Errori casuali e sistematici

Figura: Esempi di errori sistematici. Dall'alto verso il basso: effetto della spinta di Archimede nelle misure di peso a pressione normale; effetto della capacità finita del termometro; dispersione del calore in una misura di calorimetria; effetto della resistenza interna di un voltmetro nella misura di tensioni

Gli errori vengono generalmente suddivisi in due categorie: errori casuali ed errori sistematici. Gli errori casuali sono dovuti a influenze non controllabili e non unidirezionali (cioè a media nulla) che intervengono durante una serie di misure. Essi sono responsabili della variabilità dei valori misurati intorno ad un certo valor medio a parità di delle condizioni sperimentali. Detto in altri termini, essi sono responsabili della sorgente di incertezza del punto 10 vista nel paragrafo precedente. Sono chiamati invece errori sistematici le deviazioni dal valor vero che durante la misura sono costanti in entità e mantengono lo stesso segno. Ad esempio, un micrometro può fornire indicazioni di lunghezza che differiscono fra di loro leggermente a causa di errori casuali dovuti a piccoli attriti, all'irregolarità delle superfici e alla valutazione dell'indicazione da parte dello sperimentatore. Ma il valore medio delle misure può differire dal valore vero molto di più di quanto ci si aspetta ragionevolmente dalla distribuzione di probabilità della media se lo strumento è scalibrato. In questo caso si dirà che è la misura è affetta da un errore sistematico.

Gli errori sistematici possono variare con il tempo. Ciò implica che un fattore di influenza può produrre un errore da considerare sistematico o casuale a seconda delle condizioni di lavoro. Ad esempio la temperatura ambiente, tipica causa di errori sistematici, può produrre errori casuali se si effettuano diverse misure a distanza di tempo in un ambiente in cui la temperatura non è monitorata costantemente. Questo ci insegna che non è ha senso una separazione netta fra errore casuale ed errore sistematico.