Két mérés átlagának bizonytalansága (a hozzájuk tartozó bizonytalansággal)

Tudom, hogy a minta átlaga bizonytalanságának általában meg kell egyeznie:

$ \ frac {V_ {max} – V_ {min}} {2} $

ahol $ V_ {max} $ a maximális érték és $ V_ {min} $ a minimum az adatminta értéke. Mi van azonban akkor, ha minden értéknek megvan a maga bizonytalansága? Például meg kell adnom a következő értékeket:

$ R1 = 12.8 \ pm 0.2 $ m

$ R2 = 13.6 \ pm 0.4 $ m

Az átlag legyen 13,2 USD m, de mi lesz a bizonytalansággal? Ez az $ 1.4 / 2 $ tartomány lesz, vagy az egyes mérések együttes bizonytalansága?

Válasz

Ha van két korrelálatlan mennyisége $ x $ és $ y $ bizonytalansággal $ \ delta x $ és $ \ delta y $, akkor az összegük $ z = x + y $ bizonytalanságot mutat

$$ \ delta z = \ sqrt {(\ delta x) ^ 2 + (\ delta y) ^ 2} $$

Az átlagnak akkor bizonytalansága lenne $$ \ frac {\ delta z} {2} = \ frac {\ sqrt {(\ delta x) ^ 2 + (\ delta y) ^ 2} } {2} $$


Intuitív módon elképzelhető, hogy

$$ \ delta z = \ delta x + \ delta y $$

Ez azonban túlbecsüli a $ z $ bizonytalanságát. Ha a $ x $ és a $ y $ nincs korrelálva, akkor nagyon valószínűtlen, hogy hibáik konstruktív módon hozzáadódnának ilyen módon. Természetesen lehetséges, hogy a $ x $ és a $ y $ összefüggenek, de akkor bonyolultabb elemzésre van szükség.

Megjegyzések

  • Meg tudná adni ok (vagy hivatkozás jó hírű forrásra), hogy miért van ez így?
  • Ennek oka, hogy a mért mennyiségeket általában feltételezzük, hogy megfelelnek a normálisan elosztott véletlenszerű változóknak, és a bizonytalanság a szórás. Két ilyen véletlen változó összeadása egy véletlen változót eredményez, amelynek szórása a fenti képlet által megadott. Ez megtalálható gyakorlatilag a kísérleti technikák bármely hivatkozásában, például ez .

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük