Коллеги, где я делаю ошибку?
Имеется некая величина а+-Δа.
Нужно вычислить y = 10a.
Допустим, а+-Δа = 9+-0,5. Вроде, ничего страшного.
Вычисляю погрешность косвенных измерений по обычной формуле Δy = (dy/da)*Δa. В моём случае Δy = (d((10a)/da)*0.5 = 109*ln(10)*0.5 = 1.15*109. Что, очевидно, больше y = 109. На всякий случай вычислила относительную погрешность. Получила ожидаемые Δy/y = 1,15.
Но если взять крайние значения y(max) = 109+0,5 и y(min) = 109-0,5, то получаются вполне разумные пределы величины y.
Я понимаю, что погрешность иногда бывает больше самой величины, но неужели это тот случай? Может, надо брать точную формулу для погрешности косвенных измерений, а не приближенную? Почему результат правильных вычислений так отличается от интуитивного интервала между 10y(max) и 10y(min)? Ни в одном из своих учебников по погрешностям не встретила проблему 10x.
Погрешность косвенных измерений
Re: Погрешность косвенных измерений
Я просимулировал Ваш пример численно, взяв 1е6 значений а, распределенных нормально вокруг а=9 со стандартным отклонением 0.5. Получил такое распределение у=10^а (с длинным-длинным хвостом): Можно рассматривать несколько характеристик этого распредения: медиана, естественно, ровно 1е9, среднее - оно (из-за хвоста) сильно больше (3.2е9) и наиболее часто встечающееся значение - наоборот, меньше (2.3е8). Что правильнее - фиг знает. Хотя распределение не нормальное и вычислять для него стандартное отклонение бессмысленно, формально оно 1.9е9, даже больше, чем получается по формуле переноса погрешностей. Любопытно, что "интуитивный интервал" как раз укладывается в промежуток между наиболее часто встечающимся и средним значениями.
В общем, непонятно, как тут делать правильную статистику. Я бы взял "интуитивный интервал" и медиану в качестве "среднего".
В общем, непонятно, как тут делать правильную статистику. Я бы взял "интуитивный интервал" и медиану в качестве "среднего".
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Re: Погрешность косвенных измерений
Это для небольших Δa (линейное приближение), а далее требуется взять квадратичное слагаемое, кубическое и т.д. Исходя из величин следующих слагаемых. На какой-то величине их зануляют.Maryna писал(а):Вычисляю погрешность косвенных измерений по обычной формуле Δy = (dy/da)*Δa.
После отстоя требуйте долива
Re: Погрешность косвенных измерений
Помнится, на старших курсах был я на конференции (профессиональной, а не студенческой) "Мат.методы в химии", в Казани.
Там один аспирант делал маловразумительный доклад об оценках погрешностей косвенных измерений, а потом его научрук пояснил суть работы.
Суть оказалась именно в том, что при сильно нелинейных преобразованиях оценивать поле допуска результата лучше не дифференцированием, а прямым расчётом нижнего и верхнего предельного отклонения.
В данном случае для а = 9±0,5 для величины y = 10a будет справедливо номинальное значение 109, а поле допуска ограничено верхним предельно допустимым отклонением y(max) = 109+0,5 и нижним предельно допустимым отклонением y(min) = 109-0,5. А то, что поле допуска становится асимметричным -- ну что ж, в жизни всякое бывает, а на асимметричных допусках чуть не вся ЕСДП зиждется...
Там один аспирант делал маловразумительный доклад об оценках погрешностей косвенных измерений, а потом его научрук пояснил суть работы.
Суть оказалась именно в том, что при сильно нелинейных преобразованиях оценивать поле допуска результата лучше не дифференцированием, а прямым расчётом нижнего и верхнего предельного отклонения.
В данном случае для а = 9±0,5 для величины y = 10a будет справедливо номинальное значение 109, а поле допуска ограничено верхним предельно допустимым отклонением y(max) = 109+0,5 и нижним предельно допустимым отклонением y(min) = 109-0,5. А то, что поле допуска становится асимметричным -- ну что ж, в жизни всякое бывает, а на асимметричных допусках чуть не вся ЕСДП зиждется...
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.
Re: Погрешность косвенных измерений
amge, chaus, VTur, большое спасибо за комментарии. Похоже, классические допущения тут действительно не работают. Буду искать более серьёзную литературу по этому вопросу.
Re: Погрешность косвенных измерений
задача напомнила давние аспирантские времена
- оценку параметров кинетических моделей. там тоже экспоненциальная нелинейность, из-за аррениусовской температурной зависимости. и тоже нельзя было пользоваться формулой, приходилось "вычислительными экспериментами" накопить данные и строить доверительную область, в виде n-мерного вытянутого эллипсоида. "формула" вроде строго справедлива только для линейных моделей.
Re: Погрешность косвенных измерений
ТеоретиЦЦки можно попробовать и весь ряд Тейлора просуммировать, он должОн сойтись, но зачем? Задача того не стоит.VTur писал(а):далее требуется взять квадратичное слагаемое, кубическое и т.д. Исходя из величин следующих слагаемых. На какой-то величине их зануляют.
Да, вспомнил, та аспирантка на конфере (Макарова? Мартынова? не помню) тоже обрабатывала кинетику по уравнению Аррениуса. Каноническая оценка справедлива для столь малых погрешностей, когда квадратичными членами и членами более высоких порядков можно пренебречь.stearan писал(а):задача напомнила давние аспирантские времена- оценку параметров кинетических моделей. там тоже экспоненциальная нелинейность, из-за аррениусовской температурной зависимости. и тоже нельзя было пользоваться формулой, приходилось "вычислительными экспериментами" накопить данные и строить доверительную область, в виде n-мерного вытянутого эллипсоида. "формула" вроде строго справедлива только для линейных моделей.
When you open your heart to patriotism, there is no room for prejudice.