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Gaußsche Fehlerfortpflanzung

deleen / 8 Antworten / Baumansicht Nickles

tach auch,
ich bin momentan etwas am verzweifeln und hoffe das ihr mir vielleicht helfen konnt, und schließlich ist das hier off topic.

am besten ich fang mal von ganz vorn an:
es geht um die Bestimmung der Geschwindigkeitskonstante für schnelle Reaktionen, in diesem Fall um die Reaktion von Eisen(+III) mit Thiocyanat.
Um den Reaktionsverlauf zu erfassen, wird mittels der Stopped-Flow-Methode, die Intensität der Lichtabsorption gegen die Zeit mithilfe eines Speicher-Ozziloskops aufgenommen.
Der Verlauf der Kurve ist im ersten Abschnitt linear ansteigend und nähert sich dann einem konstanten Wert.
Im Verlauf des linearen anstiegs werden dann mehrere Wertepaare erfaßt, wobei für die Intensität die Differenz zwischen dem linearen Anstieg und dem konstanten Wert abgelesen wird zu verschieden Zeiten.
In meinem speziellen Problem ergibt die graphische Auswertung des Ausdrucks des Ozziloskops vier Wertepaare:
Zeit t (sek) // Intensität I (cm)
0,01 // 5,5
0,02 // 4,6
0,03 // 3,7
0,04 // 2,9
Meine Ablesegenauigkeit vom Ausdruck der Kurve gebe ich wiefolgt an:
delta t=0,002sek
delta I=0,2cm
Die Auftragung des ln(I) gegen die Zeit t ergibt eine lineare Funktion, deren Steigung meiner gesuchten Geshwindigkeitskonstante k entspricht.
ln(I)=ln(I 0) -k*t
Nu zu meinem eigentlichen Problem:
gefordert wird nun eine Fehlerrechnung für k mittels der Gaußschen Fehlerfortpflanzung, und ich weiß nicht wirklich wie ich das in diesem fall machen soll.
Die dafür nötige Funktion ist ja die erste Ableitung nach I multipliziert mit delta I addiert mit der ersten Ableitung nach t multipliziert mit delta t, den ganzen kram quadrieren und wurzel raus.
also:
Fehler(K)= Wurzel((-lnI0*t-2+lnI*t-2)2*(delta t)2+(1/(I*t))2*(delta I)2)
Wenn ich jetzt diesen Fehler jeweils für die 4 Wertepaare einzeln ausrechne, erhalte ich:
Fehler(k1)=5,87
Fehler(k2)=2,98
Fehler(k3)=2,27
Fehler(k4)=2,03
Müßte ich jetzt den Mittelwert dieser Werte nehmen, um für K den Fehler anzugeben?
Und sollten die 4 Werte nicht auch ähnlicher sein, wobei ich mir schon vorstellen kann, das bei Fehler(k1) mit dem Zeitwert t=0,01 sich der Ablesefehler von 0,002sek deutlich stärker auswirkt als bei Fehler(k4) mit t=0,04sek.
Desweiteren stört mich sowieso die Forderung, das der Fehler nach Gauß berechnet werden soll und nicht einfach mittels der fehlerquadratsumme der Auftragung ln(I) gegen t, wo ich einen Fehler für K von nur 1,03 erhalte, allerdings ist dieser Fehler ja nicht in direkten zusammenhang mit meiner Ablesegenauigkeit zusehen, was ja wohl der Grund für die Forderung nach Gauß ist.
Oder ist mein gesamter Ansatz nix wert, da ich ja eigentlich für Gauß eine oder mehrere Einzelmessungen haben sollte, die ich dann mittel, und nicht wie hier, wo sich mein gewünschtes Ergebnis und der gesuchte Fehler dafür, aus einer linearen Funktion bzw deren Steigung ableitet.

Ich hoffe inständig das ihr mir bei diesem Problem helfen könnt.
Falls ihre weitere Infos von mir zu diesem Problem braucht, oder ich mich zu ungenau ausgedrückt habe, sagt bescheid.
Deshalb schonmal danke in Voraus für eure Mühe.
mfg
Deleen

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Earl Cunningham deleen „Gaußsche Fehlerfortpflanzung“
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du hast dich ziemlich "ungenau" ausgedrückt - ich versteh nämlich gar nix
hab heut schon während der vorlesung gepennt.... chemie is halt nich meine sache....

viel glück noch bei der suche........

Earl

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deleen Earl Cunningham „du hast dich ziemlich ungenau ausgedrückt - ich versteh nämlich gar nix hab...“
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Vorlesung???
sollte nicht noch überall die "Vorlesungsfreiezeit" sein???
tja, und mit der genauigkeit ist das so eine sache, wenn man die funktionen und kurven per html nicht vernünfitg darstellen kann.
mfg
deleen

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Earl Cunningham deleen „Gaußsche Fehlerfortpflanzung“
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jaja "brückenkurse" für die blutigen erstsemestler wie ich halt einer bin.......

Earl

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Sneje deleen „Gaußsche Fehlerfortpflanzung“
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Gausssche Fehlerfortpflanzung ist dann anzuwenden, wenn ein Wert mit Hilfe mehrerer (fehlerbehafteter) Messgrössen bestimmt wird.
Zb v=s/t, wo ich sowohl einen Fehler im Weg, als auch in der Zeit habe (i.A.)

Hat man mehrere Werte (man misst zb fünfmal die Geschindigkeit eines fallenden Körpers auf gleicher Höhe, die an der Messstelle gleich sein sollten, es aber aufgrund Messfehler nicht sind) mit unterschiedlichen Fehlern ist der gewichtete Mittelwert anzuwenden.
Wie der Name schon andeutet fliessen Messergebnisse gewichtet nach ihren Fehler in den Mittelwert ein.
Dessen Fehler heisst Fehler des gewichteten Mittelwerts.
Ich habe die Formeln leider nicht zu 100% im Kopf, aber googlen sollte Erfolg bringen.

So könntest du deine vier Werte zu einem Mittelwert zusammenfassen.

MfG Sneje

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deleen Sneje „Gaußsche Fehlerfortpflanzung und gewichteter Mittelwert“
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"So könntest du deine vier Werte zu einem Mittelwert zusammenfassen."
genau das ist ja problem:
es ist in meinem fall nicht sinnvoll, von meinen 4 Wertepaaren den mittelwert zu bilden.
Wenn ich die intensität zur zeit t messe, also nach 0,1sek; 0,2sek; 0,3sek und 0,4sek ist wohl kaum sinnvoll davon den mittelwert zu bilden.
gleiches gilt auch für die 4 Intensitäten.
es handelt sich um EINE zusammenhängende messung, und nicht z.B. um die viermal gemessene intensität nach jeweils 0,1sek in 4 einzel versuchen, dann wäre die mittelwert bildung ja überhaupt kein problem.
aber trotzdem danke für deine hilfe.
mfg
deleen

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xafford deleen „Gaußsche Fehlerfortpflanzung“
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meiner ansicht nach ist dein grundansatz so nicht ganz richtig. die fehlerfortpflanzung nutzt du, um statistisch verteilte abweichungen von meßwerten zu bestimmen, du hast aber keine statistisch verteilte meßwerte, sondern eine meßreihe. anwenden könntest du die gaußsche fehlerfortpflanzung, wenn du deine messung mehrfach zu den festen zeiten gemacht hättest, also 4 mal bei 0,01s, 4 mal nach 0,02s usw und daraus könntest du über den mittelwert und die standardabweichung dein δg berechnen.

Pauschalurteile sind immer falsch!!!
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deleen xafford „meiner ansicht nach ist dein grundansatz so nicht ganz richtig. die...“
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gut,
das gleiche denke ich nämlich auch, mein problem ist halt:
ich "soll" per gauß den fehler berechnen, was ich als nicht sinnvoll erachte.
in diesem fall, wäre die fehlerquadratsumme angebracht und nicht gauß.
schön das ich in diesem gedanken langsam bestärkt werde.
mfg
deleen

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xafford deleen „gut, das gleiche denke ich nämlich auch, mein problem ist halt: ich soll per...“
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übrigens, du gehst ja auch von absoluten fehlern und nicht von prozentualen aus, daher solltest du auch eine fehlerfortpflanzungsfunktion bekommen, keinen absoluten fehlerwert. falls das jetzt etwas umständlich ausgedrückt war: wenn du einen absoluten meßfehler von 1mm hast und der tritt bei einer messung von 5cm auf, so ist in einer fortpflanzung der fehlereffekt wesentlich höher, als wenn du 5km mißt. bei einer meßungenauigkeit von 1% wäre die auswirkung jedoch unabhängig vom der meßgröße, daher kann deine fehlerfortpflanzung in diesem fall ohnehin nicht über die verschiedenen meßstellen interpoliert werden, da die wahl der meßstellen nicht unabhängig vom ergebnis ist (als beispiel 0.01s-0.04s gegen 10s-40s).

Pauschalurteile sind immer falsch!!!
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