Acak vs Definisi dan Contoh Kesalahan Sistematik

Tidak peduli seberapa berhati-hati Anda, selalu ada kesalahan dalam pengukuran. Kesalahan bukanlah "kesalahan" —itu bagian dari proses pengukuran. Dalam sains, kesalahan pengukuran disebut kesalahan eksperimental atau kesalahan pengamatan.

Ada dua kelas besar kesalahan pengamatan: kesalahan acak dan kesalahan sistematis. Kesalahan acak bervariasi secara tak terduga dari satu pengukuran ke pengukuran lainnya, sementara kesalahan sistematis memiliki nilai atau proporsi yang sama untuk setiap pengukuran.

Pengambilan Kunci

Jika Anda melakukan beberapa pengukuran, klaster nilai di sekitar nilai sebenarnya. Dengan demikian, kesalahan acak terutama mempengaruhi

Alasan utama kesalahan acak adalah keterbatasan instrumen, faktor lingkungan, dan sedikit variasi dalam prosedur. Sebagai contoh:

• Saat menimbang diri Anda pada skala, Anda memposisikan diri Anda sedikit berbeda setiap kali.
• Saat mengambil a membaca volume dalam labu, Anda dapat membaca nilai dari sudut yang berbeda setiap kali.
• Mengukur massa sampel pada keseimbangan analitis dapat menghasilkan nilai yang berbeda karena arus udara mempengaruhi keseimbangan atau ketika air masuk dan meninggalkan spesimen.
• Mengukur tinggi badan Anda dipengaruhi oleh perubahan postur minor.
• Mengukur kecepatan angin tergantung pada ketinggian dan waktu di mana pengukuran dilakukan. Pembacaan berganda harus dilakukan dan dirata-rata karena hembusan dan perubahan arah mempengaruhi nilai.
• Bacaan harus diestimasi ketika jatuh di antara tanda pada skala atau ketika ketebalan tanda pengukuran diperhitungkan.

Karena kesalahan acak selalu terjadi dan tidak bisa diprediksi, penting untuk mengambil beberapa titik data dan rata-rata untuk mendapatkan rasa jumlah variasi dan memperkirakan nilai sebenarnya.

Kesalahan sistematik dapat diprediksi dan konstan atau sebanding dengan pengukuran. Kesalahan sistematis terutama mempengaruhi pengukuran ketepatan.

Penyebab khas kesalahan sistematis termasuk kesalahan pengamatan, kalibrasi instrumen yang tidak sempurna, dan gangguan lingkungan. Sebagai contoh:

• Lupa tara atau nol keseimbangan menghasilkan pengukuran massa yang selalu "mati" dengan jumlah yang sama. Kesalahan yang disebabkan oleh tidak menetapkan instrumen ke nol sebelum penggunaannya disebut kesalahan offset.
• Tidak membaca meniskus setinggi mata untuk pengukuran volume akan selalu menghasilkan pembacaan yang tidak akurat. Nilai akan secara konsisten rendah atau tinggi, tergantung pada apakah bacaan diambil dari atas atau di bawah tanda.
• Mengukur panjang dengan penggaris logam akan memberikan hasil yang berbeda pada suhu dingin dibandingkan pada suhu panas, karena ekspansi termal material.
• Termometer yang dikalibrasi dengan tidak benar dapat memberikan pembacaan yang akurat dalam kisaran suhu tertentu, tetapi menjadi tidak akurat pada suhu yang lebih tinggi atau lebih rendah.
• Jarak yang diukur berbeda dengan menggunakan pita pengukur kain baru versus yang lebih tua, yang diregangkan. Kesalahan proporsional jenis ini disebut kesalahan faktor skala.
• Melayang terjadi ketika pembacaan berturut-turut menjadi lebih rendah secara konsisten atau lebih tinggi dari waktu ke waktu. Peralatan elektronik cenderung rentan terhadap penyimpangan. Banyak instrumen lain dipengaruhi oleh penyimpangan (biasanya positif), saat perangkat memanas.

Setelah penyebabnya diidentifikasi, kesalahan sistematis dapat dikurangi sampai batas tertentu. Kesalahan sistematik dapat diminimalkan dengan peralatan kalibrasi secara rutin, menggunakan kontrol dalam percobaan, pemanasan instrumen sebelum melakukan pembacaan, dan membandingkan nilai terhadap standar.

Sementara kesalahan acak dapat diminimalkan dengan meningkatkan ukuran sampel dan rata-rata data, lebih sulit untuk mengkompensasi kesalahan sistematis. Cara terbaik untuk menghindari kesalahan sistematis adalah dengan mengenal keterbatasan instrumen dan berpengalaman dengan penggunaannya yang benar.

• Dua jenis utama kesalahan pengukuran adalah kesalahan acak dan kesalahan sistematis.
• Kesalahan acak menyebabkan satu pengukuran sedikit berbeda dari yang berikutnya. Itu berasal dari perubahan tak terduga selama percobaan.
• Kesalahan sistematis selalu mempengaruhi pengukuran dalam jumlah yang sama atau dengan proporsi yang sama, asalkan pembacaan dilakukan dengan cara yang sama setiap kali. Bisa ditebak.
• Kesalahan acak tidak dapat dihilangkan dari percobaan, tetapi sebagian besar kesalahan sistematis dapat dikurangi.

• Bland, J. Martin, dan Douglas G. Altman (1996). "Catatan Statistik: Kesalahan Pengukuran." BMJ 313.7059: 744.
• Cochran, W. G. (1968). "Kesalahan Pengukuran dalam Statistik". Technometrics. Taylor & Francis, Ltd. atas nama Asosiasi Statistik Amerika dan Masyarakat Amerika untuk Kualitas. 10: 637–666. doi:10.2307/1267450
• Dodge, Y. (2003). Kamus Istilah Statistik Oxford. OUP. ISBN 0-19-920613-9.
• Taylor, J. R. (1999). Pengantar Analisis Kesalahan: Studi Ketidakpastian dalam Pengukuran Fisik. Buku Sains Universitas. hal. 94. ISBN 0-935702-75-X.