Lỗi hệ thống đề cập đến một loạt các lỗi về độ chính xác đến từ cùng một hướng trong một thử nghiệm, trong khi các lỗi ngẫu nhiên được quy cho các biến thể ngẫu nhiên và không thể đoán trước trong một thử nghiệm.
Trong vật lý, sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên là nguyên nhân cho tất cả các lỗi thực nghiệm và độ không đảm bảo. Lỗi hệ thống thường phát sinh từ một vấn đề tiếp tục trong suốt quá trình thử nghiệm, trong khi lỗi ngẫu nhiên là lỗi phát sinh theo các hướng ngược nhau và không có một mô hình nhất quán khi thử nghiệm tiếp tục. Cả hai loại lỗi đều không bắt nguồn từ những sai lầm của con người, bao gồm việc thực hiện các phép tính không chính xác hoặc đọc các kết quả không chính xác từ các thiết bị.
Lỗi Ngẫu nhiên
Một ví dụ về sự khác biệt giữa sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên là một phép đo đơn giản là cân một chiếc nhẫn ba lần. Nếu một lỗi ngẫu nhiên xảy ra, người cân những chiếc nhẫn có thể nhận được các số đọc khác nhau là 17,2 ounce, 17,4 ounce và 17,6 ounce. Sự khác biệt về các giá trị này dựa trên sai số ngẫu nhiên sẽ được giải thích bởi các hạn chế trong thiết bị được sử dụng để thực hiện các phép đo đó. Mặc dù mọi người có thể không kiểm soát hoặc loại bỏ được nguồn gốc của lỗi ngẫu nhiên, nhưng họ có thể giảm tỷ lệ lỗi ngẫu nhiên bằng cách lấy cỡ mẫu lớn hơn. Làm như vậy giúp các nhà nghiên cứu tìm ra điểm trung bình so với một nhóm lớn hơn, điều này tạo ra kết quả đọc chính xác hơn. Một ví dụ về lỗi thống kê là đo lặp lại không chính xác cùng một đối tượng bằng một kỹ thuật bị lỗi. Ví dụ, một nhà khoa học có thể đo một quả cà chua bằng cách sử dụng một sợi dây đã lâu năm và đã bị giãn ra khi sử dụng. Do đó, chuỗi sẽ liên tục tạo ra các kết quả và kết quả đọc không chính xác.
Lỗi Hệ thống
Mặc dù các nhà khoa học có thể xác định chính xác nguồn gốc của lỗi với một lỗi, nhưng việc xác định nguyên nhân của một lỗi hệ thống có thể khó khăn hơn. Các lỗi hệ thống có thể khó phát hiện và các nhà khoa học khó có thể xác định được mức độ mà một lỗi hệ thống đã tạo ra các vấn đề. Điều này là do các phép đo được thu thập trong suốt một thử nghiệm sẽ luôn ở mức cao hoặc luôn ở mức thấp nhất quán. Một lỗi hệ thống có thể được tái tạo trong một thử nghiệm, trong khi một lỗi ngẫu nhiên thì không. Mặc dù có thể khó xác định một lỗi hệ thống, nhưng một nhà khoa học sẽ có thể nhận được kết quả thí nghiệm chính xác hơn khi họ tìm ra và sửa chữa được lỗi hệ thống.
Nguồn Lỗi
Cũng như các lỗi ngẫu nhiên, các lỗi hệ thống thường xảy ra do sự cố của máy móc hoặc thiết bị. Các thiết bị có phản hồi tuyến tính có thể tạo ra hai loại lỗi. Trong loại lỗi đầu tiên, được gọi là cài đặt 0 hoặc lỗi bù, thiết bị không thực sự đọc số 0, ngay cả khi nó được đánh dấu bằng 0. Loại lỗi thứ hai là lỗi hệ số tỷ lệ hoặc hệ số nhân. Trong loại lỗi này, thiết bị đọc những thay đổi về đại lượng được đo là nhỏ hơn hoặc quan trọng hơn những thay đổi thực tế. Những loại sai số hệ thống này xảy ra thông qua các kỹ thuật không phù hợp của nhà khoa học hoặc khi có lỗi với chính thiết bị. Một ví dụ về lỗi hệ thống là một người đo bức xạ mặt trời không chính xác khi các tòa nhà hoặc cây cối đổ bóng lên khu vực mà người đó đang thực hiện phép đo. Sai số hệ thống làm giảm độ chính xác, điều này cho nhà khoa học biết mức độ gần của các phép đo trên thiết bị với giá trị thực tế.
