Fehlerbetrachtung bei Zählratenmessungen
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Voraussetzungen:
Es werde zunächst über eine Zeit To der Hintergrund No gezählt.
Sodann wird die zu messenden Probe über die Zeit T1 gezählt. Wir
haben also:
No √No
No ±√No in der Zeit To, --> No' = ──── ± ─── ,
To To
N1 √N1
N1 ±√N1 in der Zeit T1, --> N1' = ──── ± ─── ,
T1 T1
dabei sind die Zeiten To und T1 ohne Fehler. Die Signalrate Ns'
und deren Fehler ergibt sich dann nach:
Ns' = N1' - No' ,
┌ ┐½ ┌ N1 No ┐½
σ(Ns') = │σ²(N1') + σ²(No')│ = │ ──── + ──── │
└ ┘ └ T1² To² ┘ ,
┌ N1' No' ┐½
σ(Ns') = │ ──── + ──── │
└ T1 To ┘ .
Interessant ist das Signal-zu-Rausch Verhältnis S/N:
Ns' N1' - No'
S/N = ────── = ───────────────── ,
σ(Ns') ┌ N1' No' ┐½
│ ──── + ──── │
└ T1 To ┘
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ Ns' │
│ S/N = ───────────────────────────────── │
│ ┌ ┐½ │
│ │ ┌ 1 1 ┐ 1 │ │
│ │ No'∙│ ─── + ─── │ + Ns'∙ ─── │ │
│ │ └ T1 To ┘ T1 │ │
│ └ ┘ │
└─────────────────────────────────────────────┘ .
Wenn Ns' << No' und To >> T1 gilt, dann erhält man genähert:
┌───────────────────────────────────────────┐
│ ┌ ┐½ │
│ │ T1 │ │
│ S/N = Ns'∙│ ──── │ mit Ns'<< No, │
│ │ No' │ T1 << To. │
│ └ ┘ │
└───────────────────────────────────────────┘ .