Задание 1 Выполнение многократных независимых наблюдений в автоматическом режиме.
a С помощью регулятора выходного напряжения УИП установите на его выходе напряжение в диапазоне от 1 В до 15 В. Напряжение на выходе делителя напряжение будет, соответственно, в пятьсот раз меньше.
b Последовательным нажатием на расположенные на лицевой панели устройства кнопки «Произвести наблюдения ряда 1» и «Произвести наблюдения ряда 2», запустите режим сбора данных. УЦОИИ начнет получение измерительной информации от цифрового мультиметра, причем, результаты будут, по мере поступления, отображаться на графических индикаторах устройства.
c После окончания сбора данных изучите результаты наблюдений, представленные на графических индикаторах.
Задание 2 Проверка гипотезы о равнорассеянности результатов многократных независимых наблюдений.
a Проверьте гипотезу о равнорассеянности полученных результатов при уровне значимости 0,05 (см. рис. 6.3):
запустите, нажав на кнопку «Перейти к обработке», режим автоматической упрощенной обработки 2 рядов наблюдений (обработка проводится в точном соответствии с методикой, описанной в разделе 3 настоящей работы);
используя дисперсионное отношение (см. формулу 6.1) и статистику t1-2 (см. формулу 6.2) проверьте гипотезу о равнорассеянности результатов;
внесите полученные результаты в отчет.
Задание 3 Обработка объединенных результатов многократных независимых наблюдений.
Рисунок 6.3 – Вид рабочего стола при проверке гипотезы о равнорассеянности двух рядов наблюдений
a В случае подтверждения гипотезы о равнорассеянности результатов, полученных при выполнении Задания 1, объедините их в один ряд (для этого следует нажать кнопку «Объединить ряды»). Далее обработка ведется для объединенного ряда. Если гипотеза о равнорассеянности не подтверждается обработка ведется для первого ряда.
b Нажмите кнопку «Продолжить» и проведите стандартную обработку ряда наблюдений, которая подробно описана в лабораторной работе № 3, задание 2, в соответствии с которым выполните все действия.
c Аналогично проделайте данную лабораторную работу дважды.
4.6 Сохраните результаты.
4.7 После сохранения результатов закройте приложение LabVIEW и, при необходимости, выключите компьютер.
6 Оформление отчета
Отчет должен содержать:
сведения о цели и порядке выполнения работы;
сведения об использованных методах измерений;
сведения о характеристиках использованных средств измерений;
необходимые электрические схемы;
данные, на основании которых выбирались средства измерений для выполнения каждого из пунктов задания;
экспериментальные данные;
полностью заполненные таблицы отчета (см. табл. 6.1), а также примеры расчетов, выполнявшихся при заполнении таблиц;
анализ полученных данных и вывод об особенностях и качестве проведенных измерений и результатах проделанной работы.
Таблица 6.1 – Обработка результатов прямых измерений с многократными наблюдениями при наличии группы равнорассеянных результатов
|
||
|
||
Наименование |
Значение |
Примечание |
Число многократных наблюдений ряда 1 |
|
|
Число многократных наблюдений ряда 2 |
|
|
Проверка гипотезы о равнорассеянности двух рядов при доверительной вероятности 0,95 |
||
Среднее арифметическое ряда наблюдений 1, мВ |
|
|
Оценка среднеквадратического отклонения ряда 1, мВ |
|
|
Среднее арифметическое ряда наблюдений 2, мВ |
|
|
Оценка среднеквадратического отклонения ряда 2, мВ |
|
|
Дисперсионное отношение |
|
|
Значение критерия Фишера |
|
|
Величина t1-2 |
|
|
Значение критерия Стьюдента |
|
|
Вывод о возможности объединения двух рядов наблюдений |
|
|
Стандартная обработка ряда наблюдений |
||
Среднее арифметическое результатов наблюдений |
|
|
Оценка среднего квадратического отклонения ряда наблюдений |
|
|
Оценка среднего квадратического отклонения ряда результата измерения |
|
|
Проверка гипотезы о нормальном распределении ряда наблюдений |
||
Уровень значимости |
|
|
Значение критерия согласия Хи-квадрат |
|
|
Вывод |
|
|
Вычисление доверительных границ погрешности результата измерения |
||
Критическое значение критерия согласия |
|
|
Доверительная вероятность |
|
|
Квантиль распределения Стьюдента |
|
|
Доверительные границы случайной погрешности, мВ |
|
|
Границы неисключенной систематической погрешности, мВ |
|
|
Отношение неисключенной систематической погрешности к оценке среднеквадратического отклонения ряда наблюдений |
|
|
Доверительные границы результата измерений, мВ |
|
|
Результат измерений, мВ |
|
|
6 Контрольные вопросы
Что такое равнорассеянность результатов наблюдений?
Чем отличается дисперсия ряда наблюдений от дисперсии результата измерений? Какие формулы используются для их оценки?
Какие критерии согласия используются при обработке результатов прямых измерений с многократными наблюдениями? Опишите методику их использования.
В каких случаях для повышения точности результата измерений полезно совместно обрабатывать результаты нескольких серий независимых многократных наблюдений? Как это делается?
Всегда ли для повышения точности результата измерений стоит проводить многократные наблюдения? Как оценить желательное количество наблюдений в отдельно взятой серии?
Выполнено несколько серий независимых наблюдений. Как выявить среди них те, что принадлежат к одной генеральной совокупности?
Как представить результаты прямых измерений при наличии группы равнорассеянных результатов многократных наблюдений? От чего зависит выбор способа представления результатов?