两个变量的平均值:为什么平均值和误差传播的标准误差不同,这意味着什么?

机器算法验证 意思是 标准错误 测量误差 错误传播
2022-03-26 13:49:58

我正在用低温恒温器进行实验,以确定铅的临界温度。为了避免不对称,我通过加热(从 2 K 到 10 K)和冷却(10 K -> 2 K)来确定临界温度。

现在我有两个值,它们略有不同,我取平均值。因此,测量 (6.942 0.020) K 和 ( 0.019) K 的平均值为 6.951 K。±±

现在的问题是:该平均值的误差是多少?

一种方法是计算该样本的方差(包含两个点),取平方根并除以这给了我 0.0085 K 的 SEM,这对我来说太低了(这个精度从何而来?)2

另一种方式是说平均值是两个变量的函数,,因此通过误差传播,误差是,这给了我一个更合理的值 0.014。T¯=T1+T22ΔT=12(ΔT1)2+(ΔT2)2

我看到这些值在数字方面有何不同,但在谈到标准偏差的正确估计时,哪一个是正确的?

1个回答

如果您采用两个值的标准偏差(您建议的第一种方法),这不包括每次测量中的误差,只包括两种方法之间的误差(加热与冷却)。这就是为什么第一种方法显示出令人惊讶的低标准偏差 - 它只包含了一个错误来源。

因此,正确的方法是传播错误(您建议的第二种方式)。这包含了每个值的测量误差和两种方法之间的误差。


(还有一个基于问题评论的注释:列出的制造商错误是公司根据他们制造的所有设备保证的 +/- 范围。所以是的,如果您将其用作设备的错误,它确实可以节省您的时间,但是如果您自己对同一事物进行多次测量,您可以计算出特定设备的误差,这可能比制造商保证的范围更精确。我不知道温度计,但这是分析化学家用他们的玻璃器皿。)