Análisis de error simple para la relación de caudales en un tubo

Estoy tratando de hacer un análisis de error simple, pero tengo problemas. Mi experimento consistió en determinar la proporción de caudales de diferentes cantidades de presión en los tubos. Mis errores son:

  1. 5 % error en la medida de C metro 3 de probeta graduada, por ensayo
  2. 1 segundo error en la medición del tiempo por ensayo. (Usé un cronómetro y redondeé al segundo más cercano)
  3. Desviación estándar de los senderos generales.

(¿Es este un buen error de tiempo? Redondeé los valores por segundo, así que no estoy del todo seguro de cuál sería mi error, también teniendo en cuenta cosas como el tiempo de reacción humano (pero supongo que sobre todo solo el redondeo).)

Así que digamos que tengo cinco senderos y encuentro que se necesitan ( 24 , 25 , 25 , 24 , 24 ) segundos para 1 C metro 3 gotear de este tubo muy delgado. (sin los errores indicados anteriormente)

Ahora se vuelve un poco más complicado, la mitad de la presión del agua a través del tubo y mido el tiempo nuevamente. Encuentro que ahora se necesita ( 50 , 51 , 54 , 49 , 49 ) segundos para 1 C metro 3 a gotear. (de nuevo, sin errores).

tomo 1 C metro 3 /(tiempo) y he encontrado la media y la desviación de ambos conjuntos, ( metro : .0197885 , d : .00078393 ) y ( metro : .041 , d : .000912871 ) respectivamente. (estas son las medias y desviaciones del caudal ahora). Ahora divido los dos medios y obtengo la relación de los caudales.

Eso es todo, la cosa es que no tengo ni idea de cómo diablos daría cuenta de los errores a través de mis cálculos. ¿Podría alguien mostrarme este conjunto de datos en particular? Sé que tengo que sumar las desviaciones estándar de los datos, pero no sé cómo hacer un seguimiento del tiempo y los errores del cilindro graduado.

Creo que necesita buscar información de análisis de datos sobre "propagación de errores". Hay alguna información práctica sobre el tema aquí: conferenceonline.cl.msu.edu/~mmp/labs/error/e2.htm

Respuestas (1)

Si estuviera dibujando un gráfico, el análisis de error surgiría de la dispersión de los puntos de datos sobre la línea de mejor ajuste. Sin embargo, si solo tiene 2 puntos de datos (2 valores de presión), no vale la pena dibujar un gráfico.

El error del 5 % en la medición del volumen ya está incluido en su medición del tiempo de flujo, porque un aumento en el volumen provocará un aumento en el tiempo para que fluya. También se incluye el error de temporización aleatorio, pero no cualquier error sistemático, como un retraso en el inicio o la detención del temporizador. Podría llevarte tal vez 0.5 s para reaccionar a un evento y encender o apagar el temporizador. Sin embargo, si la misma persona inicia y detiene el cronómetro, estos errores sistemáticos de retraso se cancelarán. Cualquier error residual es aleatorio y debe promediarse a lo largo de los ensayos.

Así que todo lo que necesitas hacer es encontrar los tiempos medios t 1 , t 2 y desviaciones estándar σ 1 , σ 2 de ensayos para que fluya la misma cantidad nominal de agua en los 2 ajustes de presión. El radio R de caudales q es entonces
R = q 2 q 1 = t 1 t 2 .

El error estándar en el tiempo de flujo t es Δ t = σ norte dónde norte es el número de intentos repetidos (ejecuciones). El error estándar en R es Δ R que se encuentra sumando los cuadrados de los errores fraccionarios:
| Δ R R | 2 = | Δ t 1 t 1 | 2 + | Δ t 2 t 2 | 2 .

Entonces puedes reportar tu resultado como R ± Δ R . Tenga en cuenta que debe tener como máximo 2 dígitos significativos en su error Δ R . En tu caso yo redondearía Δ R a solo 1 dígito significativo, y comillas R al mismo número de decimales.

Supongo que está cambiando la presión usando diferentes alturas de agua en una bureta, digamos 25 y 50 cm, permitiendo que el nivel del agua caiga solo 1 cm en cada ensayo. Si este es el caso, la relación de presiones debe medirse como la altura media del agua por encima de la parte superior del tubo estrecho. También se requerirá un análisis de error para esto, porque la presión puede diferir entre cada prueba, y la relación de presiones puede no ser 2:1 como supone.

¡Gracias por la ayuda! Tienes toda la razón sobre la última parte también, ni siquiera pensé en eso. También tengo múltiples puntos para esta relación, esto es solo un pequeño subconjunto de mis datos.