Основы научных исследований: Учебное пособие, страница 28

Эти вопросы рассматриваются на разных уровнях в специальной литературе. На первых порах будущему инженеру необходимо познакомиться с вопросами оценки погрешностей, измерений: хотя бы в популярном виде [2]. Особенно надо обратить внимание на влияние ошибок измерения независимых: переменных на точность их функции (зависимой переменной), определяемой расчетом.

Методика эксперимента складывается из следующих ос­новных частей,

1. Программа эксперимента включает в себя от­веты на следующие вопросы:

что надо определить (зависимая переменная), что изме­рять (постановка задачи);

что принять за независимые переменные факторы);

как изменять варьируемое величины в процессе эксперимента, какие величины поддерживать постоянными, принимать ли фиксированные уровни изменения независимых переменных или давать им произвольные значения т. д.

Таким образом для составления программы экспериментатор должен принять по крайний мере несколько волевых решений, связанных с выбором ответа на поставленные выше вопросы.

2. Средства измерения и экспериментальная установка. Выбор экспериментальной техники оп­ределяется задачами эксперимента, необходимой точностью измерений, достоверностью получаемых результатов имею­щимися ресурсами и сроками проведения работы, Выбор из­мерительной техники определяется содержанием конкретного эксперимента.

С повышением требований к точности неизбежно возрас­тает стоимость эксперимента. Многие современные эксперименты, особенно в таких областях науки, как электроэнергетика, ядерная и космическая техника, являются исключительно дорогостоящими и требующими очень сложной техники.

3. План эксперимента, определяющий последова­тельность его проведения, должен быть направлен на умень­шение систематических ошибок и снижение влияния (рассеива­ние) случайных ошибок измерений. Разработке методов умень­шения ошибок, особенно в поисковых экспериментах, когда не известны взаимосвязи переменных, посвящена специальная теория, планирования эксперимента [8], основанная на теории вероятностей и математической статистике.

3. Обработка результатов измерений

Запись результатов. Любой эксперимент, независимо от его сложности, заканчивается представлением его результатов в виде описаний, графиков, таблиц, формул. Аккуратность записи результатов измерений в процессе эксперимента име­ет важное значение для последующего их оформления, про­верки, обобщения. Каждый экспериментатор вырабатывает для себя наиболее удобную форму ведения записи в процессе работы. Наиболее распространены две формы ведения запи­сей:

на отдельных листках. Результаты каждого опы­та записываются на одном отдельном листе. Это удобно, ког­да потребуется сопоставлять результаты разных опытов, осо­бенно после окончания работы. При оформлении отчета мож­но собрать вместе результаты опытов, проводившихся в раз­ное время и т. д. Для записи в каждом случае можно использовать более удобную бумагу: для текста — в линейку, для таблиц — в клетку, для графиков — миллиметровку. Однако способ записи на листках связан с очень большим недостат­ком: отдельные записи не очень удобно хранить, листки могу теряться по прошествии времени, а восстановить утерянное не возможно;

в одной рабочей тетради все записи, занесен­ные в нее в хронологической последовательности, сохраняют­ся надежно. Но пользоваться такой тетрадью не всегда удоб­но: результаты разрознены, важные записи чередуются со вто­ростепенными, объединять и сопоставлять результаты разных опытов трудно. Но зато все в одном месте.

Видимо, удобней всего сочетание обоих способов ведения записей: результаты однородных опытов записывать на от­дельных листах, но обязательно вести одну общую тетрадь, в которую записывать все вопросы, которые возникают в ра­боте, технические дачные, литературные источники, Полезна такая тетрадь и для записи мыслей, которые возникают по путно и могут быть предметом последующего анализа или продолжения исследования.

В любых случаях и в любой форме при записи результатов измерений надо придерживаться некоторых практических правил. С ними студентов знакомят обычно еще в самом на­чале обучения, например в физической лаборатории. Но, к сожалению, не всегда студенты, занимаясь в лабораториях специальных кафедр, придерживаются их. Напомним:

1) записи измерений необходимо делать немедленно после измерения и без всякой обработки, и без каких-либо подсчетов  (перевода   значении в уме с учетом масштаба или пересчета единиц измерения). Записывать показания приборов надо без каких-либо их преобразовании в уме.

Здесь правило очень простое, «посмотрите, запишите, проверьте и не забудьте записать номер и тип прибора, не исключено, что данные придется йотом перепроверять)

2)   следует избегать всякого    переписывания. Некоторые студенты из ложного опасения испортить бланк или лабораторной работы сначала записывают результаты измерений на стенде на каких-либо клочках бумаги, а затем уже за столом переписывают их в тетрадь. Это вредная    привычка. К чему она ведет? Перечислим главные минусы такой «технологии» работы.

лишняя потеря времени,

возможность возникновения ошибок при неаккуратной записи и при переписывании;

невозможно избежать непроизвольного отбора данных при переписывании. Показавшийся ошибочным результат не переписывается и выпадает из последующего анализа,

не сохраняются первичные данные.

Необходимо принимать за правило «вес первичные данные измерений должны быть сохранены», переписывание данных полезно лишь при условии сохранения первичных записей Еще два правила:

3) не записывать слишком тесно и мелко Такая «экономия» бумаги пользы не приносит. Бумага, хоть и дефицитна но все же стоит дешевле возможных последствий ошибок, из за неразборчивых записей

4) не следует переправлять цифры в записях (при обнаружении ошибки надо зачеркнуть написанное и написать вновь)

В перечисленных «истинах» нет ничего нового ни для студента, ни, тем более для молодого инженера. Тем не. меже, пренебрежение этими простыми правилами приводит к раз личным ошибкам. Ошибка всегда обходится дороже, чем мнимая «экономия» труда, которой часто объясняют те или иные «упрощения». Всегда дешевле сделать сразу правильно, чем потом переделывать.