Смекни!
smekni.com

Статистическая обработка результатов прямых многоразовых измерений с независимыми равноточными (стр. 1 из 2)

Розрахунково-графічне завдання

з теми:

«Статистична обробка результатів прямих багаторазових вимірювань з незалежними рівноточними спостереженнями»

Виконала:

Студентка групиАП-48б

Арсентьєва К.Г.

Харків 2010


Исходные данные

Экспериментально получены результаты серии наблюдений напряжения U постоянного размера. Результаты наблюдений считаются независимыми и равноточными (по условиям эксперимента). В общем случае они могут содержать систематическую и случайную составляющие погрешности измерений. Указана доверительная вероятность P=0,95 результата измерения.

Задание

По результатам многократных наблюдений определить наиболее достоверное значение измеряемой физической величины и его доверительные границы.

Таблица 1

U(1)=170.02 U(17)=170.20
U(2)=170.41 U(18)=170.30
U(3)=169.95 U(19)=169.59
U(4)=170.17 U(20)=169.95
U(5)=169.95 U(21)=169.77
U(6)=170.01 U(22)=169.84
U(7)=170.26 U(23)=169.95
U(8)=190.23 U(24)=159.84
U(9)=169.84 U(25)=170.33
U(10)=169.73 U(26)=169.73
U(11)=169.74 U(27)=169.91
U(12)=170.21 U(28)=170.35
U(13)=169.76 U(29)=170.20
U(14)=169.67 U(30)=169.88
U(15)=169.83 U(31)=169.60
U(16)=170.35 U(32)=170.50

Доверительная вероятность: P= 0, 99

Доверительные границы:

Разрядность: 5 разрядов*

Количество наблюдений: n = 32

Обработка результатов измерений

Анализируем серию наблюдений на наличие промахов. Если они имеются, то их необходимо исключить из дальнейшей обработки.

При анализе обнаружен один промах U(8)=190.23 и U(24)=159.84 (В). Исключим его из результатов измерений.

Таблица 2

U(1)=170.02 U(16)=170.20
U(2)=170.41 U(17)=170.30
U(3)=169.95 U(18)=169.59
U(4)=170.17 U(19)=169.95
U(5)=169.95 U(20)=169.77
U(6)=170.01 U(21)=169.84
U(7)=170.26 U(22)=169.95
U(8)=169.84 U(23)=170.33
U(9)=169.73 U(24)=169.73
U(10)=169.74 U(25)=169.91
U(11)=170.21 U(26)=170.35
U(12)=169.76 U(27)=170.20
U(13)=169.67 U(28)=169.88
U(14)=169.83 U(29)=169.60
U(15)=170.35 U(30)=170.50

Проверим соответствие экспериментального закона распределения нормальному закону.

Для этого используем составной критерий согласия. Он включает в себя два независимых критерия, их обозначают I и II. Первый из этих критериев (критерий I) обеспечивает проверку соответствия распределения экспериментальных данных нормального закона распределения вблизи центра распределения, а второй критерий (критерий II) – на краях распределения. Если при проверке не удовлетворяется хотя бы один из этих критериев, то гипотеза о нормальности распределения результатов наблюдений отвергается.

Для проверки гипотезы о нормальности распределения исходной серии результатов наблюдений по критерию I вычисляют параметр d, определяемый соотношением:

(1),

где

(В) – среднее арифметическое результатов наблюдений Ui ,
;

(В) – смещённая оценка СКО результатов наблюдений Ui,
.

Для облегчения дальнейших расчетов сведём значения

и
в таблицу:

Таблица 3

i
1. 0.02 0.0004 0.02
2. 0.41 0.1681 0.41
3. -0.05 0.0025 0.05
4. 0.17 0.0289 0.17
5. -0.05 0.0025 0.05
6. 0.01 0.0001 0.01
7. 0.26 0.0676 0.26
8. -0.16 0.0256 0.16
9. -0.27 0.0729 0.27
10. -0.26 0.0676 0.26
11. 0.21 0.0441 0.21
12. -0.24 0.0576 0.24
13. -0.33 0.1089 0.33
14. -0.17 0.0289 0.17
15. 0.35 0.1225 0.35
16. 0.20 0.04 0.20
17. 0.30 0.09 0.30
18. -0.41 0.1681 0.41
19. -0.05 0.0025 0.05
20. -0.23 0.0529 0.23
21. -0.16 0.0256 0.16
22. -0.05 0.0025 0.05
23. 0.33 0.1089 0.33
24. -0.27 0.0729 0.27
25. -0.09 0.0081 0.09
26. 0.35 0.1225 0.35
27. 0.20 0.04 0.20
28. -0.12 0.0144 0.12
29. -0.4 0.16 0.4
30. 0.5 0.25 0.5

Рассчитаем параметр d в соответствии с формулой (1):

Результаты наблюдений Ui считаются распределёнными по нормальному закону, если выполняется следующее условие


,

где

,
- квантили распределения параметра d. Их находят по таблице П.1 α-процентных точек распределения параметра d по заданному объёму выборки n и принятому для критерия I уровню значимости α1. Выберем α1 и α2 из условия α≤α12, где α=1-Р=1-0,99=0,01.

α1=0,02 и α2=0,01.

Для n=15,р=0,95, α=0,02

a)Для n=30,P=0.99

.
26
0.8901
30 У
31 0.8827

Проведём интерполяцию:

Y(d )=0.8901+0.8(0.8827-0.8901)=0.8901-0.0059=0.8842

Для n=30,P=0.99

26
0.7040
30 У
31 0.7110

Проведём интерполяцию:

Y( )=0,7040+0,8(0,7110-0,7040)=0,7040+0,0056=0,7096


0,7096<0,8643<0,8842

Распределение результатов наблюдений соответствует критерию I.

По критерию II, распределение результатов наблюдений соответствует нормальному закону распределения, если не более m разностей

превзошли значение

,

где

(В) – несмещенная оценка СКО результатов наблюдений Ui;

- верхняя квантиль распределения интегральной функции нормированного нормального распределения, соответствующая доверительной вероятности Р2. Значение m и Р2 находим по числу наблюдений n и уровню значимости α2 для критерия II по таблице П.2 приложения. m=2, Р2=0,99. Затем вычисляем:

По таблице П.3 приложения интегральной функции нормированного нормального распределения находят

, соответствующее вычисленному значению функции Ф(
): при Ф(
)=0,995;
=2,82;

=2,82*0,2597=0,7323 (В).

Ни одно значение

не превосходит величину
, следовательно распределение результатов наблюдений удовлетворяет и критерию II, поэтому экспериментальный закон распределения соответствует нормальному закону.

Проведём проверку грубых погрешностей результатов наблюдений (оценки анормальности отдельных результатов наблюдений). Для этого:

а) Составим упорядоченный ряд результатов наблюдений, расположив исходные элементы в порядке возрастания, и выполним их перенумерацию: