu korda mõõtmise teel ning need hõlmavad loodusmaailmale omast varieeruvust ja mis tahes mõõtmist. Teisest küljest saab süstemaatilisi vigu avastada eksperimentaalselt, kui võrrelda saadud tulemust sama koguse mõõtmisega, kasutades teist meetodit või täpsemat mõõteriista. Süstemaatilised vead annavad tulemusi, mis on kas pidevalt tõelisest väärtusest kõrgemal või püsivalt allapoole tegelikku väärtust.

Süstemaatilise vs juhusliku vea põhjus

Süstemaatilised vead on järjekindlad ja need on põhjustatud katseaparatuuri vigadest või vigane eksperimentaalne ülesehitus. Sellised vead on põhjustatud vigasetest mõõteseadmetest, mida inimesed mõõtmise ajal kasutavad valesti, või ebatäiuslikult kalibreeritud mõõteriistadest. Arvatakse, et süstemaatilised vead on juhuslikest vigadest ohtlikumad. Juhuslikud vead on seevastu põhjustatud mõõteseadme näitude ettearvamatutest muutustest või vaatleja suutmatusest instrumentaalnäitu tõlgendada.

Kõrvaldamine

Süstemaatilisi vigu saab kõrvaldada, kasutades õiget tehnikat, kalibreerides seadmeid ja kasutades standardeid. Süstemaatilised vead tekivad tavaliselt ekslike inimlike tõlgenduste või katsete käigus toimunud keskkonnamuutuste tõttu, mida on keeruline täielikult kõrvaldada. Sama instrumendiga korduvad mõõtmised ei tuvasta ega kõrvalda süstemaatilist viga. Põhimõtteliselt saab kõik süstemaatilised vead kõrvaldada, kuid igas mõõtmises jäävad alati mõned juhuslikud vead. Juhuslikke vigu saab aga vähendada, kui arvestada suure hulga vaatlustega.

Süstemaatiline vs juhuslik viga: võrdlusdiagramm

Süstemaatilise vs juhusliku vea kokkuvõte

Põhimõtteliselt saab kõik süstemaatilised vead kõrvaldada, kuid igas mõõtmises jäävad alati mõned juhuslikud vead. Juhuslikke vigu saab aga vähendada, kui arvestada suure hulga vaatlustega. Süstemaatilised vead tekivad tavaliselt ekslike inimlike tõlgenduste või katsete käigus toimunud keskkonnamuutuste tõttu, mida on keeruline täielikult kõrvaldada. Seetõttu on süstemaatilised vead potentsiaalselt ohtlikumad kui juhuslikud vead. Süstemaatilisi vigu saab aga õige tehnika, kalibreerimise ja standardite kasutamise abil kõrvaldada.