跳到主要内容
哒哒星球DADA PLANET

Skill · 已公开版本

uncertainty-and-units · 让单位换算和误差传播跟着计算走

使用 pint 与 uncertainties 跟踪物理单位、测量不确定度和相关性,检查量纲、有效数字与数量级。

先看看示例

作者提供的示例,实际效果取决于你的输入和使用工具。

输入

长度 10.0 cm,标准不确定度 0.1 cm;宽度 2.00 cm,标准不确定度 0.02 cm;两者独立,面积 A=L×W。

输出

编辑示例 · 未运行
面积:A=20.0 cm²。
一阶传播:u(A)=√[(W·u(L))²+(L·u(W))²]
=√[(2.00×0.1)²+(10.0×0.02)²]≈0.28 cm²。
报告:A=(20.00±0.28) cm²,± 后为标准不确定度,k=1;未包含未提供的系统误差。
若两次测量相关,需加入协方差项后重算。

方法说明

使用 pint 与 uncertainties 跟踪物理单位、测量不确定度和相关性,检查量纲、有效数字与数量级。

具体任务

计算矩形面积及测量不确定度:使用 pint 与 uncertainties 跟踪物理单位、测量不确定度和相关性,检查量纲、有效数字与数量级。

审查单位混用的计算:追踪单位转换、偏移单位和无量纲化位置,检查是否过早转为普通数值。

必需材料

量值、单位与标准不确定度

计算公式与变量相关关系

可选材料

仪器校准信息

覆盖因子需求

使用门槛

清楚给的是标准不确定度还是置信区间,并区分绝对温度与温差。

这个 Skill 额外提供的方法

把单位、误差来源和传播假设保留在计算中,最终结果与有效数字一起交付。

编辑示例(未运行)

计算矩形面积及测量不确定度

任务:请根据下面的示例材料完成计算矩形面积及测量不确定度,把判断依据和待确认事项写清楚。

输入:
长度 10.0 cm,标准不确定度 0.1 cm;宽度 2.00 cm,标准不确定度 0.02 cm;两者独立,面积 A=L×W。

结果片段:
面积:A=20.0 cm²。
一阶传播:u(A)=√[(W·u(L))²+(L·u(W))²]
=√[(2.00×0.1)²+(10.0×0.02)²]≈0.28 cm²。
报告:A=(20.00±0.28) cm²,± 后为标准不确定度,k=1;未包含未提供的系统误差。
若两次测量相关,需加入协方差项后重算。

把单位、误差来源和传播假设保留在计算中,最终结果与有效数字一起交付。 该片段是编辑示例,用于说明交付形态,未运行上游技能。

首次任务

请使用「让单位换算和误差传播跟着计算走」完成「计算矩形面积及测量不确定度」。
任务要求:把单位、误差来源和传播假设保留在计算中,最终结果与有效数字一起交付。

我的必需材料:
- 量值、单位与标准不确定度:[请填写或粘贴]
- 计算公式与变量相关关系:[请填写或粘贴]

请基于上述实际材料输出:量纲检查、误差传播或不确定度预算、按有效数字整理的结果和假设。缺少依据的地方单列为待确认,不编造事实;未执行的操作或测试明确标为未执行。

验收要求:
1. 输入单位与输出量纲一致。
2. 相关性和覆盖因子明确。
3. 结果舍入不早于中间计算。

验收方法

输入单位与输出量纲一致

相关性和覆盖因子明确

结果舍入不早于中间计算

依赖与准备

手算和导读不要求执行工具。运行固定来源数值 CLI 需 Python 3.12+、uv、pint、uncertainties、NumPy 与 SciPy;源记录的可复现组合为 pint 0.25.3、uncertainties 3.2.3、NumPy 2.5.1、SciPy 1.18.0。静态单位审计器只用 Python 标准库。pint-pandas/pint-xarray 是额外集成,不是本示例必需项。

使用边界

忽略相关性会改变误差传播结果,未知相关关系需列为假设。

线性近似对强非线性或边界问题可能失效,应评估模拟方法。

排错

误差明显小得不合理:检查把百分比当绝对值、重复使用同一测量却假定独立等问题。

摄氏温度计算出异常结果:区分绝对温度和温差,避免把带偏移单位直接相乘。

固定来源

https://github.com/K-Dense-AI/scientific-agent-skills/blob/49c6e97775eaa18ba791bebe23162a70ae601c18/skills/uncertainty-and-units/SKILL.md