Excelでエラーバーを追加する方法【標準偏差・誤差範囲の表示も解説】

Excelで折れ線グラフを作成する際、データポイントはX軸とY軸に沿ってプロットされます。これは時間の経過に伴うデータの推移を把握するのに非常に便利ですが、データポイントが「理想値」からどれだけ離れているか、あるいは時間とともにどれほど変動しているのかも併せて可視化したい場合はどうすればよいのでしょうか。

誤差範囲(マージン・オブ・エラー)や標準偏差の推移を表すことが、Excelグラフでエラーバー機能が使われる最も一般的な理由です。Excelでエラーバーを追加すると、グラフ内のすべてのマーカーに対して標準誤差や標準偏差を確認できるようになります。

ただし、エラーバーの用途はこれだけにとどまりません。基本的には、個々のデータポイントに対して上限値と下限値を示したいあらゆる場面で、エラーバーが役立ちます。

なお、エラーバーは面グラフ、横棒グラフ、縦棒グラフ、折れ線グラフ、散布図、バブルチャートで利用可能です。

誤差範囲(マージン・オブ・エラー)と標準偏差とは

Excelでエラーバーを追加する方法を学ぶ前に、「誤差範囲」と「標準偏差」がそれぞれ何を意味するのかを理解しておくことが重要です。

• 誤差範囲(マージン・オブ・エラー):データポイントの「不確かさ」を表す指標です。統計の分野では、母集団の一部となるサンプルから得られたデータを扱う際によく使用されます。誤差範囲を見ることで、そのサンプルのデータが、母集団全体の「実際の」結果からどれくらい乖離しうるのかが分かります。

• 標準偏差:誤差範囲を計算するために用いられる要素の一つです。標準偏差は、データがどれだけ散らばっているかを測る指標であり、すべてのデータポイントの平均値を中心に、データがどの程度ばらついているかを示します。

誤差範囲や標準偏差は自分で計算することもできます(Excelには標準偏差を求める関数も用意されています)。あるいは、Excelでエラーバーを追加すれば、面倒な計算はすべてExcelが自動的に行ってくれます。

Excelでエラーバーを追加する手順

Excelでエラーバーを追加するには、まず既に作成済みのグラフが必要です。以下の手順に従って進めましょう。

1. まずグラフをクリックして選択し、グラフの右上隅にある「グラフ要素」ボタン(+記号)をクリックします。

2. 「エラー バー」のチェックボックスにチェックを入れると、グラフにエラーバーが表示されます。次に、「エラー バー」の右側にある矢印を選択してください。

3. 表示されるポップアップメニューには、グラフに表示されるエラー量を設定するための複数のオプションが用意されています。

プリセットオプションを選択する前に、それぞれのオプションが何を意味し、どのように機能するのかを理解しておきましょう。

Excelのエラーバーオプションの種類

Excelでは、あらかじめ用意された3種類のエラーバーオプションから選択できます。

• 標準誤差:各データポイントの標準誤差を表示します。
• パーセンテージ:各データポイントごとの誤差率をExcelが自動計算して表示します。
• 標準偏差:すべての値に対する標準偏差(単一の値)をExcelが計算して表示します。

標準偏差の実際の計算方法はやや複雑なため、本記事では詳細な数式の説明は割愛します。

ただし、標準偏差を自分で計算し、その値を表示させたいというケースもあるでしょう。その場合は、以下の手順で設定できます。

エラーバーのドロップダウンメニューから、リストの一番下にある「その他のオプション」を選択します。「エラー バー オプション」ウィンドウが開くので、上部のグラフアイコンを選択して「縦方向のエラー バー」の設定画面に切り替えます。

「誤差量」セクションでは、「固定値」「パーセンテージ」「標準偏差」を選択し、数値フィールドに値を入力して指定することができます。「標準誤差」を選択すれば、全データポイントの標準誤差のみが表示されます。

また、「ユーザー設定」を選択すれば、スプレッドシート上で計算した標準偏差の値を直接参照させることも可能です。

「正の誤差の値」と「負の誤差の値」の両方について、標準偏差の計算結果が入力されているセルを選択します。

これにより、データポイント全体のばらつきを表す一定の値がグラフに反映されます。この値は範囲が広くなる可能性があるため(上記の例のように)、x軸より下に表示されないよう、y軸のスケールを下限側に調整する必要があるかもしれません。

Excelでエラーバーをカスタマイズする方法

スプレッドシート上で誤差範囲を計算済みの場合、「ユーザー設定」のエラーバー機能は特に便利です。これにより、折れ線グラフの各地点における誤差の存在範囲を、各データポイントの上下に表示できるからです。

エラーバーの表示を細かく調整できる、その他のカスタムオプションは以下の通りです。

• 方向:エラーバーをデータポイントの上方のみ(プラス)、下方のみ(マイナス)、または上下両方(両方向)のどれに表示するかを選択します。
• 端のスタイル:エラーバーの両端に小さな横線を付けたい場合は「キャップ」を、縦線のみにしたい場合は「キャップなし」を選択します。

さらに、ペイント(バケツ)アイコンや五角形アイコンを選択すると、エラーバーの見た目をカスタマイズするためのオプションが多数表示されます。

ここでは、線の種類や色、透明度、太さの変更など、さまざまな設定が可能です。多くのユーザーはデフォルト設定のまま使用していますが、グラフ内でのエラーバーの表示を細部まで調整したい場合に、こうした設定が活用できることを覚えておきましょう。

Excelでエラーバーを追加すべきか?

通常、統計計算を行い、分析対象のサンプルデータセットに存在する誤差の大きさを示す必要がある場合を除き、グラフにエラーバーは必須ではありません。

しかし、データを使って相関関係や結論を伝えようとする場面では、エラーバーは非常に重要な役割を果たします。閲覧者や読み手が、その計算結果がどの程度正確なものなのかを正しく理解できるようにするためです。