Mittausvirhe

Mittausvirhe tarkoittaa tieteellisessä tutkimuksessa havainnoitavan suureen todellisen arvon ja mitatun arvon eroa. Kokeellisen tieteen tutkimuksissa samasta havaintoyksiköstä voidaan tavallisesti tehdä toistomittauksia. Tällöin mittausvirheen suuruudelle on mahdollista antaa arvio. Kun toistomittauksia ei ole mahdollista tehdä, ei mittausvirheestä voida antaa arviota. Tuloksien tilastollisissa analyysissa voidaan kuitenkin usein ottaa huomioon mittausvirheen vaikutus. Mittausvirhe voidaan jaotella karkeaan, systemaattiseen ja satunnaiseen virheeseen.

Karkea virhe

Karkea virhe on se, mitä arkikielessä käsitetään sanalla virhe. Mittaustulokset, joiden kohdalla epäillään karkeaa virhettä, pyritään tavallisesti hylkäämään. Karkeita virheitä syntyy esimerkiksi, jos mitta-asteikko luetaan väärin, mittalaiteeseen tulee toimintahäiriö tai tietojen tallennuksessa tapahtuu virhe. Mittauspisteitä ei kuitenkaan saa hylätä, jos mittaajalla ei ole tuntumaa siihen, mistä erikoinen arvo saattaa johtua. Perusteeton hylkääminen ei ole hyvän tieteen teon periaatteiden mukaista.

Systemaattinen virhe

Systemaattinen virhe tarkoittaa virhettä, joka johtuu käytetystä mittalaiteesta tai mittausmenetelmästä. Esimerkiksi mittanauha on suunniteltu käytettäväksi huoneen lämpötilassa ja voi näyttää systemaattisesti lämpölaajenemisesta johtuen liian pientä lukemaan korkean lämpötilan mittauksissa. Tällaisissa tilanteissa virhe on mahdollista korjata kalibroimalla mittalaite standardinäytteellä. Mielipidetutkimuksissa voi tulla systemaattista virhettä, jos kysymyksen asettelu on epäonnistunut.

Satunnainen virhe

Satunnainen eli tilastollinen virhe on mittauksissa aina läsnä. Kokeellisissa tutkimuksissa satunnaisen virheen osuus voidaan havaita, kun mittalaite on tarpeeksi tarkka. Tällainen virhe ei yleensä aiheuta harhaa tuloksiin, kunhan mittaukset toistetaan tarpeeksi monta kertaa, koska eri suuntiin olevat virheet kumoavat toisensa. Kokeellisessa tutkimuksessa satunnaiselle mittausvirheelle voidaan laskea arvio.

Lähteet

• John R. Taylor: An Introduction to Error Analysis: The Study of Uncertainties in Physical Sciences. 2nd ed. University Science Books, 1997. ISBN 0-935702-75-X. (englanniksi)

Katso myös

• Virhe (kokeellinen tiede) Virheen käsittelystä ja ilmoittamisesta
• Virheen kasautumislaki Miten virheet kasautuvat