情報生体システム工学実験I(講義2)

講義2。測定値の処理 レポートの注意点


[ up ] 20160613修正

0. レポート用紙はA4のみ

他の紙を貼り付けるようなことも禁止

1. 学籍番号と名前を書いていますか

レポートの最初のページの一番上に自分の学籍番号と氏名を書くこと!!

2. ホッチキスで左上を綴じていますか

3. 以下の注意点を守っていますか

    1)資料に書かれた説明などをレポートには書かない。要求されたことのみ書いてください。

    2)下記のような測定値の表を必ず載せること。

    3)下記のように最確値と誤差範囲の途中の計算を示すこと。

横の辺の長さ測定例

※皆さんに測ってもらう長方形とは別のものを測定した結果です

※左右の端を定規のメモリに意図的に合わせてはいけません

No. 右端[mm] 左端[mm] 長さMi[mm] 残差ri[mm] 残差2[mm2
1 202.9 61.8 141.1 -0.14 0.0196
2 208.2 67.2 141.0 -0.24 0.0576
3 267.1 126.3 140.8 -0.44 0.1936
4 188.7 47.3 141.4 0.16 0.0256
5 207.7 66.4 141.3 0.06 0.0036
6 186.0 45.0 141.0 -0.24 0.0576
7 282.8 141.5 141.3 0.06 0.0036
8 265.5 124.0 141.5 0.26 0.0676
9 228.8 87.3 141.5 0.26 0.0676
10 237.9 96.4 141.5 0.26 0.0676
    合計 1412.4 合計 0.5640

最確値=141.24  この値は小数点2桁目まで出しておく。

誤差を計算することでこの小数点以下1桁目と2桁目がどのぐらい正確かを調べることにする。

標準偏差σ=0.250...(桁数はいくらでも出ますが有効数字を考えましょう)

最確値の標準偏差σm=0.079...


(50%の範囲)0.70σm=0.055...

  最確値の有効数字を考慮して誤差の50%範囲は有効数字1桁とする

横の辺の長さW= 141.24 ± 0.06 [mm] <<ここで50%の範囲を求めておく 

※最確値と誤差で小数点以下の桁数が一致すること

※値は人により異なることになると思います

誤差を計算することで最確値の小数点以下2桁目は±6ぐらいの誤差はあることがわかりました

縦の辺の長さ測定例

No. 上端[mm] 下端[mm] 長さ[mm] 残差[mm] 残差2[mm2
1 164.0 141.1 22.9 0.14 0.0196
2 91.1 68.4 22.7 -0.06 0.0036
3 177.1 154.3 22.8 0.04 0.0016
4 237.1 214.3 22.8 0.04 0.0016
5 196.3 173.8 22.5 -0.26 0.0676
6 49.0 26.2 22.8 0.04 0.0016
7 119.2 96.3 22.9 0.14 0.0196
8 140.1 117.2 22.9 0.14 0.0196
9 141.8 119.1 22.7 -0.06 0.0036
10 156.0 133.4 22.6 -0.16 0.0256
     合計 227.6 合計 0.1640

最確値=22.76
標準偏差σ=0.1350...(桁数はいくらでも出ますが有効数字を考えましょう)
最確値の標準偏差σm=0.04269...
(50%の範囲)0.70σm=0.03
  最確値の有効数字を考慮して50%範囲は1桁示す

縦の辺の長さH=22.76 ± 0.03[mm] <<ここで50%の範囲を求めておく


面積の計算例

横と縦の辺の長さや誤差範囲(50%)を求めた後、
面積の最確値と誤差範囲を誤差の伝搬の計算方法で求める

面積 はW×H
     =141.24×22.76 ± √((141.24×0.03)^2+(22.76×0.06)^2)
     =3214.622±4.45....

    この計算で√((141.24×0.06)^2+(22.76×0.03)^2) とする間違いが多い

誤差0.06や0.03の有効数字は1桁であることを考慮すると 誤差の有効数字も1桁の4とするのが妥当である。この結果、


面積
   S=3215±4[mm2] 


横の辺の有効桁は最大5桁
縦の辺の有効桁は最大4桁
掛け算した面積の有効桁は最大でも4桁と予想されるが符合する結果となっている。

※面積を50%範囲で示すのなら、計算に使う数値を事前に50%範囲で求めておくこと