系统误差与随机误差的区别

在科学研究中，测量数据时可能发生误差，这可能会影响结果的准确性和可靠性。这些误差可以分为两类：系统误差和随机误差。尽管这两种类型的误差都会影响研究结果的准确性，但它们在性质、原因和结构上存在差异。本文旨在详细解释系统误差和随机误差的不同之处。

什么是系统误差？

系统误差是由于测量过程中的缺陷而导致结果在特定方向上持续偏倚的误差。这些误差通常是由使用的仪器的故障或数据收集中采用的方法的缺陷造成的。

例如，如果测量仪器未正确校准，则可能一直报告比实际值高或低的值。同样，如果研究人员未按正确的数据收集程序操作，则结果可能朝着特定的方向偏离。

系统误差往往很难识别和纠正，它们可以显著影响研究结果的准确性和可靠性。

什么是随机误差？

随机误差是由于测量过程中的偶然变异而导致偏离真实值的误差。这些误差可能由各种因素引起，如环境条件的变化，进行测量的人员的技能和经验的差异或简单的人为误差。

随机误差通常被描述为数据中的“噪声”，可以通过增加样本量或进行同一变量的多个测量来减少。

不同之处：系统误差和随机误差

系统误差和随机误差的后果不同。系统误差可能导致偏向特定方向的偏差结果，这可能导致错误的结论和不准确的预测。

另一方面，随机误差不一定会对结果造成任何特定方向上的偏差，但可能导致数据不精确和不可靠。虽然随机误差可以通过增加样本量或进行多个测量来减少，但需要仔细识别和纠正系统误差，以提高结果的准确性。

以下表格突显了系统误差和随机误差之间的主要区别 –

特征	系统误差	随机误差
意义	如其名所示，系统误差是一种固定的、可重复的误差，其偏离测量的真实值一定量。系统误差是由于测量装置的故障，每次都朝着同一方向发生的误差。	任何类型的非一致性的，不会以相同的大小或方向（除了偶然性）重复的误差都被认为是随机误差。随机误差有时被称为统计误差。
特征	另一方面，可以通过与使用不同方法或使用更精确的测量仪器进行测量的同一量的测量结果进行比较实验地发现系统误差。系统误差会产生一致高于真实值或一致低于真实值的结果。	随机误差可以通过在相同条件下进行多次测量同一量来发现，它们涉及到固有于自然界和任何测量中的变异性。
原因	系统误差是一致的，由于实验设备的某些缺陷或实验设计的缺陷而导致。这样的误差是由不正确地使用测量设备或具有缺陷的校准仪器造成的。系统误差被认为比随机误差更危险。	另一方面，随机误差是由于测量设备中读数的不可预测变化或观察者无法解释仪器读数所引起的。
排除	可以通过使用适当的技术、校准设备和采用标准来排除系统误差。系统误差通常由于实验期间人为解释错误或环境变化而产生，这很难完全消除。同一仪器进行重复测量既不会揭示也不会消除系统误差。	在原则上，所有系统误差都可以消除，但在任何测量中仍然会存在一些随机误差。然而，通过对大量观测进行平均值，可以降低随机误差。