Độ lệch

Độ lệch là sự khác biệt giữa giá trị đo được hoặc tính toán và giá trị thực hoặc chính xác của một đại lượng cụ thể.

Khi thực hiện nhiều lần đo cho cùng một đại lượng, dù có cẩn thận đến đâu, các kết quả đo thường có sự khác biệt. Điều này chứng minh rằng luôn có độ lệch trong kết quả đo và giá trị chúng ta thu được chỉ là một ước lượng gần đúng.

Ký hiệu như sau:

• ∆_i = X - L_i được gọi là độ lệch thực
• V_i = x - L_i được gọi là độ lệch gần đúng

Cụ thể như sau:

• X là giá trị thực tế
• x là giá trị gần đúng nhất (hoặc giá trị xác suất)
• L_i là giá trị đo được ở lần thứ i

Do điều kiện đo khác nhau, nên ∆_i và V_i có thể thay đổi giữa các lần đo.

Nguyên nhân

Nhiều yếu tố có thể gây ra độ lệch, nhưng chủ yếu bao gồm các nguyên nhân sau đây:

• Do thiết bị đo và dụng cụ không đạt yêu cầu chính xác
• Do người thực hiện đo còn thiếu kinh nghiệm, khả năng cảm nhận còn hạn chế
• Do ảnh hưởng của điều kiện môi trường bên ngoài, chẳng hạn như thời tiết thay đổi, mưa, gió, nhiệt độ bất thường,…

Phân loại

Dựa trên cách thức xuất hiện của sai số, người ta phân chia sai số thành các loại sau:

Sai số hệ thống

Ví dụ, nếu dùng một thước dài 20m để đo một đoạn thẳng, nhưng chiều dài thực của thước là 20,001m. Như vậy, mỗi lần đo với thước này sẽ có một sai số cố định 1mm, được gọi là sai số hệ thống.

Sai số hệ thống được chia thành hai loại: sai số hệ thống cố định và sai số hệ thống thay đổi.

Sai số hệ thống là các sai số có giá trị và dấu không thay đổi, lặp lại qua tất cả các lần đo.

Nguyên nhân của sai số hệ thống thường do thiết bị hoặc dụng cụ đo không chính xác, hoặc do các lỗi của người đo. Sai số này có quy luật rõ ràng, dễ dàng tính toán và điều chỉnh.

Sai số ngẫu nhiên

Nếu thước đo có vạch chia nhỏ nhất là 1mm, thì sai số khi đọc giá trị nhỏ hơn 1mm là sai số ngẫu nhiên.

Sai số ngẫu nhiên là những sai số mà giá trị và ảnh hưởng của nó đối với mỗi kết quả đo không rõ ràng; chúng có thể thay đổi một cách không dự đoán được, và không thể xác định trước giá trị hay dấu của chúng.

Do đó, sai số ngẫu nhiên thường xảy ra ngoài ý muốn của con người và chủ yếu do các yếu tố bên ngoài. Chúng ta không thể loại bỏ hoàn toàn sai số này, chỉ có thể tìm cách giảm thiểu tác động của nó.

Sai số ngẫu nhiên có các đặc điểm sau: mặc dù trị số và dấu của sai số ngẫu nhiên không theo quy luật nhất định, nhưng trong cùng một điều kiện đo, nó sẽ thể hiện một số quy luật nhất định.

• Đặc tính giới hạn: Trong các điều kiện đo cụ thể, trị tuyệt đối của sai số ngẫu nhiên không vượt quá một giới hạn nhất định.
• Đặc tính tập trung: Sai số ngẫu nhiên với trị tuyệt đối nhỏ có xu hướng xuất hiện nhiều hơn.
• Đặc tính đối xứng: Sai số ngẫu nhiên dương và âm có trị số nhỏ thường xuất hiện với tần suất gần bằng nhau.
• Đặc tính bù trừ: Khi số lần đo ngày càng lớn, giá trị trung bình cộng của các sai số ngẫu nhiên sẽ tiến gần đến 0. Cụ thể là: