研究中的數據評估：準確性、精確度和錯誤類型

在研究或審查科學數據時，仔細研究和評估科學數據是必不可少的，也是最重要的。 科學數據是製定政策的關鍵因素，對開展研究也具有深遠而深遠的影響。 當提供準確和精確的計算時，數據在使科學數據評估取得成功方面大有幫助。 當決策得到準確的科學數據的支持時，它會給科學研究帶來更多的可信度。

科學數據的準確性取決於實驗的精度。 與僅通過幾次實驗收集的數據相比，一遍又一遍地複制實驗可以提供更準確的數據和更多的信息。 這樣的數據是通過在實驗時一次又一次地重複相同的步驟來獲得的。 重複實驗會帶來意想不到的錯誤，並有機會否定它們。 數據在沒有錯誤的情況下變得準確，並給出了預期從實驗中獲得的結果。

在科學數據中，誤差、精度和準確度等術語具有重要意義。 必須對它們進行一些詳細的了解，才能更好地了解數據評估在科學研究中的工作原理。 此外，必須以各種方式理解這些術語之間的關係，以使科學研究取得成功。

準確性

當測量準確時，它非常接近真實值。 實際值是事先不知道的值，但通常是期望達到的期望值。 準確性就像每次投擲飛鏢時擊中靶心一樣。 如果飛鏢沒有擊中靶心並且距離足夠近可以擊中靶心，它會測量飛鏢的準確性。 實際值和接受值之間的任何差異都是錯誤的。

再舉一個例子。 如果液體的體積是 100 毫升，而測得的體積是 98 毫升，這非常接近於給出實驗的準確度。 準確度定義為測量值與實際值或可接受值的接近程度。 通過進行多次測量並取測量值的平均值來實現準確性。 這些之間的差異可以表示為正面或負面。 正值也是絕對值，是高分讀數。 當讀數處於低分時，負值也是絕對值。

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如何測量準確性

準確度可以是絕對的，也可以是相對的。 同樣，準確性是根據誤差或值的差異來衡量的。 因此，我們得到絕對準確度或相對準確度。

絕對誤差：絕對精度是測量值與實際值之間的差異。 如果測量值低於實際值，則結果為負數或負數。 而當測量值高於真實值或真值時，結果為正值或正值。 這也可以通過簡單的計算來表示：絕對誤差 = 測量值 - 實際值。

相對誤差：這是以百分比來衡量的。 當絕對誤差除以真值並乘以 100 時，我們得到相對誤差的百分比。 視情況而定，它也以千分之幾或百萬分之幾表示。 因此，相對誤差可以通過以下公式得出：

 相對誤差 = {(測量值 - 真值) / 真值} x 100%

精確

精度是影響數據評估的另一個因素。 可以說是在相同條件下多次重複實驗獲得的重複值。 在飛鏢遊戲的例子中，如果飛鏢一直沒有擊中靶心，並且不斷擊中靶心附近的同一個點，那麼它就是衡量飛鏢精確度的指標。 回到科學分析，精度是實現相同測量的次數。 如果預計液體的真實和期望體積為100毫升，每進行10次實驗，結果為80毫升，數據可以說是精確的。 因為結果是液體的體積是80毫升，每做10次實驗就達到了。

準確度和精確度不是獨立的術語，而是相互關聯的。 這是用錯誤來表示的。 錯誤是由錯誤的儀器和人為造成的。 這些可以進一步分類為系統誤差和隨機誤差。 理解錯誤是理解準確性和精確度術語的更好方法。

系統誤差

由用於實驗的故障儀器或使用舊的和過時的儀器進行測量引起的誤差是系統誤差。 例如，使用生鏽的舊量具。 系統性錯誤通常不是測量或做實驗的人的錯誤。 系統或使用的設置錯誤導致錯誤。 這種錯誤可以通過以新替換舊的以及調整和糾正所使用的系統來糾正。

例如，飛鏢固定在某個角度，使得飛鏢不斷擊中左側是一個系統錯誤，重新調整飛鏢將糾正這個錯誤。 生鏽的舊量尺可以更換新的量尺，使標記加粗看得見，糾正錯誤。 但是，如果您從舊尺子上進行多次測量，並進行平均測量，結果將與實際值相差甚遠。

系統性錯誤可能是：

• 計算錯誤。
• 採取不正確的溫度。
• 不同階段的材料機械損失。
• 分析中使用了不純物質。
• 讀數錯誤。
• 儀器未正確校準。
• 長度不等的手臂。
• 異物進入實驗。
• 使用不純的化學物質進行實驗。

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隨機誤差

隨機錯誤相對更容易糾正。 這種錯誤是一種人為錯誤，是一種判斷錯誤，來自於讀取讀數或進行實驗的人。 進行多次讀數，然後得出一個平均值將更接近實際值。

重要數字

有效數字是具有實用價值的數字。 理解一個數字是否有有效數字的概念，我們可以看出一些規律。 這些規則適用於了解有實用價值的數字和沒有實用價值的數字，它們在數字中的位置不會對其產生任何影響。 這些規則是：

• 不是“零”的數字總是有意義的。 例如，269 是一個有效數字。
• 開始時的零並不重要。 例如，0.065。
• 強制零很重要。 例如，2.0085。
• 如果一個數字有小數點，並且數字後面有零，那麼這個數字是有效的。 例如，3.65800。
• 零可以是也可以不是有效數字。 這取決於它在數字中的位置。 例如，在 15.0002598 或 25.365100 中，零是有效數字。 小數點前的零 例如，0.00258 只有三位有效數字，因為零沒有任何實際價值。

此外，有效數字還由一組規則確定，這些規則是：

• 加法/減法四捨五入到最小的小數位數。
• 乘法/除法四捨五入到有效數字的最低位數。
• 對數四捨五入，以使輸入中的幾個有效數字與結果中的小數位數相匹配。
• 取冪僅在基數中四捨五入到確定性。
• 尾隨零放在數字後的小數位之後。 例如，1200。
• 在最後一步循環。 當它適用時，它跟在括號後面。

有效數字計算和計算器

Good Calculators 有自己的有效數字計算器，它計算併計算出一個數字包含多少有效數字。

有效數字計算器支持哪些運算符和功能？

• 算術函數，例如加法 (+)、減法 (-)、除法 (/ 或 ÷)、乘法 (* 或 x)、指數 (^)。
• 像 () 這樣的組符號。
• log n、ln n 等函數。
• 常量如 pi, e。

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如何使用有效數字計算器計算結果的準確性？

有時計算有效數字計算器時，結果數據不准確。 因此，為了獲得更高的數據準確性，請將 # 放在數字的末尾。 例如 6.24#。

 示例：10.00698 ÷ 13.6 = 0.736（重要數字為 3）。

 10.00698 ÷ 13.6# = 0.7358074（重要數字為 7）。

在數字末尾添加 # 符號可以提供更準確的結果，而不僅僅是輸入數字。 重要數字只是一種提高測量和計算精度的方法。 通過在有效數字的計算中應用上述規則，用戶可以更精確地得出結果。 它適用於科學計算的所有領域，對科學數據的評估具有相關和直接的影響。