Valutazione dei dati nella ricerca: accuratezza, precisione e tipi di errori

Quando si studiano o si esaminano dati scientifici, è essenziale e di primaria importanza studiare e valutare attentamente i dati scientifici. I dati scientifici sono un fattore cruciale nell'elaborazione delle politiche e hanno anche un effetto profondo e di vasta portata nella conduzione della ricerca. Quando vengono presentati con calcoli accurati e precisi, i dati contribuiscono notevolmente a rendere la valutazione dei dati scientifici un successo. Quando le decisioni sono supportate da dati scientifici accurati, dà più credibilità alla ricerca scientifica.

L'accuratezza dei dati scientifici dipende dalla precisione dell'esperimento. La replica ripetuta di un esperimento fornisce dati più accurati e più informazioni rispetto ai dati raccolti sperimentando solo poche volte. Tali dati si ottengono ripetendo gli stessi passaggi ancora e ancora durante la sperimentazione. La ripetizione dell'esperimento fa emergere errori imprevisti e offre la possibilità di negarli. I dati, quando sono privi di errori, diventano accurati e danno un risultato che ci si aspettava di ottenere dall'esperimento.

Nei dati scientifici, termini come errori, precisione e accuratezza hanno un grande significato. Devono essere compresi in dettaglio per capire meglio come funziona la valutazione dei dati nella ricerca scientifica. Inoltre, la relazione tra questi termini deve essere percepita in vari modi, perché la ricerca scientifica abbia successo.

Precisione

Quando la misurazione è accurata, è molto vicina al valore reale. Il valore reale è il valore che non è noto in anticipo, ma di solito è il valore desiderato che si prevede di raggiungere. La precisione è come colpire l'occhio di bue che una freccetta prende di mira ogni volta che viene lanciata. Se il dardo non colpisce il bersaglio ed è abbastanza vicino da colpirlo, misura la precisione del dardo. Qualsiasi differenza tra il valore reale e il valore accettato è un errore.

Prendiamo un altro esempio, per esempio. Se il volume di un liquido deve essere preso a 100 ml, e invece il volume misurato è di 98 ml, è molto vicino a dare l'accuratezza dell'esperimento. L'accuratezza è definita come la vicinanza della misurazione al valore reale o accettato. La precisione si ottiene effettuando diverse misurazioni e facendo una media dei valori di misurazione. La differenza tra questi può essere espressa come positiva o negativa. Un valore positivo è anche il valore assoluto, e sta leggendo con un punteggio alto. Un valore negativo è anche il valore assoluto quando la lettura ha un punteggio basso.

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Come misurare la precisione

La precisione può essere assoluta o relativa. Ancora una volta, l'accuratezza viene misurata in termini di errori o differenze di valori. Quindi, otteniamo una precisione assoluta o una precisione relativa.

Errore assoluto: la precisione assoluta è la differenza tra un valore misurato e il valore reale. Se il valore misurato è inferiore al valore reale, il risultato è negativo o negativo. E quando il valore misurato è superiore al valore reale o vero, il risultato è un valore positivo o positivo. Questo può essere espresso anche con un semplice calcolo: Errore assoluto = Valore misurato – Valore reale.

Errore relativo: viene misurato in percentuale. Quando l'errore assoluto viene diviso per il valore vero e moltiplicato per 100, otteniamo una percentuale dell'errore relativo. È anche espresso in parti per mille o parti per milione, a seconda dei casi. Pertanto, l'errore relativo può essere ottenuto dalle formule:

 Errore relativo = {(Valore misurato – Valore vero) / Valore vero} x 100%

Precisione

La precisione è un altro fattore che influenza la valutazione dei dati. Si può dire come i valori ripetuti che sono stati raggiunti nelle stesse condizioni ed eseguendo l'esperimento più volte. Nel caso del gioco delle freccette, se la freccetta continua a mancare il centro del bersaglio e continua a colpire ripetutamente lo stesso punto, vicino al centro del bersaglio, è una misura della precisione del dardo. Per tornare all'analisi scientifica, la precisione è il numero di volte in cui è stata raggiunta la stessa misurazione. Se si prevedeva che il volume reale e desiderato di liquido fosse di 100 ml, e ogni 10 volte che l'esperimento veniva eseguito, il risultato arrivava a 80 ml, i dati possono dirsi precisi. Perché il risultato è stato che il volume del liquido era di 80 ml, ed è stato raggiunto ogni 10 volte che è stato eseguito l'esperimento.

Accuratezza e precisione non sono termini a sé stanti ma sono correlati tra loro. Questo è espresso in termini di errori. Gli errori sono causati da strumenti difettosi e anche da persone. Questi possono essere ulteriormente classificati come errori sistematici ed errori casuali. Comprendere gli errori è un modo migliore per comprendere i termini di accuratezza e precisione.

Errore sistematico

Gli errori causati da strumenti difettosi presi per un esperimento o dall'utilizzo di strumenti vecchi e obsoleti per le misurazioni sono errori sistematici. Ad esempio, utilizzando scale di misurazione arrugginite e vecchie. Gli errori sistematici di solito non sono un errore da parte della persona che misura o fa esperimenti. È un errore nel sistema o nella configurazione utilizzata che causa l'errore. Tale errore può essere corretto sostituendo il vecchio con il nuovo e adattando e correggendo i sistemi utilizzati.

Un bersaglio, ad esempio, fissato ad angolo, in modo tale che le freccette continuino a colpire il lato sinistro è un errore sistematico e il riallineamento del bersaglio correggerà questo errore. Una scala di misurazione arrugginita e vecchia può essere sostituita con una nuova scala, in modo tale che i segni siano in grassetto e visibili, e corregge l'errore. Ma se prendi più misurazioni da un vecchio righello e prendi le misurazioni medie, il risultato sarà lontano dal valore reale.

Gli errori sistematici possono essere:

• Errori nei calcoli.
• Rilevamento di temperature errate.
• Perdita meccanica di materiale in varie fasi.
• Nell'analisi sono state utilizzate sostanze impure.
• Errori nel prendere le letture.
• Strumenti non calibrati correttamente.
• Braccia di lunghezza disuguale.
• Materiali estranei che entrano nell'esperimento.
• Utilizzo di sostanze chimiche impure per un esperimento.

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Errore casuale

Gli errori casuali sono relativamente più facili da correggere. Questo errore è un tipo di errore umano, e un errore di giudizio, da parte delle persone che effettuano le letture o fanno l'esperimento. Prendendo più letture e quindi arrivando a una cifra media sarà più vicino al valore reale.

Figure significative

Una cifra significativa è una cifra con valore pratico. Comprendendo il concetto se una cifra ha cifre significative, possiamo vedere alcune regole. Queste regole sono applicabili per venire a conoscenza di cifre con valore pratico e cifre che non hanno valore pratico, e il loro posto in un numero non lo influenza in alcun modo. Queste regole sono:

• Le cifre che non sono 'zero' sono sempre significative. Ad esempio, 269 è una cifra significativa.
• Gli zeri all'inizio non sono significativi. Ad esempio, 0,065.
• Gli zeri in cattività sono significativi. Ad esempio, 2,0085.
• Se un numero ha punti decimali e gli zeri seguono il numero, allora il numero è significativo. Ad esempio, 3,65800.
• Lo zero può essere o non può essere una cifra significativa. Dipende da dove si trova in un numero. Ad esempio, in 15,0002598 o 25,365100, gli zeri sono cifre significative. Lo zero prima della virgola, ad esempio 0,00258, contiene solo tre cifre significative, poiché gli zeri non hanno alcun valore pratico.

Inoltre, le cifre significative sono determinate anche da una serie di regole, che sono:

• L'addizione/sottrazione viene arrotondata al numero di cifre decimali più basso.
• La moltiplicazione/divisione è arrotondata al minor numero di cifre significative.
• I logaritmi vengono arrotondati in modo tale che diverse cifre significative nell'input corrispondano al numero di decimali nel risultato.
• L'esponente è arrotondato alla certezza solo nella base.
• Gli zeri finali vengono posizionati dopo una cifra decimale dopo il numero. Ad esempio, 1200.
• Arrotonda sull'ultimo passaggio. Segue la parentesi quando è applicabile.

Calcolo delle cifre significative e calcolatrice

Good Calculators ha il proprio calcolatore di cifre significative e calcola e calcola quante cifre significative contiene un numero.

Quali operatori e funzioni sono supportati dal calcolatore di cifre significative?

• Funzioni aritmetiche come addizione (+), sottrazione (-), divisione (/ o ÷), moltiplicazione (* o x), esponente (^).
• Simboli di gruppo come ().
• Funzioni come log n, ln n.
• Costanti come pi, e.

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Come utilizzare il calcolatore di cifre significative per l'accuratezza dei risultati?

Quando si calcola il calcolatore delle cifre significative a volte, i dati dei risultati non sono accurati. Quindi, per ottenere una maggiore precisione nei dati, metti # alla fine del numero. Ad esempio, 6.24#.

 Esempio: 10,00698 ÷ 13,6 = 0,736 (le cifre significative sono 3).

 10.00698 ÷ 13.6# = 0.7358074 (le cifre significative sono 7).

L'aggiunta del simbolo # alla fine del numero fornisce risultati più accurati rispetto al semplice inserimento di un numero. Cifre significative è solo un modo per dare maggiore precisione nelle misurazioni e nei calcoli. Applicando le regole di cui sopra nel calcolo di una cifra significativa, gli utenti possono essere più precisi nell'arrivare ai risultati. È applicabile in tutti i campi del calcolo scientifico e ha un impatto rilevante e diretto sulla valutazione dei dati scientifici.