Diferença entre erro sistemático e erro aleatório

Ao medir uma quantidade física, não esperamos que o valor obtido seja o valor verdadeiro exato. É importante fornecer algum tipo de indicação de quão próximo o resultado provavelmente será do valor verdadeiro, ou seja, alguma indicação da precisão da confiabilidade das medições. Na física, fazemos isso incluindo uma estimativa do erro junto com o valor do resultado. Ao analisar os resultados, é importante considerar as fontes de erro e como essas fontes afetaram os resultados. Os erros e incertezas das medições são sempre estimados de forma indireta e os cálculos incluem algumas premissas. Os erros podem ser divididos em dois tipos principais, erros sistemáticos e aleatórios. Um erro sistemático é aquele que permanece constante ou muda regularmente em medições repetidas de uma mesma quantidade. Pelo contrário, um erro aleatório é aquele que varia e que provavelmente é positivo ou negativo. Vamos dar uma olhada em algumas diferenças importantes entre os dois.

O que é erro sistemático?

O erro sistemático é aquele que ocorre na mesma direção todas as vezes e permanece constante ou muda regularmente em medições repetidas de uma mesma quantidade. Um erro sistemático permanece constante ao longo de um conjunto de leituras e faz com que a quantidade medida seja desviada do valor aceito ou previsto. Erros sistemáticos ocorrem porque o arranjo experimental é diferente daquele assumido na teoria e o fator de correção que leva em conta essa diferença é ignorado. Em muitos casos, esses erros são causados ​​por alguma falha no aparato experimental. O erro sistemático pode ser eliminado usando a técnica adequada, calibrando o equipamento e empregando padrões.

O que é erro aleatório?

Como o próprio nome indica, erro aleatório é aquele que varia de maneira aleatória e é produzido por variações imprevisíveis e desconhecidas no processo experimental total. Qualquer tipo de erro que seja inconsistente e não se repita na mesma magnitude ou direção, exceto por acaso, é considerado um erro aleatório. Gulliksen define erro aleatório no sentido estatístico em termos do erro médio, a correlação entre o erro e a pontuação verdadeira e a correlação entre os erros sendo zero. Por exemplo, a velocidade do vento pode diminuir e aumentar em diferentes momentos, resultando em variações nos resultados. O erro aleatório é descoberto executando medições da mesma quantidade repetidamente sob as mesmas condições.

Diferença entre erro sistemático e aleatório

Significado de Erro sistemático vs. aleatório

Os erros podem ser divididos em dois tipos principais, erros sistemáticos e aleatórios. Erro sistemático, como o nome indica, é um erro consistente e repetível que se desvia do valor real da medição em um valor fixo. Erro sistemático é aquele que ocorre sempre na mesma direção devido à falha do dispositivo de medição. Pelo contrário, qualquer tipo de erro que seja inconsistente e não se repita na mesma magnitude ou direção, exceto por acaso, é considerado um erro aleatório. Erros aleatórios às vezes são chamados de erros estatísticos.

Natureza do erro sistemático versus aleatório

Erros aleatórios são descobertos através da realização de medições com o mesmo número de quantidade de vezes nas mesmas condições e envolvem a variabilidade inerente ao mundo natural e a realização de qualquer medição. Erros sistemáticos, por outro lado, podem ser descobertos experimentalmente comparando um determinado resultado com uma medição da mesma quantidade realizada usando um método diferente ou usando um instrumento de medição mais preciso. Erros sistemáticos fornecem resultados consistentemente acima do valor verdadeiro ou consistentemente abaixo do valor verdadeiro.

Causa de erro sistemático vs. aleatório

Erros sistemáticos são consistentes e são causados ​​por alguma falha no aparato experimental ou um projeto experimental defeituoso. Tais erros são causados ​​por dispositivos de medição defeituosos que são usados ​​incorretamente por indivíduos durante a medição ou por instrumentos imperfeitamente calibrados. Acredita-se que erros sistemáticos sejam mais perigosos que erros aleatórios. Erros aleatórios, por outro lado, são causados ​​por variações imprevisíveis nas leituras de um dispositivo de medição ou pela incapacidade de um observador de interpretar a leitura instrumental.

Eliminação

Erros sistemáticos podem ser eliminados usando a técnica adequada, calibrando o equipamento e empregando padrões. Erros sistemáticos são geralmente produzidos por interpretações humanas defeituosas ou mudanças no ambiente durante os experimentos, que são difíceis de eliminar completamente. Medições repetidas com o mesmo instrumento não revelam nem eliminam um erro sistemático. Em princípio, todos os erros sistemáticos podem ser eliminados, mas sempre haverá alguns erros aleatórios em qualquer medição. Erros aleatórios, no entanto, podem ser reduzidos levando em média um grande número de observações.

Erro sistemático versus aleatório: gráfico de comparação

Resumo do erro sistemático versus aleatório

Em princípio, todos os erros sistemáticos podem ser eliminados, mas sempre haverá alguns erros aleatórios em qualquer medição. Erros aleatórios, no entanto, podem ser reduzidos pela média de um grande número de observações. Erros sistemáticos são geralmente produzidos por interpretações humanas defeituosas ou mudanças no ambiente durante os experimentos, que são difíceis de eliminar completamente. É por isso que erros sistemáticos são potencialmente mais perigosos que erros aleatórios. No entanto, erros sistemáticos podem ser eliminados usando a técnica adequada, calibrando o equipamento e empregando padrões.