Циклический алгоритм исследования. Типы измерений и характер ошибок в них. Обработка и анализ экспериментальных данных, страница 2

- изменение свойства оборудования во время работы;

- неконтролируемые изменения химического состава заготовки.

Классификация объектов исследования

1. По виду связи переменная/отклик (x/y)

1.1 статистические объекты: отклик (y) находится в стохастической/ корреляционной связи с фактором (x). Пример стохастической связи: зависимость характеристик качества готовых изделий от режимов обработки, от характеристик качества заготовки

1.2 детерминированные объекты. Для детерминированных объектов характерны функциональные связи: когда каждому значению аргумента соответствует определенное значение функции.

2. По управляемости

2.1 управляемые: объекты, результаты опытов на которых воспроизводятся. Воспроизводимость результатов характеризуется разбросом их значений. Если разброс не превышает некоторой заранее заданной величины (требования к точности эксперимента), то объект удовлетворяет требованию воспроизводимости результатов эксперимента .

2.2 не управляемые.

В дальнейшем будут рассматриваться статистические, управляемые объекты

Тема 3 Типы измерений и характер ошибок в них (блок Ш, рис 1)

Измерить физическую величину- это значит сравнить ее с величиной, принятой за единицу измерения. Измерения могут носить прямой и косвенный характер.

О прямых  измерениях говорят, когда х₁, х₂ … х_n определяются непосредственно по шкале прибора. При косвенных измерениях измеряются функции f(x₁, x_{2 …} x_n) от интересующих нас величин (проще сказать, при косвенных измерениях искомые значения вычисляются). В принципе, прямое измерение – частный случай косвенного, (когда зависимость имеет простейшую формулу z=a×x).

Примеры: Измерение плотности вещества (r = m/V) – косвенное измерение, где измерение массы – прямое измерение, измерение объема – тоже косвенное ((V=l b h), измерения l, b, h – прямые).

Классификация измерений

Измерения классифицируются по точности результатов на:

1)  эталонные (максимально возможная точность);

2)  контрольно-проверочные (выполняются при проверке приборов специальными метрологическими службами);

3)  технические (все остальные, с которыми мы будем иметь дело).

Следует помнить, что никакое измерение не может быть выполнено абсолютно точно, следовательно, измеренное значение не есть истинное значение измеряемой величины, а всегда содержит еще и погрешность (или ошибку измерения).

Ошибкой измерения Dназывается разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины 

D = х_изм - х_ист

такая ошибка называется абсолютной. Кроме того, ошибка может быть относительной и выражаться в %:

Поскольку истинное значение измеряемой величины неизвестно, то в задачу измерения входит не только нахождение самой величины, но и оценка допущенной при этом ошибки.

Ошибки измерения принято подразделять на:

1)  систематические

2)  случайные

3)  грубые (промахи)

Систематическая ошибка (D_с) – величина, которая остается постоянной на протяжении одной серии измерений или изменяется закономерно. Таким образом, искажения возникают всегда, когда имеют место обуславливающие их причины (неправильная установка прибора, наличие аппаратурных искажений, фоновых загрязняющих эффектов).

Основное свойство: систематические ошибки всегда односторонне влияют на результат измерений (только увеличивая или уменьшая их).

Пример:

1)  Если для измерения электропроводности материала взят кусок проволоки, имеющий где-то утолщение, то его R будет меньше расчетного, следовательно, его r (электропроводность) будет завышена.

2)  На нашем рынке: если в гире будет отверстие, то в результате таких измерений будет систематическая ошибка, в результате которой вы будете за 700-800 грамм платить как за 1 кг.

Классификация систематических ошибок

(1)  По источникам:

1.1 методические;

1.2 инструментальные;

1.3  личные.

 

(2)  По изменению во времени:

2.1 постоянные (рис. а)                                                 (a)