样本量计算器 - Cochran公式
计算可靠调查或研究所需的最小样本量。设置置信水平、误差范围和总体比例,即可立即得到结果。
选择置信水平,输入百分比形式的误差范围,设置预期总体比例(不确定时使用 0.5),并可选填写总体总量以进行有限总体修正。
样本量计算器 - Cochran公式
计算可靠调查或研究所需的最小样本量。设置置信水平、误差范围和总体比例,即可立即得到结果。
关于样本量计算器
样本量确定是任何调查、实验或观察性研究设计中最重要的步骤之一。选择合适的参与者数量,既能确保结果具有统计意义,也能更高效地使用资源。
本计算器采用 Cochran 公式,这是在总体很大或未知时估算所需样本量的行业标准方法。公式为:n = Z² × p × (1 – p) / E²,其中 Z 是对应所需置信水平的 Z 值,p 是估计的总体比例,E 是以小数表示的可接受误差范围。
置信水平表示你希望多确定样本结果会落在所述误差范围内。95% 置信水平是社会科学和市场研究中最常用的选择,对应的 Z 值为 1.96。这意味着如果你重复调查 100 次,真实总体值大约会在其中 95 次落入你的误差范围内。
误差范围定义了估计值周围的不确定区间宽度。±5% 的误差范围表示,观察到的比例可能比真实总体比例高或低 5 个百分点。更小的误差范围需要更大的样本量。由于公式中包含 E²,将误差范围减半,所需样本量大约会增加 4 倍。
总体比例 p 决定公式中的方差。将 p 设为 0.5 会使 p(1 – p) 达到最大值 0.25,因此得到最保守(也就是最大)的样本量估计。在没有先验信息时,这是标准建议。如果已有可靠的历史研究估计值,你可以使用该 p 值,从而可能降低所需样本量。
当总体总量 N 相对于所需样本较小(具体来说,当 n 超过 N 的 5%)时,应应用有限总体修正(FPC)因子:n_adj = n / (1 + (n – 1) / N)。这一调整会降低所需样本量,因为它反映了正在测量的总体比例更大。
在实际应用中,你应在计算出的样本量基础上增加缓冲,以应对未回复、数据质量问题和流失。常见做法是用预期回复率去除目标样本量。例如,如果计算得出 n = 385,但预计回复率为 70%,则至少应联系 385 / 0.70 ≈ 550 位潜在受访者。
样本量计算示例
三个常见场景,展示置信水平、误差范围和总体规模如何影响所需样本量。
| 参数 | 样本量 | 说明 |
|---|---|---|
| 95% 置信水平,±5% 误差范围,p=0.5,无限总体 | 385 | 经典的经验值样本量。适用于全国民调和大规模调查,因为总体规模非常大。 |
| 95% 置信水平,±3% 误差范围,p=0.5,无限总体 | 1,068 | 由于与 E² 的关系,将误差范围从 5% 收紧到 3% 会使所需样本量增加一倍以上。 |
| 95% 置信水平,±5% 误差范围,p=0.5,N=500 | 218 | 由于样本已占总体的较大比例,有限总体修正将样本量从 385 降至 218。 |
如何使用样本量计算器
- 从下拉菜单中选择所需的置信水平(80%、85%、90%、95% 或 99%)。对于大多数调查,95% 是标准选择。
- 输入误差范围,单位为百分比。数值 5 表示 ±5%。更小的数值会带来更高精度,但需要更大的样本。
- 输入预期总体比例,取 0 到 1 之间的小数。如果不确定,请使用 0.5,它会给出最大(最保守)的样本量估计。
- 如果总体较小且有限,可选填写总体总量;如果总体很大或未知,请留空。
- 点击“计算”查看推荐的最小样本量。点击“重置”清除所有字段并重新开始。
样本量计算器常见问题
为什么在不确定时推荐使用 0.5 作为比例?
当 p = 0.5 时,p(1 – p) 的表达式达到最大值 0.25。使用 0.5 可确保在给定置信水平和误差范围下,公式产生尽可能大的样本量,从而得到保守估计,并保证无论真实比例如何都足够使用。
95% 置信水平是什么意思?
95% 置信水平表示,如果你多次重复抽样过程,生成的置信区间中有 95% 会包含真实的总体参数。它并不意味着真实值有 95% 的概率位于某个特定的已计算区间内。
总体规模如何影响所需样本量?
对于大总体,所需样本量几乎不受总体规模影响——对 3 亿人口国家进行 385 人的民调,与对 10 万人口城市进行同样规模的民调,在统计上同样有意义。只有当所需样本超过总体总量的 5% 时,有限总体修正才会带来明显差异。
误差范围与样本量之间是什么关系?
误差范围在 Cochran 公式中位于分母的 E²,因此两者是反平方关系:将误差范围减半,所需受访者数量大约要增加 4 倍。这也是为什么追求非常高的精度(例如 ±1%)在样本量上成本极高。
是否需要为未回复情况增加额外受访者?
需要。计算出的样本量是完成且可用的响应数。为了考虑未回复,应将该数值除以预期回复率。例如,如果预计回复率为 60%,且需要 385 份完成问卷,则至少应联系 385 / 0.60 ≈ 642 位潜在受访者。
这个计算器可以用于 A/B 测试吗?
这里实现的 Cochran 公式适用于调查研究中的比例估计。对于 A/B 测试,你还需要指定最小可检测效应和统计功效(通常为 80%)。专门的 A/B 测试样本量计算器使用略有不同的公式,因此更适合该场景。