European knowledge baseEuropean calibration knowledge platform
Measurement uncertainty · haladó modul

Covariance matrix and correlated inputs

Correct construction and propagation of the joint uncertainty structure of input quantities, including positive-semidefinite checks.

Covariance matrix and correlated inputs vizuális összefoglaló

Correct construction and propagation of the joint uncertainty structure of input quantities, including positive-semidefinite checks.

Covariance matrix and correlated inputs knowledge map
A témakör modellalkotási, calculationi és validálási lánca.
ΣKözponti fogalom
05Mély szakmai fejezet
03Elsődleges forrás

1. Miért nem elég az egyedi standard uncertainty?

Ha két bemeneti quantity ugyanabból az measurement standardból, korrekcióból, környezeti measurementből vagy illesztésből származik, akkor róluk nem áll rendelkezésre független információ. Az egyedi standard deviationok mellett a közös változásukat leíró kovarianciákat is meg kell adni. Ezek együtt alkotják a bemeneti kovarianciamátrixot.

Σ_X = [u(x_i,x_j)]A főátló elemei varianciák, a főátlón kívüliek kovarianciák.

2. Korrelációs együttható és kovariancia

u(x_i,x_j)=r_ij·u(x_i)·u(x_j)−1 ≤ rᵢⱼ ≤ 1

A correlations együttható dimenzió nélküli, de önmagában is not sufficient a propagáláshoz: a standard uncertaintyokkal együtt kell kezelni. A nulla correlation nem mindig jelent fizikai függetlenséget, és a függetlenséget nem szabad pusztán kényelmi feltételezésként applyni.

3. Mátrixos uncertaintyterjedés

Σ_Y = C Σ_X CᵀC a kimenetek bemenetek szerinti érzékenységi mátrixa.

Egyetlen kimenetnél C egy sorvektor, és az result egyetlen variancia. Több kimenetnél a teljes kimeneti kovarianciamátrix megmarad, therefore az resultek közötti correlation későbbi calculationokban továbbvihető.

4. A mátrix matematikai validitye

Egy kovarianciamátrixnak szimmetrikusnak és pozitív szemidefinitnek kell lennie. Ellenkező esetben olyan „negatív varianciájú” lineáris kombináció létezne, amely fizikailag és matematikailag értelmetlen. Gyakori hiba az egymástól függetlenül becsült páronkénti correlationk összeillesztése, amely globálisan nem ad valid mátrixot.

Qualityellenőrzés

A sajátvalueek numerikus ellenőrzése, a Cholesky-resolution és a szimmetria vizsgálata gyorsan feltárja a hibás kovarianciaszerkezetet.

5. Tipikus correlationsources

ForrásKorreláció okaHelyes kezelés
Közös referenciaUgyanaz a calibrationi korrekció hat több pontraKözös véletlen változó vagy teljes kovarianciamátrix
Kalibrációs görbeAz illesztett paraméterek együtt változnakParaméterkovariancia propagálása
Közös környezeti measurementAzonos temperatureadat több resulthezMegosztott bemenet
NormalizálásAz összegre vagy referenciára osztás függőséget hoz létreTöbbkimenetű modell

Elsődleges szakmai sources

A normatív vagy hivatalos szöveg mindenkori hatályos kiadása az irányadó. A cikk a sources szakmai értelmezése, nem azok helyettesítője.

  1. JCGM 100:2008 — Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement
    A standard uncertainty, a kovariancia, a linearizált uncertaintyterjedés és a kibővített uncertainty alapdokumentuma.
  2. JCGM 102:2011 — Extension to any number of output quantities
    A több kimeneti quantityet adó measurement modellek, közös distributionok és kovarianciamátrixok kezelése.
  3. JCGM GUM-6:2020 — Developing and using measurement models
    Részletes útmutató measurement modellek kialakításához, validálásához, számítógépes megvalósításához és dokumentálásához.
Position in the knowledge system

Recommended next steps

Measurement uncertainty áttekintése →
Foundation szint2 perc estimated reading7 fejezet
Qualitybiztosítási megjegyzés

A definíciókat, matematikai összefüggéseket, laboratóriumi értelmezéseket és példákat elkülönítettük. A képletek dimenzióját, a belső terminológiai következetességet és a hivatkozásokat editi ellenőrzésnek vetettük alá.

Haladó learning path

Folytassa rendszerben