Das lernst du heute
- Mittel, Spannweite, Abweichung
- Ausreißer erkennen
Sechs Temperatursensoren im Gewächshaus melden 20, 21, 19, 20, 22 und 40 °C. Das Mittel ist 23,7 °C – und damit falsch für jede einzelne Ecke. Einer der Sensoren hängt neben der Heizung. Statistik zeigt dir, wie sehr eine Messreihe streut und welcher Wert aus der Reihe tanzt.
Mittel, Spannweite, Abweichung
| Kennzahl | Rechnung | sagt |
|---|---|---|
| Mittel | Summe / Anzahl | wo die Werte liegen |
| Spannweite | Maximum − Minimum | wie weit die Extreme auseinander sind |
| Standardabweichung | Wurzel aus dem Mittel der quadrierten Abstände zum Mittel | wie stark die Werte typischerweise streuen |
Die Spannweite ist schnell gerechnet, reagiert aber nur auf die beiden Extreme. Die Standardabweichung (σ) bezieht jeden Wert ein.
Zwei Durchläufe
Für σ brauchst du erst das Mittel und dann den Abstand jedes Werts dazu. Die Werte liegen im Stack, also gehst du zweimal durch:
runde2:
get wert db i
sub wert wert mittel # Abstand zum Mittel
mul wert wert wert # quadriert
add summe summe wert
add i i 1
blt i ANZAHL runde2
div abw summe ANZAHL
sqrt abw abw
Durch die Anzahl zu teilen ergibt die Abweichung der Messreihe selbst. Für Anlagen reicht das völlig.
Ausreißer erkennen
Eine gängige Faustregel: Ein Wert, der mehr als zwei Standardabweichungen vom Mittel entfernt liegt, ist verdächtig. Bei den sechs Sensoren oben ist σ ≈ 7,4 °C. Der 40-°C-Sensor liegt 16,3 °C über dem Mittel – mehr als 2 · 7,4. Die anderen liegen alle darunter.
sub wert wert mittel
abs wert wert
sgt wert wert tmp # tmp = 2 · σ
add aus aus wert
Liegen alle Werte gleich, ist σ = 0. Dann ist jeder noch so kleine Unterschied „mehr als zwei Abweichungen“. Prüfe deshalb mit sgt (echt größer) und nicht mit sge – bei σ = 0 und gleichen Werten bleibt der Abstand 0 und zählt nicht.
Ein Ausreißer verzieht auch das Mittel und σ selbst. Wer es genau braucht, rechnet nach dem Entfernen der Ausreißer ein zweites Mal. Für eine Warnlampe reicht der erste Durchgang.
Schaubild
Übung
Aufgabe
Sechs Messwerte stehen in w0 bis w5 und werden schon in den Stack gelegt. Berechne:
mittel= Mittelwertspann= Maximum − Minimumabw= Standardabweichung (durch die Anzahl teilen)aus= Zahl der Werte, die mehr als 2 ·abwvom Mittel entfernt sind
Hinweise
Hinweis 1
Erster Durchlauf: Summe, min und max. Danach Mittel und Spannweite.
Hinweis 2
Zweiter Durchlauf: Abstand zum Mittel quadrieren und aufsummieren, durch ANZAHL, sqrt.
Hinweis 3
Dritter Durchlauf: abs des Abstands mit sgt gegen 2 · abw vergleichen.
Quiz
4 Fragen. Ab 60 % ist das Quiz bestanden – die Auswertung macht der Server.
Tag abschließen
- Übung im Simulator bestanden
- Quiz mit mindestens 60 % bestanden
Ohne Konto wird der Fortschritt nur in diesem Browser gespeichert.
Fehler in dieser Lektion melden
Zum Melden bitte anmelden. Anmelden