58 rückmann, glüge <strong>und</strong> windzio xc immer Zahlenwert <strong>und</strong> Einheit angegeben werden. Die Messunsicherheit kann entweder durch Zahlenwert <strong>und</strong> Einheit (absoluter Fehler) oder als prozentualer Fehler angegeben werden.
8 Fehlerfortpflanzung bei indirekt mess- baren Größen Bei den meisten physikalischen Messungen ergibt sich die zu messende Größe F nicht direkt sondern aus einem funktionalen Zusammenhang F = F (x, y, . . .) zwischen verschiedenen direkt messbaren Größen x, y, . . . . Zum Beispiel berechnet sich das Volumen V eines Zylinders mit der Höhe h <strong>und</strong> dem Durchmesser d aus V = π 4 d2 h . Für die Berechnung des wahrscheinlichsten Wertes F <strong>von</strong> F gilt allgemein (Beweis siehe Abschn. 9.1.): Ist F = F (x, y, . . .) eine Größe, die sich aus einzelnen direkt gemessenen Messgrößen x, y, . . . berechnet <strong>und</strong> sind die Mittelwerte ¯x, ¯y, . . . bestimmt worden, so erhält man F, wenn man die Werte ¯x, ¯y, . . . in die Formel <strong>zur</strong> Berechnung <strong>von</strong> F einsetzt: F = F ( ¯x, ¯y, . . .) . (8.1) Das Fehlerfortpflanzungsgesetz erlaubt die Berechnung der Messunsicherheit uF <strong>von</strong> F, wenn die Mittelwerte <strong>und</strong> Messunsicherheiten der Einzelmessgrößen x, y, . . . bekannt sind. Für die Bestimmung der Messunsicherheit uF ist fallweise zu unterscheiden, ob die Messgrößen x, y, . . . <strong>von</strong>einander unabhängig (d. h. unkorreliert) oder ob sie korreliert sind. Die Behandlung erfolgt getrennt in den Abschnitten 8.1 folg. für unkorrelierte Messgrößen <strong>und</strong> 9.1 für korrelierte Messgrößen. 8.1 Fehlerfortpflanzungsgesetz für nicht korrelierte Größen Ersetzt man die Mittelwerte ¯x, ¯y, . . . der Einzelmessgrößen in Gl. (8.1) durch die geringfügig geänderten Werte ¯x + ∆x, ¯y + ∆y, . . . so erwartet man anstelle <strong>von</strong> F ein geringfügig geändertes F + ∆F mit ∆F = F ( ¯x + ∆x, ¯y + ∆y, . . .) − F ( ¯x, ¯y, . . .) . (8.2) Da ∆x, ∆y, . . . klein gegen ¯x, ¯y, . . . sind, kann als Näherung für F ( ¯x + ∆x, ¯y + ∆y, . . .) die Entwicklung nach Taylor unter Berücksichtigung nur der linearen Glieder
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