Medidas y errores

He medido varios valores de V y I en un circuito simple para determinar el valor de una resistencia R :

R = V I

tengo una lista de puntos ( V , I ) con su correspondiente error (del manual del multímetro) que grafiqué e hice una regresión lineal. La pendiente de la recta me da el valor de R .

¿Cuál sería la forma correcta de calcular la incertidumbre en el valor de R ? No sé cómo calcular los errores instrumentales. Cada punto tiene un d V y un d I , pero ¿cómo los combinaría todos para obtener el error instrumental?

Respuestas (1)

La ruta tradicional de ajuste de mínimos cuadrados o minimización de chi-cuadrado de ajuste de una línea recta asume implícitamente que los errores en la cantidad del eje x son insignificantes. Si es así, entonces no hay ninguna razón por la que no pueda usar la incertidumbre en el gradiente como la incertidumbre en R .

Sin embargo, supongo por su pregunta que este no es el caso y que R d I es de hecho comparable con d V .

Una forma aproximada de proceder sería hacer el ajuste en dos pasos. Después del primer paso, aumente los errores en la cantidad del eje y para que sean ( ( d V ) 2 + ( R d I ) 2 ) 1 / 2 . Vuelva a ejecutar el ajuste y esto le da un nuevo valor de R y su incertidumbre.

Sección 15.3 de Recetas Numéricas por Press et al. da una ruta quizás menos aproximada a través de la generalización del ajuste chi-cuadrado.

Cameron Reed (2010) describe una implementación en hoja de cálculo de un método iterativo de mínimos cuadrados atribuible a York (1966).

Gull (1989) describe un enfoque bayesiano del problema, donde la salida sería la distribución de probabilidad posterior para la resistencia.

Finalmente, ofrezco lo siguiente: cada par de V y I valores da una estimación independiente de R con una incertidumbre que podría calcularse utilizando fórmulas estándar de propagación del error. Luego podría encontrar la media ponderada y la incertidumbre en la media ponderada de estas estimaciones. referencia _