Sample Size Calculator
표본 크기 계산기
Sample Size Calculator 소개
표본 크기 계산기는 통계적으로 유효한 설문조사나 실험에 필요한 최소 응답자 수를 계산합니다. 비율 검정(예/아니오 또는 범주형 설문)과 평균 검정(연속 수치 측정) 두 가지 모드를 지원합니다. 비율 검정은 n₀ = Z² × p × (1−p) / e² 공식을 사용하며, Z는 신뢰수준 z점수, p는 예상 비율, e는 오차범위입니다. 평균 검정은 n₀ = Z² × σ² / e² 공식으로, σ는 표준편차, e는 절대 오차범위입니다.
시장 조사자, 여론 조사자, 학자, 제품 관리자, 품질 관리 엔지니어들이 설문이나 실험 시작 전에 표본 크기를 계산하여 결과가 통계적으로 의미 있게 합니다. 너무 적은 표본은 넓은 신뢰 구간과 불신뢰할 결론을 낳고, 너무 많은 표본은 자원을 낭비합니다. 이 도구는 최소 충분 표본 크기를 찾는 데 도움을 주며, 전체 모집단 크기를 알고 있는 경우 유한 모집단 보정 공식(n = n₀ / (1 + (n₀ − 1) / N))을 적용하여 모집단이 작을 때 필요 표본을 줄여줍니다.
90%(Z=1.645), 95%(Z=1.96), 99%(Z=2.576) 세 가지 신뢰수준을 제공하며, 설문 조사와 임상 연구에서 가장 많이 사용되는 표준에 해당합니다. 계산기는 서버 통신 없이 브라우저 내에서 완전히 실행되므로 민감한 설문 파라미터, 모집단 데이터, 연구 설계가 외부로 전송되지 않습니다. 결과는 Math.ceil을 사용해 항상 정수로 올림 처리됩니다.
주요 기능
- 두 가지 계산 모드: 비율 검정(이진/범주형)과 평균 검정(연속형)
- 세 가지 신뢰수준: 90%(Z=1.645), 95%(Z=1.96), 99%(Z=2.576)
- 비율은 퍼센트, 평균은 절대값으로 오차범위 직접 입력
- 예상 비율 입력 (기본값 50%로 최대 보수적 추정)
- 평균 검정 모드를 위한 표준편차 입력
- 모집단 크기 지정 시 유한 모집단 보정(FPC) 자동 적용
- 결과를 Math.ceil로 항상 정수로 올림 처리
- 100% 클라이언트 사이드 계산 — 설문 파라미터가 브라우저 밖으로 나가지 않음
자주 묻는 질문
비율 검정과 평균 검정 모드의 차이점은 무엇인가요?
비율 검정 모드는 예/아니오, 동의/반대, 객관식처럼 응답이 범주로 나뉘는 설문에 사용합니다. 한 방향으로 답할 것으로 예상되는 비율과 허용 오차를 퍼센트로 입력합니다. 평균 검정 모드는 평균 나이, 소득, 시험 점수처럼 연속 변수를 측정할 때 사용합니다. 모집단의 예상 표준편차와 허용 오차를 절대값으로 입력합니다.
어떤 신뢰수준을 선택해야 하나요?
95%가 대부분의 학술 연구와 설문의 표준입니다. 오차범위 내에 실제 모집단 값이 포함될 확률이 95%라는 의미입니다. 99%는 의학 연구나 정책 결정처럼 오류 비용이 매우 높을 때 사용합니다. 90%는 예비 연구나 내부 연구, 또는 더 큰 표본을 모으기 어려운 경우에 적합합니다. 대부분의 비즈니스 설문에서는 95% 신뢰수준에 오차범위 5%가 통상적인 최소 기준입니다.
유한 모집단 보정(FPC)이란 무엇인가요?
모집단이 작고 유한한 경우, 표준 공식은 무한 모집단을 가정하므로 필요 표본을 과대 추정합니다. 유한 모집단 보정 공식(n = n₀ / (1 + (n₀ − 1) / N))이 이를 조정합니다. 예를 들어 보정 전 추정치가 385명이고 전체 모집단이 1,000명이라면 FPC 적용 시 필요 표본이 약 278명으로 줄어듭니다. 모집단 필드를 비워두면 무한(매우 큰) 모집단으로 가정합니다.
기본 예상 비율이 50%인 이유는 무엇인가요?
비율 50%(p=0.5)는 분산항 p × (1−p) = 0.25를 최대화하여 가장 크고 보수적인 표본 크기 추정치를 만들어냅니다. 실제 비율을 모를 때 50%를 사용하면 실제 결과와 관계없이 충분한 표본이 보장됩니다. 이전 연구에서 비율이 20%나 80%에 가깝다는 근거가 있다면 해당 값을 입력하면 필요 표본이 줄어들어 설문 비용을 절감할 수 있습니다.
설문 조사에 적합한 오차범위는 얼마인가요?
전국 여론 조사의 경우 95% 신뢰수준에서 ±3% 또는 ±5% 오차범위가 표준입니다. 95% 신뢰수준에서 ±5% 오차범위는 무한 모집단 기준으로 385명이 필요한데, 대부분의 설문 연구 가이드에서 인용하는 기준 수치입니다. 내부 품질 검사나 소규모 비즈니스 설문에서는 90% 신뢰수준에 ±10% 오차범위도 적합할 수 있습니다. 의학·규제 연구에서는 99% 신뢰수준에 ±1% 이하 오차를 요구하는 경우가 많아 수천 명의 표본이 필요합니다.
평균 검정 모드는 어떻게 사용하나요?
"평균 검정" 모드로 전환한 후 연구 대상 모집단의 표준편차를 입력하세요. 모집단 표준편차를 모르는 경우 예비 연구나 이전 연구에서 추정하거나, 기대값 범위를 4로 나누는 범위 경험칙을 사용하세요. 그런 다음 절대값 오차범위를 입력합니다. 예를 들어 평균 소득을 ±50만 원 이내로 추정하려면 500000을 입력합니다.
표본 크기가 통계적 검정력에 영향을 미치나요?
이 계산기의 표본 크기는 주어진 오차범위와 신뢰수준에 맞춰 계산되며, 제1종 오류율(위양성) 제어에 해당합니다. 통계적 검정력(1 - 제2종 오류율, 실제 효과를 감지할 확률)은 별도의 고려 사항으로 표본 크기와 효과 크기 모두에 의존합니다. 검정력 분석이 필요한 경우 전용 검정력 계산 도구를 사용하세요. 이 도구에서 계산된 표본 크기는 추정 정확도를 위한 최소 크기이지, 가설 검정 검정력을 위한 크기가 아닙니다.
표본이 클수록 항상 더 좋은가요?
표본이 클수록 표집 오차가 줄어들지만 효과는 점감합니다. 표본 크기를 두 배로 늘리면 오차범위가 √2(약 1.41)배만 줄어듭니다. 최소 필요 표본을 초과하면 추가 정밀도와 데이터 수집 비용을 비교해야 합니다. 또한 무응답 편향이나 잘못된 질문 설계 같은 체계적 편향은 표본을 아무리 늘려도 해결되지 않으며, 이 경우 표집 오차보다 편향이 더 큰 문제가 될 수 있습니다.