연구방법론: 측정오차의 정의와 원인, 비표본오차의 종류

 

이번 포스팅에서는 측정오차의 정의와 비표본오차의 종류에 대해 말해볼까 한다. 아무리 체계적이고 과학적으로 연구를 진행했다 할지라도, 여러 가지 요인으로 인해 측정오차가 발생할 수밖에 없기 때문에 측정오차에 대한 개념을 한 번쯤은 짚고 넘어가야 한다.

 

아래의 글에서 측정오차에 대한 정의와 측정오차가 발생하는 이유 및 비표본오차의 종류를 살펴보고자 한다.

 

 

정의

측정오차란 관찰된 점수와 진점수와의 차이를 일컫는다. 그렇다면 왜 관찰된 점수와 진짜 점수와의 차이가 발생하는 것일까? 측정오차가 발생하는 이유는 아래와 같다.

 

• 측정 도구를 아무리 정밀하게 만들어도 한계가 있다.
• 인간의 감각으로는 측정 눈금을 정확하게 읽지 못할 수 있다.
• 시간에 따라 변화하는 양은 측정하는 순간에 따라 값이 다르기 때문에 측정오차가 생긴다.
• 온도나 습도, 압력 등은 주변 환경의 변화로 인해 재려는 양의 진점수가 달라질 수 있다.

 

이러한 측정오차는 신뢰도와 타당도의 문제에 해당하는 것으로, 표본오차와 비표본오차로 구분된다.

 

표본오차란, 모집단의 일부인 표본에서 얻은 자료를 통해 모집단 전체의 특성을 추론할 때 생기는 오차를 말한다. 우리가 흔히 접하는 '95±3%'는 같은 조사를 100번 시행했다고 했을 시, 95번의 조사는 오차가 ±3% 내에 있다는 이야기이다.

 

표본오차는 표본 추출 방법에 따라 여러 값으로 나타나지만, 보통은 표본의 크기에 반비례한다. 즉, 표본의 크기가 증가하면 표본오차가 작아지는 것이다. 그렇기 때문에 충분한 크기의 표본을 대상으로 연구를 진행해야 한다.

 

 

비표본오차의 종류

표본오차가 표본 선택이 잘못됨으로써 발생하는 오차라고 한다면, 비표본오차는 자료를 집계하고 정리하는 단계에서 발생하게 되는 오차다.

 

비표본오차는 발생하는 원인이 워낙 다양해 이에 대한 측정이 어려우므로, 연구를 기획하는 단계에서부터 비표본오차에 대해 주의를 기울이고 이를 최소화하는 방안을 수립해야 한다.

 

비표본오차는 체계적 오차와 비체계적 오차로 나뉜다.

 

 

체계적 오차

체계적 오차는 측정도구의 구조적인 문제로 인하여 나타나는 것으로, 비교적 일정한 패턴이 존재한다. 또한 타당도와 관련된 오차로 알려져 있다.

 

선행효과 오류, 후행 효과 오류, 관용의 오류, 가혹의 오류, 중앙집중 경향의 오류, 대조의 오류, 후광효과 등은 체계적 오차를 발생시키는 주요 오류 현상이다.

 

 

비체계적 오차

비체계적 오차는 체계적 오차와는 달리 일정한 패턴 없이 무작위로 나타난다. 오차값이 다양하게 분산되어 있으며, 방향도 일정하지 않고, 상호 상쇄되는 경우도 있다. 그렇기 때문에 비체계적 오차는 통제 불가능하다.

 

비체계적 오차는 측정할 때마다 다르게 나오기 때문에 신뢰도와 관련 있는데, 비체계적 오차를 유발하는 환경요인은 아래와 같다.

 

• 조사자: 조사자의 건강상태, 감정상태 및 성별, 외모, 말투, 신분 등
• 측정 대상자: 응답자의 피로, 긴장상태, 기분 등
• 환경: 측정시간, 장소, 분위기 등
• 측정도구: 측정도구에 대한 적응 및 사전교육의 유무, 측정방법이나 도구의 부적절성 및 불완전성 등

 

 

측정오차는 표본오차와 비표본오차로 나뉘며, 비표본오차는 체계적 오차와 비체계적 오차로 나뉜다.