樣本數計算器 - 柯克倫公式
計算可靠問卷或研究所需的最小樣本數。設定信賴水準、誤差範圍與母體比例,即可立即得到結果。
選擇信賴水準,輸入百分比形式的誤差範圍,設定預期母體比例(不確定時可使用 0.5),並可選填母體規模以套用有限母體修正。
樣本數計算器 - 柯克倫公式
計算可靠問卷或研究所需的最小樣本數。設定信賴水準、誤差範圍與母體比例,即可立即得到結果。
關於樣本數計算器
樣本數的決定是設計任何問卷、實驗或觀察性研究時最重要的步驟之一。選對參與者數量,既能讓結果具有統計意義,也能更有效率地運用資源。
本計算器採用柯克倫公式,這是在母體較大或未知時估算所需樣本數的業界標準方法。公式為:n = Z² × p × (1 – p) / E²,其中 Z 是對應目標信賴水準的 Z 分數,p 是估計的母體比例,E 是可接受的誤差範圍(以小數表示)。
信賴水準反映你希望樣本結果落在指定誤差範圍內的把握程度。95% 信賴水準是社會科學與市場研究中最常見的選擇,對應的 Z 分數為 1.96。這表示如果你重複進行 100 次調查,大約會有 95 次真實母體值落在你的誤差範圍內。
誤差範圍定義了估計值周圍的不確定區間寬度。±5% 的誤差範圍表示,觀察到的比例可能比真實母體比例高或低 5 個百分點。更嚴格的誤差範圍需要更大的樣本數。由於公式包含 E²,把誤差範圍減半,所需樣本數大約會增加四倍。
母體比例 p 會控制公式中的變異數。將 p 設為 0.5 會讓 p(1 – p) 達到最大值 0.25,因此得到最保守(也就是最大的)樣本數估計。這是在沒有先驗資訊時的標準建議。如果你有可靠的既有研究結果,也可以使用該 p 值來降低所需樣本數。
當母體規模 N 相對於所需樣本較小時(具體而言,當 n 超過 N 的 5% 時),應套用有限母體修正(FPC):n_adj = n / (1 + (n – 1) / N)。這種調整會降低所需樣本數,反映出已量測到的母體比例較高。
在實務上,建議為未回覆、資料品質問題與中途退出預留緩衝。常見做法是用預期回收率去除目標樣本數。例如,如果算出 n = 385,但預期回收率只有 70%,那麼至少應聯絡 385 / 0.70 ≈ 550 位潛在受訪者。
樣本數計算範例
三個常見情境,展示信賴水準、誤差範圍與母體規模如何影響所需樣本數。
| 參數 | 樣本數 | 說明 |
|---|---|---|
| 95% CL, ±5% MoE, p=0.5, infinite population | 385 | 經典經驗法則樣本數。適用於全國民調與母體規模非常大的大型調查。 |
| 95% CL, ±3% MoE, p=0.5, infinite population | 1,068 | 將誤差範圍從 5% 收緊到 3%,由於 E² 的關係,所需樣本數會增加到兩倍以上。 |
| 95% CL, ±5% MoE, p=0.5, N=500 | 218 | 有限母體修正會將樣本數從 385 降至 218,因為樣本已占母體很大一部分。 |
如何使用樣本數計算器
- 從下拉選單中選擇你要的信賴水準(80%、85%、90%、95% 或 99%)。對大多數調查來說,95% 是標準選擇。
- 輸入誤差範圍,單位為百分比。數值 5 代表 ±5%。數值越小,精度越高,但所需樣本也越大。
- 輸入預期母體比例,範圍為 0 到 1 之間的小數。若不確定,請使用 0.5,它會得到最大(也最保守)的樣本數估計。
- 如果你的母體較小且有限,可以選填母體規模。若母體很大或未知,則留空即可。
- 點擊「計算」查看建議的最小樣本數。點擊「重設」清除所有欄位並重新開始。
樣本數計算器常見問題
為什麼在不確定時建議使用 0.5 作為比例?
當 p = 0.5 時,表達式 p(1 – p) 會達到最大值 0.25。使用 0.5 可以確保在給定信賴水準與誤差範圍下,公式會產生盡可能大的樣本數,提供保守估計,並保證無論真實比例為何都足夠使用。
95% 信賴水準是什麼意思?
95% 信賴水準表示,如果你多次重複抽樣程序,所得到的信賴區間中有 95% 會包含真實母體參數。這並不表示真實值有 95% 的機率落在某個特定的計算區間內。
母體規模如何影響所需樣本?
對大型母體而言,所需樣本數幾乎與母體規模無關——對 3 億人口的國家做 385 人的民調,在統計意義上和對 10 萬人口的城市做同樣的調查沒有差別。只有當所需樣本超過總母體的 5% 時,有限母體修正才會產生有意義的差異。
誤差範圍與樣本數之間有什麼關係?
誤差範圍在柯克倫公式中位於分母的 E²,因此兩者呈反平方關係:把誤差範圍減半,所需受訪者數量大約會增加四倍。這也是為什麼要達到非常高的精度(例如 ±1%)在樣本數上會非常昂貴。
是否應該為未回覆額外增加受訪者?
是的。計算出的樣本數是需要完成且可用的有效回覆數量。為了考量未回覆,應將這個數字除以預期回收率。如果你預期回收率為 60%,而需要 385 份完成問卷,則至少應聯絡 385 / 0.60 ≈ 642 位潛在受訪者。
這個計算器可以用於 A/B 測試嗎?
這裡實作的柯克倫公式主要用於調查研究中的比例估計。對於 A/B 測試,你還需要指定最小可偵測效果與統計檢定力(通常為 80%)。專門的 A/B 測試樣本數計算器會使用略有不同的公式,因此更適合該用途。