Erweiterung des Messwert-Diagramms mit Fehlerbalken #311

rhoeflmeir commented 2025年11月09日 11:17:43 +01:00

Hallo,
ich würde mich sehr freuen, wenn sich in das Messwert-Diagramm Fehlerbalken aufnehmen liesen. Konkret könnte ich mir gut vorstellen, dass unter dem Register Details zusätzliche Auswahlmölgichkeiten zu absolutem und relativen Fehler sind, die man separat für die x- und y-Werte eingeben kann. Optimal wäre es dann, wenn bei der Auswertung sich auch bei linearen Funktionen die Ausgleichskurve im maximalen und im minimalen Fehlerbereich anzeigen liesen und/ oder, wenn die Fehlerbalken bei Achsentransformation mit transformieren würden.
Liebe Grüße

Hallo, ich würde mich sehr freuen, wenn sich in das Messwert-Diagramm Fehlerbalken aufnehmen liesen. Konkret könnte ich mir gut vorstellen, dass unter dem Register Details zusätzliche Auswahlmölgichkeiten zu absolutem und relativen Fehler sind, die man separat für die x- und y-Werte eingeben kann. Optimal wäre es dann, wenn bei der Auswertung sich auch bei linearen Funktionen die Ausgleichskurve im maximalen und im minimalen Fehlerbereich anzeigen liesen und/ oder, wenn die Fehlerbalken bei Achsentransformation mit transformieren würden. Liebe Grüße

tk100 commented 2025年11月09日 18:00:11 +01:00

Vielen Dank für den Vorschlag! Und gleich viele Fragen zu Details:

1. sollen die Messwerte (Kreuze) noch angezeigt werden, wenn Fehlerbalken aktiviert sind? Ich tendiere zu nein, denn es wird einerseits schnell unübersichtlich - außerdem liegen Messwerte nach der Transformation nicht mehr mittig im Fehlerbereich.

2. verstehe ich es richtig, dass es drei Typen von Fehlerbalken geben sollte, zwischen denen der Nutzer wählen kann: nur in x-Richtung, nur in y-Richtung und in x-/y-Richtung?

3. wie soll der Fehlerbereich graphisch dargestellt werden, wenn Fehler in x- und y-Richtung dargestellt werden? Ich tendiere zu gekreuzten Fehlerbalken.

4. ein Problem sehe ich mit dem Platzbedarf, denn 4 Eingabefehler (falls Fehler für x- und y-Werte eingegeben werde) sind auf kleinen Bildschirmen sicher zu eng (→ Smartphones). Vielleicht sollten wir den Fehler jeweils unter dem Wert eingeben lassen, so dass es zwei spalten bleiben?

5. folgenden Satz verstehe ich nicht "Optimal wäre es dann, wenn bei der Auswertung sich auch bei linearen Funktionen die Ausgleichskurve im maximalen und im minimalen Fehlerbereich anzeigen liesen". Könnten Sie evtl. eine Skizze einstellen, wie dies graphisch aussehen sollte?

6. Noch eine Idee: Wir könnten auch den mittleren Quadratischen Fehler ausgeben, wenn eine Ausgleichsgerade dargestellt wird.

Vielen Dank für den Vorschlag! Und gleich viele Fragen zu Details: 1. sollen die Messwerte (Kreuze) noch angezeigt werden, wenn Fehlerbalken aktiviert sind? Ich tendiere zu nein, denn es wird einerseits schnell unübersichtlich - außerdem liegen Messwerte nach der Transformation nicht mehr mittig im Fehlerbereich. 2. verstehe ich es richtig, dass es drei Typen von Fehlerbalken geben sollte, zwischen denen der Nutzer wählen kann: nur in x-Richtung, nur in y-Richtung und in x-/y-Richtung? 3. wie soll der Fehlerbereich graphisch dargestellt werden, wenn Fehler in x- und y-Richtung dargestellt werden? Ich tendiere zu gekreuzten Fehlerbalken. 4. ein Problem sehe ich mit dem Platzbedarf, denn 4 Eingabefehler (falls Fehler für x- und y-Werte eingegeben werde) sind auf kleinen Bildschirmen sicher zu eng (→ Smartphones). Vielleicht sollten wir den Fehler jeweils unter dem Wert eingeben lassen, so dass es zwei spalten bleiben? 5. folgenden Satz verstehe ich nicht "Optimal wäre es dann, wenn bei der Auswertung sich auch bei linearen Funktionen die Ausgleichskurve im maximalen und im minimalen Fehlerbereich anzeigen liesen". Könnten Sie evtl. eine Skizze einstellen, wie dies graphisch aussehen sollte? 6. Noch eine Idee: Wir könnten auch den mittleren Quadratischen Fehler ausgeben, wenn eine Ausgleichsgerade dargestellt wird.

tk100 commented 2025年12月07日 19:13:17 +01:00

Ich habe einen ersten Entwurf in das Labor gestellt: https://mintapps.org/html/mint-plot-dev.html
Trifft dies die Anforderung?

Ich habe einen ersten Entwurf in das Labor gestellt: https://mintapps.org/html/mint-plot-dev.html Trifft dies die Anforderung?

rhoeflmeir commented 2025年12月11日 18:26:56 +01:00

Hallo,
für die untransformierte Darstellung finde ich es sehr gelungen. Vielen Dank schon einmal hierfür!

Mir fehlt tatsächlich noch, dass der Fehler bei einer Achsentransformation mit-transformiert. Bedeutet, wenn ich die x-Achse zu 1/x transformiere und einen Fehler von z.B. 2cm absolut in x-Richtung habe, dass dann im transformierten Diagramm der Fehler zu 1/2 sich ändert.

zu 5. folgenden Satz verstehe ich nicht "Optimal wäre es dann, wenn bei der Auswertung sich auch bei linearen Funktionen die Ausgleichskurve im maximalen und im minimalen Fehlerbereich anzeigen liesen". Könnten Sie evtl. eine Skizze einstellen, wie dies graphisch aussehen sollte?

Das ganze wird hier ganz gut dargestellt: Link max min Steigung

zu 6. Noch eine Idee: Wir könnten auch den mittleren Quadratischen Fehler ausgeben, wenn eine Ausgleichsgerade dargestellt wird.

Fände ich sehr gut! Ich glaube das wurde aber noch nicht implementiert, oder?

Hallo, für die untransformierte Darstellung finde ich es sehr gelungen. Vielen Dank schon einmal hierfür! Mir fehlt tatsächlich noch, dass der Fehler bei einer Achsentransformation mit-transformiert. Bedeutet, wenn ich die x-Achse zu 1/x transformiere und einen Fehler von z.B. 2cm absolut in x-Richtung habe, dass dann im transformierten Diagramm der Fehler zu 1/2 sich ändert. zu 5. _folgenden Satz verstehe ich nicht "Optimal wäre es dann, wenn bei der Auswertung sich auch bei linearen Funktionen die Ausgleichskurve im maximalen und im minimalen Fehlerbereich anzeigen liesen". Könnten Sie evtl. eine Skizze einstellen, wie dies graphisch aussehen sollte?_ Das ganze wird hier ganz gut dargestellt: [Link max min Steigung](https://physingo.blogspot.com/2015/05/dieser-post-geht-uber-das-plotten-von.html) zu 6. _Noch eine Idee: Wir könnten auch den mittleren Quadratischen Fehler ausgeben, wenn eine Ausgleichsgerade dargestellt wird._ Fände ich sehr gut! Ich glaube das wurde aber noch nicht implementiert, oder?

tk100 commented 2025年12月12日 19:32:19 +01:00

1. Die Fehler werden nun mit transformiert. Ich habe den einfachen Weg gewählt, die Grenzen der nicht transformierten Darstellung in das neue Koordinaten-System umzurechnen. Damit sind die Balken nach der Transformation nicht mehr symmetrisch. Aus meiner Sicht, ist das unseren Schüler/-innen auch am einfachsten zu vermitteln (da sie die Werte probehalber umrechnen können).

2. Die Ausgleichskurven für verschiedene lineare Funktionen darzustellen ist eine recht spezifische Anforderung, die ich nicht implementieren möchte. Mir sind das zu viele Fallunterscheidungen, die die App schnell zu komplex machen.

3. Der MSE ist eine sehr gute Idee! Ich habe ihn eben implementiert. Er wird immer für die transformierten Koordinaten berechnet. Unsicher bin ich, wo ich den Wert noch unterbringen kann, ohne dass er stört (wieder das Thema Komplexität). Daher habe ich alternativ in zwei Karten angegeben (einmal bei Parameter, einmal im Graphen). Welche Alternative halten Sie für besser geeignet?

4. Eine Idee: Optional könnten wir auch ein Eingabefeld für eine beliebige "Fit-Funktion" integrieren. Diese wird dann zusammen mit den Messdaten gezeichnet, außerdem der mittlere Quadratische Fehler berechnet. Das würde auch einen Teil Ihrer Idee von 2. abdecken.

1. Die Fehler werden nun mit transformiert. Ich habe den einfachen Weg gewählt, die Grenzen der nicht transformierten Darstellung in das neue Koordinaten-System umzurechnen. Damit sind die Balken nach der Transformation nicht mehr symmetrisch. Aus meiner Sicht, ist das unseren Schüler/-innen auch am einfachsten zu vermitteln (da sie die Werte probehalber umrechnen können). 2. Die Ausgleichskurven für verschiedene lineare Funktionen darzustellen ist eine recht spezifische Anforderung, die ich nicht implementieren möchte. Mir sind das zu viele Fallunterscheidungen, die die App schnell zu komplex machen. 3. Der MSE ist eine sehr gute Idee! Ich habe ihn eben implementiert. Er wird immer für die transformierten Koordinaten berechnet. Unsicher bin ich, wo ich den Wert noch unterbringen kann, ohne dass er stört (wieder das Thema Komplexität). Daher habe ich alternativ in zwei Karten angegeben (einmal bei Parameter, einmal im Graphen). Welche Alternative halten Sie für besser geeignet? 4. Eine Idee: Optional könnten wir auch ein Eingabefeld für eine beliebige "Fit-Funktion" integrieren. Diese wird dann zusammen mit den Messdaten gezeichnet, außerdem der mittlere Quadratische Fehler berechnet. Das würde auch einen Teil Ihrer Idee von 2. abdecken.

rhoeflmeir commented 2025年12月14日 11:27:29 +01:00

1. Vielen Dank! Funktioniert auch wunderbar
2. Verstehe ich. Da finde ich 4. als Option sehr sinnvoll. Gäbe es hier die möglichkeit diese beliebige Fit-Funktion zum theoretischen Fit ein- und auszublenden? Dann könnte man z.B. auch direkt die sich im Versuch ergebende Funktion mit der theoretischen vergleichen.
3. Ich glaube er ist besser bei den Parametern untergebracht. Vor allem wenn das Bild für Leistungsnachweise verwendet wird, könnte der MSE vielleicht eher irritieren.

1. Vielen Dank! Funktioniert auch wunderbar 2. Verstehe ich. Da finde ich 4. als Option sehr sinnvoll. Gäbe es hier die möglichkeit diese beliebige Fit-Funktion zum theoretischen Fit ein- und auszublenden? Dann könnte man z.B. auch direkt die sich im Versuch ergebende Funktion mit der theoretischen vergleichen. 3. Ich glaube er ist besser bei den Parametern untergebracht. Vor allem wenn das Bild für Leistungsnachweise verwendet wird, könnte der MSE vielleicht eher irritieren.

tk100 commented 2025年12月16日 17:56:20 +01:00

Alles gar nicht so einfach :-) Ich habe festgestellt, dass die Einheiten bisher bei Anwendung einer Fit-Funktion nicht immer korrekt dargestellt wurden. Nachdem ich das korrigiert hatte (Stunden später...) habe ich festgestellt, dass die Funktionen dann quasi nicht mehr lesbar sind. Schließlich habe ich folgendes umgesetzt:

• keine Einheiten mehr bei Fit-Funktionen (sie beziehen sich immer auf die aktuell dargestellten Achsen im Diagramm)
• Fit-Funktionen werden jetzt in der Karte "Einstellungen" angezeigt (und sind damit nicht mehr "im Weg" im Graphen
• Die Terme der Fit-Funktionen werden immer im "Mathe-Stil", d.h. als f(x)=... dargestellt (unabhängig von der Bezeichnung der Achsen im Diagramm).
• Neben den vorgefertigten Fit-Funktionen kann eine eigene Funktion (wieder als f(x)=...) eingegeben werden, um manuell eine Anpassung zu versuchen.

Soweit so gut. Aber nun wird es noch komplizierter:

• Die Fit-Funktionen beziehen sich immer auf das aktuell dargestellte Koordinatensystem (das unter Umständen transformierte Achsen besitzt)
• Der mittlere quadratische Fehler (mse) jedoch auf die tatsächlich auftretenden Abweichungen der Messwerte (in deren Einheit zum Quadrat).

Wäre es logischer, den mse auch im transformierten Achsen-System anzugeben? Oder soll er nur angezeigt werden, wenn die Ordinate nicht transformiert ist (weil dann die Werte konsistent sind)?

Alles gar nicht so einfach :-) Ich habe festgestellt, dass die Einheiten bisher bei Anwendung einer Fit-Funktion nicht immer korrekt dargestellt wurden. Nachdem ich das korrigiert hatte (Stunden später...) habe ich festgestellt, dass die Funktionen dann quasi nicht mehr lesbar sind. Schließlich habe ich folgendes umgesetzt: - keine Einheiten mehr bei Fit-Funktionen (sie beziehen sich immer auf die aktuell dargestellten Achsen im Diagramm) - Fit-Funktionen werden jetzt in der Karte "Einstellungen" angezeigt (und sind damit nicht mehr "im Weg" im Graphen - Die Terme der Fit-Funktionen werden immer im "Mathe-Stil", d.h. als f(x)=... dargestellt (unabhängig von der Bezeichnung der Achsen im Diagramm). - Neben den vorgefertigten Fit-Funktionen kann eine eigene Funktion (wieder als f(x)=...) eingegeben werden, um manuell eine Anpassung zu versuchen. Soweit so gut. Aber nun wird es noch komplizierter: - Die Fit-Funktionen beziehen sich immer auf das aktuell dargestellte Koordinatensystem (das unter Umständen transformierte Achsen besitzt) - Der mittlere quadratische Fehler (mse) jedoch auf die tatsächlich auftretenden Abweichungen der Messwerte (in deren Einheit zum Quadrat). Wäre es logischer, den mse auch im transformierten Achsen-System anzugeben? Oder soll er nur angezeigt werden, wenn die Ordinate nicht transformiert ist (weil dann die Werte konsistent sind)?

schilchris commented 2025年12月16日 18:25:01 +01:00

Also ich persönlich finde es gut, den mse auf die tatsächlich auftretenden Fehler zu beziehen. Denn ist es nicht so, dass der mse vor allem dazu da ist, verschiedene Fit-Funktionen in deren Güte miteinander zu vergleichen? Wäre der mse auf die transformierten Werte bezogen, würde doch ein Vergleich schwer fallen, oder?

Also ich persönlich finde es gut, den mse auf die tatsächlich auftretenden Fehler zu beziehen. Denn ist es nicht so, dass der mse vor allem dazu da ist, verschiedene Fit-Funktionen in deren Güte miteinander zu vergleichen? Wäre der mse auf die transformierten Werte bezogen, würde doch ein Vergleich schwer fallen, oder?

rhoeflmeir commented 2025年12月16日 21:25:45 +01:00

Ich würde da Chris zustimmen.
Wäre es möglich die eigene Funktion auch zusätzlich zu einem Fit anzuzeigen? Also z.B. als Vergleichskurve.

Ich würde da Chris zustimmen. Wäre es möglich die eigene Funktion auch zusätzlich zu einem Fit anzuzeigen? Also z.B. als Vergleichskurve.

tk100 commented 2025年12月17日 19:44:17 +01:00

Eben habe ich die nächste Version ins Labor gestellt:

• Aktualisierung der Dokumentation im Tab "Information"
• Speichern / Laden unterstützt nun auch die Messfehler und Fit-Funktion
• Statt dem Mittleren quadratischen Fehler gebe ich nun die Wurzel aus dem mittleren quadratischen Fehler aus (RSM-Abweichung). Der Wert ist so aus meiner Sicht passender, da er nun dem Standardfehler der Regression entspricht
• Mehrere Funktione (d.h. automatische und user-generierte Fits) gleichzeitig möchte ich nicht unterstützen. Dadurch wird sowohl die Logik als auch die Anzeige wieder deutlich komplexer (mehrere Felder mit Funktionen, mehrere Felder mir RSM-Abweichungen).

Könntet ihr bitte nochmals einen fachlichen Blick auf die App werfen, im Anschluss würde ich sie zum Testen an hgu weitergeben.

Eben habe ich die nächste Version ins Labor gestellt: - Aktualisierung der Dokumentation im Tab "Information" - Speichern / Laden unterstützt nun auch die Messfehler und Fit-Funktion - Statt dem Mittleren quadratischen Fehler gebe ich nun die Wurzel aus dem mittleren quadratischen Fehler aus (RSM-Abweichung). Der Wert ist so aus meiner Sicht passender, da er nun dem Standardfehler der Regression entspricht - Mehrere Funktione (d.h. automatische und user-generierte Fits) gleichzeitig möchte ich nicht unterstützen. Dadurch wird sowohl die Logik als auch die Anzeige wieder deutlich komplexer (mehrere Felder mit Funktionen, mehrere Felder mir RSM-Abweichungen). Könntet ihr bitte nochmals einen fachlichen Blick auf die App werfen, im Anschluss würde ich sie zum Testen an hgu weitergeben.