VYHODNOCOVANIE CHYBY MERANIA

Σχετικά έγγραφα
Metódy spracovania experimentálnych výsledkov Autor pôvodného textu: Peter Ballo

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

2 Chyby a neistoty merania, zápis výsledku merania

Rozdiely vo vnútornej štruktúre údajov = tvarové charakteristiky

Matematická štatistika

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

3. prednáška. Komplexné čísla

Obvod a obsah štvoruholníka

LABORATÓRNE CVIČENIA Z FYZIKÁLNEJ CHÉMIE

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.2. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

2.4 OPAKOVATEĽNOSŤ A REPRODUKOVATEĽNOSŤ NORMOVANÝCH SKÚŠOK A VYJADRENIE NEISTÔT MERANÍ

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

Chí kvadrát test dobrej zhody. Metódy riešenia úloh z pravdepodobnosti a štatistiky

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

1 lim. Analýza výstupných dát simulácie Odhad neznámej strednej hodnoty

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

,Zohrievanie vody indukčným varičom bez pokrievky,

Numerické metódy Učebný text pre bakalárske štúdium

Ekvačná a kvantifikačná logika

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

24. Základné spôsoby zobrazovania priestoru do roviny

Odporníky. 1. Príklad1. TESLA TR

1 Koeficient kovariancie

ZNAKY. Ordinálne znaky = možno usporiadať, ale nie je podstatná veľkosť rozdielu!

C. Kontaktný fasádny zatepľovací systém

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

1. písomná práca z matematiky Skupina A

URČENIE MOMENTU ZOTRVAČNOSTI FYZIKÁLNEHO KYVADLA

Priamkové plochy. Ak každým bodom plochy Φ prechádza aspoň jedna priamka, ktorá (celá) na nej leží potom plocha Φ je priamková. Santiago Calatrava

Matematika 2. časť: Analytická geometria

Komplexné čísla, Diskrétna Fourierova transformácia 1

Meno: Teória Tabuľka Výpočet Zaokrúhľovanie Záver Graf Meranie

CHÉMIA Ing. Iveta Bruončová

6 Limita funkcie. 6.1 Myšlienka limity, interval bez bodu

Úvod do lineárnej algebry. Monika Molnárová Prednášky

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

Integrovanie racionálnych funkcií

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

1 Prevod miestneho stredného slnečného času LMT 1 na iný miestny stredný slnečný čas LMT 2

x j hodnota štatistického znaku x - aritmetický priemer ni absolútna početnosť m počet tried hšt ti ti kéh m počet tried hšt ti ti kéh

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

u R Pasívne prvky R, L, C v obvode striedavého prúdu Činný odpor R Napätie zdroja sa rovná úbytku napätia na činnom odpore.

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

1. písomná práca z matematiky Skupina A. 1. písomná práca z matematiky Skupina B

RIEŠENIE WHEATSONOVHO MOSTÍKA

URČENIE MOMENTU ZOTRVAČNOSTI FYZIKÁLNEHO KYVADLA

Štatistika s Excelom 1. Jurečková Mária Molnárová Iveta. Štatistika s Excelom

APLIKOVANÁ ŠTATISTIKA V POČÍTAČOVOM PROSTREDÍ MATLABU

MIDTERM (A) riešenia a bodovanie

Život vedca krajší od vysnívaného... s prírodou na hladine α R-P-R

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

7 Derivácia funkcie. 7.1 Motivácia k derivácii

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

Teória pravdepodobnosti

Metódy vol nej optimalizácie

1. Komplexné čísla. Doteraz ste pracovali s číslami, ktoré pochádzali z nasledovných množín:

Analýza údajov. W bozóny.

x x x2 n

ZADANIE 1_ ÚLOHA 3_Všeobecná rovinná silová sústava ZADANIE 1 _ ÚLOHA 3

ε vyjadruje pravdepodobnos, že ε x. Funkcia f(x) je tiež oznaená ako hustota

Regresná analýza x, x,..., x

Priezvisko: Ročník: Katedra chemickej fyziky. Krúžok: Meno: Dátum cvičenia: Dvojica:

Výpočet. grafický návrh

UČEBNÉ TEXTY. Pracovný zošit č.5. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Elektrotechnické merania. Ing. Alžbeta Kršňáková

Metodicko pedagogické centrum. Národný projekt VZDELÁVANÍM PEDAGOGICKÝCH ZAMESTNANCOV K INKLÚZII MARGINALIZOVANÝCH RÓMSKYCH KOMUNÍT

1 Merania, neistoty a korelácie Popis dát Typy dát Zobrazovanie dát Priemery

Tomáš Madaras Prvočísla

Kódovanie a dekódovanie

Motivácia pojmu derivácia

Mocniny : 1. časť. A forma. B forma. 1. Kontrolná práca z matematiky 8. ročník

( ) 3. Štatistika 1 Charakteristiky tvaru rozdelenia Indexy. Miery šikmosti a špicatosti. (1) Koeficient šikmosti. γ = x x n

Goniometrické substitúcie

Východ a západ Slnka

ÚLOHA Č.8 ODCHÝLKY TVARU A POLOHY MERANIE PRIAMOSTI A KOLMOSTI

Obsah. 1.1 Reálne čísla a ich základné vlastnosti Komplexné čísla... 8

10 Určitý integrál, jeho výpočet a aplikácie

Metódy numerickej matematiky I

Zložené funkcie a substitúcia

Kombinatorické identity Peter πtr Korcsok

Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta DIPLOMOVÁ PRÁCA

Řečtina I průvodce prosincem a začátkem ledna prezenční studium

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

Polarizacija. Procesi nastajanja polarizirane svjetlosti: a) refleksija b) raspršenje c) dvolom d) dikroizam

Cieľom cvičenia je zvládnuť riešenie diferenciálnych rovníc pomocou Laplaceovej transformácie,

MOSTÍKOVÁ METÓDA 1.ÚLOHA: 2.OPIS MERANÉHO PREDMETU: 3.TEORETICKÝ ROZBOR: 4.SCHÉMA ZAPOJENIA:

1 Meranie dĺžky posuvným meradlom a mikrometrom Meranie hustoty tuhej látky Meranie veľkosti zrýchlenia priamočiareho pohybu 23

Gramatická indukcia a jej využitie

Príklady na precvičovanie číselné rady a kritériá ich konvergencie a divergencie

23. Zhodné zobrazenia

Súčtové vzorce. cos (α + β) = cos α.cos β sin α.sin β cos (α β) = cos α.cos β + sin α.sin β. tg (α β) = cotg (α β) =.

Podnikateľ 90 Mobilný telefón Cena 95 % 50 % 25 %

Obyčajné diferenciálne rovnice

Názov prednášky: Teória chýb; Osnova prednášky: Základné pojmy Chyby merania Zdroje chýb Rozdelenie chyba merania

Transcript:

YHODNOCOANIE CHYBY MERANIA doc RNDr Drahoslav ajda, CSc Ceľom meraa je pozať skutočú hodotu fyzkálej velčy Avšak pr meraí akejkoľvek fyzkálej velčy sa dopúšťame epresost, takže výsledok meraa sa líš od skutočej hodoty Rozdel medz skutočou hodotou X a ameraou x je chyba meraa ε, ε X - x X Chyba môže byť kladá aj záporá Ak je chyba kladá, musíme ju k ameraej hodote prpočítať, aby sme dostal správu hodotu Ak je záporá, tak ju musíme odpočítať, X x ± ε () Teto vzťah zameá, že skutočá číselá hodota velčy X sa achádza v tervale hodôt od x - ε do x ε Relatíva chyba: Ak vyjadríme chybu relatíve k meraej velče, hovoríme o relatívej chybe εr: Často sa udáva v percetách Rozozávame chyby: Systematcké (sústavé) Náhodé Osobé X X x x ε r () X X X Patra sem chyby meracích prístrojov (zdroj chyby je zámy, e je záma veľkosť chyby) Ďalej chyby vyplývajúce zo spôsobu (metódy) meraa a pod Odstráme ch použtím dokoalejších prístrojov a vhodejšou metódou meraa Sú spôsobeé áhodým, epravdele sa meacm vokajším podmekam a vplyvm Nedajú sa úple odstráť, ale môžeme ch určť z vacásobe opakovaých meraí ďalšom sa budeme zaoberať vyhodocovaím tohoto druhu chýb To sú chyby spôsobeé oslabeou pozorosťou expermetátora, esprávym odčítaím z prístrojov a pod Odstraňujú sa dôsledosťou pr prác I Staovee áhodej chyby Pre staovee áhodej chyby je dôležté určť optmály počet opakovaí meraa, t j taký počet meraí, ktorého zväčšovae sa eprejavuje výrazým zmešovaím výsledej chyby meraa ýsledok fyzkáleho meraa môžeme pokladať za áhodú velču radacu sa ormálym zákoom rozdelea ďalšom predpokladajme, že pr meraí dochádza le k áhodým chybám Merame velču X, ktorej skutočá hodota je x ýsledok -tého meraa je x a chyba -tého meraa ε Tak môžeme apísať: x x ± ε () zhľadom a štatstcký charakter chyby môžeme prepokladať, že sa s rovakou pravdepodobosťou budú vyskytovať kladé aj záporé chyby Nech bolo vykoaé meraí

s výsledkam x, x, x Stredú hodotu týchto meraí je ajlepše charakterzovať artmetckým premerom ameraých hodôt x ( x x x ) x (4) Čím väčší bude počet meraí, tým presejše sa bude zhodovať artmetcký premer so skutočou hodotou a v lmtom prípade ekoeče veľkého počtu meraí sa artmetcký premer stotoží so skutočou hodotou Nepresosť vykoaých meraí charakterzujeme: A Stredou kvadratckou chybou (odchýlkou) jedého meraa δ defovaou vzťahom: δ ε, ε δ (5) Táto chyba zameá, že ak okolo áhode vybraého meraa opíšeme terval šírky δ, bude skutočá hodota ležať v tomto tervale s pravdepodobosťou 68% B Pravdepodobou chybou jedého meraa ϑ Rozumeme ňou takú odchýlku, že pravdepodobosť výskytu skutočej hodoty v tervale ±ϑ okolo jedého áhode vybraého meraa je 50% Je defovaá vzťahom: ϑ δ, ϑ ε (6) C Maxmálou chybou χ Zameá, že pravdepodobosť výskytu skutočej hodoty v tervale okolo jedého áhode vybraého meraa je 99,7%, čo je praktcky stota χ δ, χ ε (7) Môžeme očakávať, že artmetcký premer pr koečom, ale dostatoče veľkom počte urobeých meraí sa líš od skutočej hodoty veľm málo a potom odchylky -tého meraa od artmetckého premeru, defovaé asledove x, (8) x sa málo líša od skutočej chyby ε -tého meraa Môžeme ch použť pre výpočet stredej kvadratckej odchýlky (chyby) a tým aj pre výpočet pravdepodobej chyby a maxmálej chyby δ, (9)

4 ϑ δ, χ δ (0) zťah (8) umožňuje výpočet stredej kvadratckej chyby jedého meraa z odchýlek od artmetckého premetu Nepresosť (odchýlka) artmetckého premeru od skutočej hodoty meraej fyzkálej velčy je meša ež epresosť jedého áhode vybraého meraa Túto epresosť charakterzujeme stredou kvadratckou chybou artmetckého premeru δ a je defovaá asledove δ () ( ) a pomocou ej aj stredá pravdepodobá chyba a stredá maxmála chyba artmetckého premeru vzťahm ϑ δ, () χ δ () II Spracovae výsledkov pramych meraí Ak máme spracovať séru meraí urobeých za rovakých podmeok, postupujeme asledove Z ameraých hodôt x určíme artmetcký premer x podľa vzťahu (4) Staovíme zdalvú chybu pre každé jedotlvé merae tak, že odčítame príslušú ameraú hodotu x od artmetckého premeru x podľa vzťahu (8) ypočítame druhú mocu týchto zdalvých chýb a potom ch sčítame 4 Podľa toho, akú chybu chceme staovť, použjeme príslušý vzťah Napr: pre výpočet stredej kvadratckej chyby artmetckého premeru použjeme vzťah () 5 ýsledok celého meraa zapíšeme v tvare: ýsledá hodota meraej velčy artmetcký premer z ameraých hodôt ± chyba Napr: pr meraí dĺžky tyče L, zázam vyzerá takto: x x ± chyba (4) L (,5 ± 0,0) m (5) Pr počte opakovaých meraí mešom ako 00 ( < 00) má zmysel chybu udávať ba a jedu platú číslcu, tj zaokrúhľujeme a jedu platú číslcu (cfru) a a taký stý počet mest (aký sa vyskytuje v chybe) zaokrúhľujeme aj artmetcký premer Pr každom zápse výsledku uvádzame okrem číselej hodoty meraej velčy aj jej rozmer Prtom dôslede používame SI sústavu

5 ýsledky meraa a výpočet chyby môžeme zapísať do tabuľky apr takto: Počet meraí Nameraá x velča [ ] x x [ ] x - x Tabuľka I [ ] III Chyby epramych meraí čast I sme mlčky predpokladal, že vyšetrovaú velču môžeme merať pramo, apr hrúbku drôtu, dĺžku tyče, čas a pod Iokedy však fyzkálu velču určujeme pomocou zákoa alebo vzťahu v ktorom vystupuje vacero velčí a každú meraú velču samozrejme určujeme s chybou Ukážeme s, ako určíme chybu fyzkálej velčy, ktorá súvsí s vacerým fyzkálym velčam získaým meraím Nech vyšetrovaá velča X je fukcou vacerých premeých velčí a, b, c, ( a,b,c ) X f (6) Chyby, s ktorým sú ameraé velčy a,b,c,, ozačme a, b, c, a budeme ch v tejto čast považovať za kladé Môžu to byť chyby odhaduté alebo vypočítaé podľa predchádzajúcch vzťahov ýsledú chybu vyšetrovaej velčy určíme podľa asledového vzťahu a b c X ( a) ( b) ( c ) (7) Ak a, b, c sú strede kvadratcké chyby, X je tež stredá kvadratcká chyba Často používame k ohodoteu hľadaej velčy X relatívu chybu a to: - maxmálu relatívu chybu X X max a a b b f (a,b,c,) c c (8) - a stredú relatívu chybu: ( a) ( b) ( c ) a b c (9) X X f (a,b,c,)

6 Príklad: Máme určť objem valca premeru d a výšky h, ktoré sme zmeral s chybou d a h π d h, 4 ( d) ( h ) d h, dh d d h (0) π π 4 Pr číselom výpočte do vzťahu (0) dosadzujeme za d a h stredé hodoty (apr artmetcký premer) a potom pod d a h rozumeme chyby artmetckého premeru ( δ d, δ h alebo ϑ d, ϑh alebo χ d, χ h ) a pod potom odpovedajúco rozumeme jedu z chýb artmetckého premeru ( δ, ϑ, χ ) Úloha: Určte objem hraola alebo drôtu ýsledky meraa zapíšte podľa vzoru tabuľky I Merae ohodoťte chybam δ, ϑ a χ podľa vzťahov (), (), () a (0) Úloha je prevzatá, dopleá a opraveá, zo skrípt: Doc RNDr Drahoslav ajda, CSc, Doc Ig Júlus Štela, CSc, RNDr Jaroslav Kovár, Ig Ctbor Musl, CSc, RNDr Iva Bella, Doc Ig Igor Jamcký, CSc Návody k laboratórym cvčeam z fyzky, vydala Žlská uverzta vo vydavateľstve EDIS, ezmeeé vydae, rok 00