Контрольная работа по "Технологии"

                                 Министерство образования и науки  РФ

           Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 

                                    Высшего профессионально образования

                  «Российский государственный университет сервиса и туризма»

                                               (ФГБОУВПО «РГУТиС»)  

            Филиал государственного бюджетного образовательного учреждения 

                                    Высшего профессионального образования

           «Российский  государственный университет сервиса  и туризма» в г.Самаре

                                  (Филиал ФГБОУВПО «РГУТиС» в г.Самаре)   

    

     Факультет  заочного обучения и дополнительного  образования  

 

                    Кафедра «Технология сервиза и дизайна»

 

                Контрольная работа

                          

   По дисциплине: «Метрология, стандартизация и 

                                                                  сертификация»  

 

                            Вариант № _____.

                     

 

 

                                                                           Выполнил (а):

                                                                           Студент (ка) 3 курса

                                                                           заочного отделения

                                                                           специальности 260501

                                                                           группы ТППз-401

                                                                           Талькова Л.С.

 

                                                                          Преподаватель:                                                                                                                                             

                                                                           Пыльнова А.В.

                                                                          

                                                                          

                                                                        

                                           

                                            

 

 

 

 

 

 

                                        Самара,2011    

                                    Содержание

 

 

1. Понятие многократного измерения…………..3-7
2. Алгоритм обработки результатов многократных равноточных  

Измерений…………………………….……7-10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Понятие многократного измерения

 

Измерение — совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений).

Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины. Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений — мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, систем, установок.

Измерение физической величины включает в себя несколько этапов: 1) сравнение измеряемой величины с  единицей; 2) преобразование в форму, удобную для использования.

Характеристикой точности измерения является его погрешность или неопределённость. Примеры измерений:

В простейшем случае, прикладывая  линейку с делениями к какой-либо детали, по сути, сравнивают её размер с единицей, хранимой линейкой, и, произведя отсчёт, получают значение величины (длины, высоты, толщины и других параметров детали).

С помощью измерительного прибора сравнивают размер величины, преобразованной в перемещение  указателя, с единицей, хранимой шкалой этого прибора, и проводят отсчёт.

Наука, предметом изучения которой являются все аспекты  измерений, называется метрологией.

По способу получения  информации измерения разделяют  на прямые, косвенные, совокупные и  совместные.

Прямые  измерения — это непосредственное сравнение физической величины с ее мерой. Например, при определении длины предмета линейкой происходит сравнение искомой величины (количественного выражения значения длины) с мерой, то есть, линейкой.

Косвенные измерения отличаются от прямых тем, что искомое значение величины устанавливают по результатам прямых измерений таких величин, которые связаны с искомой определенной зависимостью. Так, если измерить силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, то по известной функциональной взаимосвязи всех трех названных величин можно рассчитать мощность электрической цепи.

Совокупные измерения сопряжены с решением системы уравнений, составляемых по результатам одновременных измерений нескольких однородных величин. Решение системы уравнений дает возможность вычислить искомую величину.

Совместные  измерения — это измерения двух или более неоднородных физических величин для определения зависимости между ними.

Совокупные  и совместные измерения часто применяют в измерениях различных параметров и характеристик в области электротехники.

По характеру  изменения измеряемой величины в  процессе измерений бывают статистические, динамические и статические измерения.

 

Многократное  измерения – это измерение одной или нескольких величин, выполненное четыре и более раз. Многократное измерение представляет собой ряд однократных измерений. Минимальное число измерений, при котором измерение может считаться многократным, – четыре.

Результатом многократного  измерения является среднее арифметическое результатов всех проведенных измерений. При многократных измерениях снижается  погрешность.                                            

 Измерения различают по способу получения информации, по характеру изменений измеряемой величины в процессе измерений, по количеству измерительной информации, по отношению к основным единицам.

 

Обработка и представление результатов  измерения.

Обычно измерения  являются однократными. При обычных  условиях их точности вполне достаточно.

Результат однократного измерения представляется в следующем  виде:

 

Qi = Yi + Ωi,

 

где Yi – значение

      i – его показания;

      Ωi – поправка.

 

Погрешность результата однократного измерения  определяется при утверждении метода проведения измерений.

В процессе обработки  результатов измерений используются различные виды закона распределения (нормальный закон распределения, равномерный  закон распределения корреляционный закон распределения) измеряемой величины (в данном случае она рассматривается как случайная).

 

Обработка результатов прямых равноточных  измерений.

 Прямые измерения – это измерения, посредством которых непосредственно получается значение измеряемой величины Равноточными или равнорассеянными называют прямые, взаимно независимые измерения определенной величины, причем результаты этих измерений могут быть рассмотрены как случайные и распределенные по одному закону распределения.

Обычно при обработке результатов прямых равноточных измерений предполагается, что результаты и погрешности измерений распределены по нормальному закону распределения.

После снятия расчетов вычисляется значение математического  ожидания по формуле:

 

где xi – значение измеряемой величины;

      n – количество проведенных измерений.

 

Затем, если систематическая  погрешность определена, ее значение вычитают из вычисленного значения математического  ожидания.

Потом вычисляется  значение среднеквадратического отклонения значений измеряемой величины от математического ожидания.

 

Прямые  многократные измерения.

 

Многократные наблюдения проводят при наличии значительных случайных погрешностей. Задача обработки  результата измерений состоит в  том, чтобы по результатам наблюдений определить наилучшую оценку измеряемой физической величины и интервал, в котором она находится с заданной вероятностью. Эту задачу решают статистической обработкой результатов наблюдений, основанной на гипотезе о нормальном распределении случайных погрешностей. Приведенная ниже методика обработки результатов измерений дана для прямых измерений с многократными независимыми и равноточными наблюдениями.

Исключение систематических  погрешностей из результатов наблюдений.

 Точность результата  многократных наблюдений тем выше, чем меньше систематическая погрешность. Поэтому ее важно исключить, для чего:

устраняют источники  систематических погрешностей до измерений;

определяют поправки и вносят их в результат измерения;

оценивают границы неисключенных  систематических погрешностей (границы НСП измерения — значение суммы всех отдельных составляющих НСП измерения)

 

Обнаружение и исключение грубых погрешностей.

 При статистической  обработке результатов многократных  наблюдений иногда выясняется, что  некоторые результаты аномальны, то есть отличаются от остальных и значительно превышают ожидаемую погрешность. Аномальные результаты могут быть проявлением случайного характера погрешностей или особенностей измеряемой величины. Эти результаты следует сохранить для последующей обработки. Однако появление аномальных результатов может быть, и обусловлено факторами, не отражающими сущность эксперимента, и необходимо проверить, не являются ли они грубыми погрешностями, подлежащими исключению.

 Решение данной  задачи выполняют общими методами проверки статистических гипотез в предположении нормального распределения результатов наблюдений. Проверка гипотезы состоит в утверждении, что результат i-го наблюдения хi, не содержит грубой погрешности, а значит, является найденным значением измеряемой величины. Используя определенные статистические критерии, пытаются опровергнуть выдвинутую гипотезу. Если это удается, то результат наблюдения рассматривают как грубую погрешность и его исключают.

 Разработка и анализ  методов исключения грубых погрешностей имеют большое практическое значение, поскольку при использовании сложной измерительной аппаратуры доля аномальных результатов может достигать 10 ... 15 % общего числа измерений.

 Задачу исключения  аномальных результатов однозначно  решить в общем виде невозможно, поскольку для принятия такого решения необходим тщательный анализ конкретных целей эксперимента, особенностей измерительной аппаратуры и характера поведения измеряемой величины. Особую осторожность следует проявлять тогда, когда исследуются процессы с мало изученными характеристиками.

 В ряде случаев  основанием для исключения аномальных  результатов могут служить эвристические  предпосылки, связанные, например, с воспоминаниями оператора о  нарушениях условий эксперимента. Если же проведение эксперимента и обработку его результатов осуществляют с помощью компьютеров, то необходимы формальные признаки исключения грубых погрешностей.

 Наиболее распространенным  методом исключения результатов,  содержащих грубые погрешности,  является метод цензурирования результатов измерений — исключение результатов, погрешности которых превышают установленные границы цензурирования ± хu.

 Критерий оценки  нормальности закона распределения  при известном СКО. При исключении  грубых погрешностей из результатов  наблюдений по этому критерию проводят следующие операции.

 

 

2. Алгоритм обработки результатов многократных равноточных измерений.

Если известна систематическая погрешность, то ее необходимо исключить из результатов  измерений.

Вычислить математическое ожидание результатов измерений. В качестве математического ожидания обычно берется среднее арифметическое значений.

Установить  величину случайной погрешности (отклонения от среднего арифметического) результата однократного измерения.

Вычислить дисперсию  случайной погрешности. Вычислить среднеквадратическое отклонение результата измерения.

Проверить предположение, что результаты измерений распределены по нормальному закону.

Найти значение доверительного интервала и доверительной  погрешности.

Определить  значение энтропийной погрешности и энтропийного коэффициента.