Absoluuttinen virhe ja suhteellinen virhe ovat kaksi tapaa ilmaista virheitä kokeellisissa mittauksissa, vaikkakin absoluuttisen virheen ja suhteellisen virheen välillä on ero niiden laskelman perusteella. Suurin osa tieteellisten kokeiden mittauksista sisältää virheitä, jotka johtuvat instrumenttivirheistä ja inhimillisistä virheistä. Joissakin tapauksissa tietyllä mittauslaitteella on ennalta määritelty vakioarvo absoluuttiselle virheelle (Pienin lukema. Esimerkiksi: - viivain = +/- 1 mm.) Se on ero todellisen arvon ja kokeellisen arvon välillä. Suhteellinen virhe vaihtelee kuitenkin kokeellisesta arvosta ja absoluuttisesta virheestä. Se määritetään ottamalla absoluuttisen virheen ja kokeellisen arvon suhde. Siten avainero absoluuttisen virheen ja suhteellisen virheen välillä on, ehdoton virhe on tarkan arvon ja likiarvon välisen eron suuruus taas Suhteellinen virhe lasketaan jakamalla absoluuttinen virhe tarkan arvon suuruudella.
Absoluuttinen virhe on osoitus mittauksen epävarmuudesta. Toisin sanoen, se mittaa, missä määrin todellinen arvo voi poiketa sen kokeellisesta arvosta. Absoluuttinen virhe ilmaistaan samoissa yksiköissä kuin mittaus.
Esimerkki: Harkitse, että haluamme mitata lyijykynän pituuden millimetrimerkillä varustetulla viivaimella. Voimme mitata sen pituuden lähimpään millimetriarvoon. Jos saat arvon 125 mm, se ilmaistaan muodossa 125 +/- 1 mm. Absoluuttinen virhe on +/- 1 mm.
Suhteellinen virhe riippuu kahdesta muuttujasta; absoluuttinen virhe ja mittauksen kokeellinen arvo. Siksi nämä kaksi parametria olisi tunnettava suhteellisen virheen laskemiseksi. Suhteellinen virhe lasketaan absoluuttisen virheen ja kokeellisen arvon suhteella. Se ilmaistaan prosenttina tai murtona; joten siinä ei ole yksikköä.
Suhteellinen virhe Monte Carlo -integraatiossa laskettaessa pi
Absoluuttinen virhe:
Absoluuttinen virhe on Δx-arvo (+ tai - arvo), missä x on muuttuja; se on mittauksen fyysinen virhe. Se tunnetaan myös todellisena virheenä mittauksessa.
Toisin sanoen se on ero todellisen arvon ja kokeellisen arvon välillä.
Absoluuttinen virhe = todellinen arvo - mitattu arvo |
Suhteellinen virhe:
Suhteellinen virhe on absoluuttisen virheen (Δx) suhde mitattuun arvoon (x). Se ilmaistaan joko prosentteina (virheprosentti) tai murto-osana (murto-epävarmuus).
Absoluuttinen virhe:
Sillä on samat yksiköt kuin mitatulla arvolla. Jos esimerkiksi mittaat kirjan pituuden senttimetreinä (cm), absoluuttisella virheellä on myös samat yksiköt.
Suhteellinen virhe:
Suhteellinen virhe voidaan ilmaista murto-osana tai prosentteina. Molemmilla ei kuitenkaan ole yksikköä arvossa.
Esimerkki 1:Maan todellinen pituus on 500 jalkaa. Mittalaite näyttää pituuden olla 508 jalkaa. |
Absoluuttinen virhe:
Absoluuttinen virhe = [todellinen arvo - mitattu arvo] = [508-500] jalkaa = 8 jalkaa
Suhteellinen virhe:
Prosentteina:
Murtona:
Esimerkki 2:
Opiskelija halusi mitata huoneen seinän korkeuden. Hän mittasi arvon metrimittarilla (millimetriarvoilla), se oli 3,215 m. |
Absoluuttinen virhe:
Absoluuttinen virhe = +/- 1 mm = +/- 0,001m (Pienin lukema, joka voidaan lukea viivaimella)
Suhteellinen virhe:
Suhteellinen virhe = Absoluuttinen virhe ÷ Kokeellinen arvo = 0,001 m ÷ 3,215 m * 100 = 0,0003%
Kuvan kohteliaisuus: ”Absoluuttinen virhe”, kirjoittanut DEMcAdams - Oma työ. (CC BY-SA 4.0) Wikimedia Commonsin välityksellä - Jorgecarleitao - Monte Carlo -integraation suhteellinen virhe pi: n laskemiseksi - python ja xmgrace. (CC BY-SA 3.0) Wikipedian kautta