- •8. Обработка результатов прямых измерений многократных измерений при большом числе наблюдений.
- •8.1 Определение систематической погрешности.
- •8.2 Построение укрупненного статического ряда
- •8.3 Определение статических характеристик рассеяния измерений.
- •8.4 Проверка результатов измерений на наличие грубых погрешностей
- •8.5 Подбор теоретического распределения погрешности
- •8.5.1 Построение эмпирического распределение погрешности
- •8.5.2 Идентификация закона распределения при помощи критерия согласия
- •8.5.3 Идентификация закона распределения при помощи критерия согласия
- •8.6.Определение погрешности измерений
- •8.7. Определение числа измерений для частичного и полного исключения случайной погрешности
- •8.8. Выводы
8.3 Определение статических характеристик рассеяния измерений.
Далее определяем выборочное среднее арифметическое (точнее оценка первого нейтрального выбора μ₁ или математического ожидания M(X))
≈ ≈
В нашем случае после введения поправки выборочное среднее
арифметическое для исправленного ряда наблюдений должно быть равно Z
Мода M0 в выборке – значение, которому соответствует максимум частоты. В нашем случае M0= Xj=4=100,07 (см. табл. 8.3)
Медиана в выборке - результат наблюдения - среднее место в вариационном ряду. Обычно медиана определяется так
В нашем случае n/2=50; (n+2)/2=51; по вариационному ряду
100,07 +100,07)/2=100,07 В
Определяем точечную оценку дисперсии
S2= ≈ Nj.
Для нашего случая пользуясь таблице 8.3 имеем
Так как дисперсия имеет квадратичную размерность для большей наглядности пользуются средним квадратическим отклонением (СКО), точечная оценка которого определяется по формуле
S=
В нашем случае
=1,489 В
Точечная оценка СКО среднего арифметического значения определяется по выражению
=
Для нашего случая
= В
Определяем третий центральный момент выборки
μ3= ≈ Nj
Для нашего случая имеем
Для относительной характеристики асимметрии используют безразмерный коэффициент асимметрии
γ3= ≈
Для нашего случая
γ3= / = 0,418
Четвертый центральный момент выборки характеризует остро- или плосковершинность кривой распределения
μ4= ≈ Nj
Для нашего случая пользуясь таблицей 8.3, находим
Относительное значение четвёртого нейтрального момента называется коэффициентом экцесса и находим его по формуле
γ4= ≈
Эксцесс определяем по формуле
ξ= ≈
В нашем случае
γ4= / -3= - 0,713
ξ= / =2,286
Для классификации распределений по их форме удобней использовать другую функцию от эксцесса-контрэксцесс
Kэ=1/
Для нашего случая
Kэ=1/ =0,66
Таким образом получены все основные характеристики эпмирического распределения.
8.4 Проверка результатов измерений на наличие грубых погрешностей
Проверяем анормальность результатов наблюдений. Для этого берём крайние точки выборки и определяем зависимость.
U1= ; Un=
Для нашего случая
U1=(100-97,07)/ 1,489 =1,968<h=3,28
U100=(100,07-100)/ 1,489 =0,047<h=3,28
8.5 Подбор теоретического распределения погрешности
8.5.1 Построение эмпирического распределение погрешности
Для нашего примера по таблице 8.3 построим гистограмму и для наглядного представления формы закона распределения погрешностей.
Рис.8.1. Распределение погрешностей
8.5.2 Идентификация закона распределения при помощи критерия согласия
Наименование закона распределения |
Асимметрия γ3 |
Эксцесс ξ |
Контрэксцесс Kэ |
Нормальный |
0 |
3 |
0,577 |
Треугольный (Симпсона) |
0 |
2,4 |
0,645 |
Равномерный |
0 |
1,8 |
0,745 |
Арксинусный |
0 |
1,5 |
0,816 |
В нашем случае при Kэ=0,66, ξ=2,286.