Файл: Выполнить обработку результатов многократных прямых измерений.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2023

Просмотров: 20

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.




Выполнить обработку результатов многократных прямых измерений
Таблица 1 – Исходные данные




Номер варианта

3

1

7,95

2

7,958

3

7,958

4

7,958

5

7,96

6

7,96

7

7,96

8

7,955

9

7,955

10

7,955

11

7,952

12

7,952

13

7,952

14

7,953

15

7,953

16

7,953

17

7,958

18

7,957

19

7,958

20

7,942

21

7,943

22

7,943

23

7,949

24

7,949

25

7,949

26

7,957

27

7,957

28

7,957

29

7,948

30

7,948

31

7,948

32

7,946

33

7,946

34

7,946


Выполнение
Сведений об известных систематических погрешностях нет.

Вычисляем среднее арифметическое результатов наблюдений по формуле:
, (1)
где
– результат i-го единичного измерения;

n – число единичных измерений в ряду.

Результат вычисления приведен на рисунке 1 в ячейке D2.

Вычисляем СКО – среднеквадратическое отклонение. Так как число измерений n=34>20, то используем формулу:
. (2)
Результат вычисления приведен на рисунке 1 в ячейке D3.

Оценку случайной погрешности среднего арифметического значения результата измерений проводим путем вычисления среднего арифметического
. (3)
Результат вычисления приведен на рисунке 1 в ячейке D6.

Проверяем гипотезу о нормальности распределения результатов наблюдения. При числе результатов 15

Рисунок 1 – Результаты вычислений
Критерий 1.

Вычисляем отношение:
, (4)
где – смещенное среднее квадратическое отклонение, вычисляемое по (2),

Вычисляем (столбец В1-В35 на рисунке 1).

Вычисляем (столбец С1-С35 на рисунке 1).

Вычисляем (ячейка D8 на рисунке 1).

Результат вычисления приведен на рисунке 1 в ячейке D10.

Результаты измерений в ряду считают распределенными нормально, если:
, (5)
где и квантили распределения, получаемые из таблицы Б.1 [1] по n,

и ( ).

Примем =0,02, тогда согласно таблице Б.1 [1] при n=34, =1 % и ( )=99 % получаем =0,7139 и =0,8788 (ячейки D11 и D12 соответственно на рисунке 1).

Как видно неравенство (5) выполняется . Это означает, что в соответствии с первым критерием (при уровне значимости =0,02) результаты измерений распределены по нормальному закону.

Критерий 2.

Считают, что результаты измерений принадлежат нормальному распределению, если не более m разностей удовлетворяют неравенству:
, (6)
где – верхний квантиль распределения нормированной функции Лапласа, отвечающий вероятности Р/2.

Значения вероятности Р определяют из таблицы Б.2 [1] по выбранному уровню значимости , и числу результатов измерений n, а зависимость от Р по таблице Б.3 [1].

Примем =0,02, тогда при n=34 согласно таблице Б.2 [1] Р=0,98, а m=2 (ячейки D15 и D16 соответственно на рисунке 1). По таблице Б.3 [1] определяем =2,33 (ячейка D18 на рисунке 1).

Результат вычисления приведен на рисунке 1 в ячейке D19.

Как видно неравенство (6) не выполняется ни разу, то есть ни одна разность
не превышает значения .

Таким образом, оба критерия говорят о том, что распределение результатов измерений с уровнем значимости 0,04 можно признать нормальным.

Определяем наличие грубых погрешностей и промахов по критерию Граббса (ГОСТ 8.736–2011 [1]). Для этого вычисляют критерии Граббса и , предполагая, что наибольший (ячейка D21 на рисунке 1) или наименьший (ячейка D24 на рисунке 1) результат измерений вызван грубыми погрешностями:
, (7)
. (8)
Вычисляем (ячейка D22 на рисунке 1).

Вычисляем (ячейка D25 на рисунке 1).

Результаты вычисления и приведены на рисунке 1 в ячейках D23 и D26 соответственно.

Теоретическое значение критерия Граббса при уровне значимости q=5 % определяем по таблице А.1 [1] (ячейка D27 на рисунке 1).

Если > , то исключают как маловероятное значение. Если >
, то исключают как маловероятное значение.

Поскольку < и < , то и не считаем промахами и сохраняем в ряду результатов измерений.

Определяем доверительные границы случайной погрешности ε по формуле:
, (9)
где – коэффициент распределения Стьюдента при заданной доверительной вероятности Р и числе наблюдений n, определяемый по таблице Д.1 [1].

При доверительной вероятности Р=0,95 и числе наблюдений n=34 по таблице Д.1 [1] определяем =2,03 (ячейка D28 на рисунке 1).

Результат вычисления приведен на рисунке 1 в ячейке D29.

Вычисленные минимальное и максимальное значения приведены на рисунке 1 в ячейках D30 и D31 соответственно.

Запишем результат измерения с учётом правил округления:
, Р=0,95.


Список литературы
1. ГОСТ 8.736–2011 Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений.

2. Сергеев, А. Г. Метрология, стандартизация и сертификация : учебник / А. Г. Сергеев, В. В. Терегеря. – М. : Издательство Юрайт ; ИД Юрайт, 2011. – 820 с. Серия : Основы наук.

3. Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация: Учебник. – 5-е изд., перераб. и доп. – М. : Юрайт-Издат. 2005. – 345 с.

4. Метрология [Текст] : учебник для студентов технических специальностей / А. А. Брюховец [и др.] ; ред. С. А. Зайцев. - 2-е изд., перераб. и доп. – М. : ФОРУМ, 2011. – 464 с.50>