Методическое пособие 590
.pdfслучайных величин. Число интервалов r определяют, используя правило Старджесса для результата наблюдения объемом n:
r 1 3.3 lg(n), |
(6.16) |
k
где n vi , т. е. сумма частот равна объему выборки.
i 1
Длина интервала
h |
xn x1 |
. |
(6.17) |
|
r
Отношение частоты к объему наблюдений называют относительной частотой или статистической вероятностью
p* |
mj |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(6.18) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
j |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где mj – |
количество значений |
наблюдений, |
попавших в |
|
|
j-ый |
интервал; |
||||||||||||||
j 1,2, ,r. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Варианты и соответствующие им частоты образуют статистический ряд |
|||||||||||||||||||||
|
|
M := |
|
m1 |
|
|
m2 |
|
|
|
mj |
|
|
|
|
mr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
p* |
|
|
p* |
|
|
|
p*j |
|
|
|
|
p* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
* |
mi |
|
||||
Принимая во внимание статистическую вероятность |
|
, формула |
|||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i n |
|
для определения экспериментального значения критерия Пирсона имеет вид
2 |
r |
m |
p n 2 |
(6.19) |
|
|
i |
i |
, |
||
|
i 1 |
|
pin |
|
|
где pi |
– теоретическое значение вероятности |
появления варианты ui , |
|||
соответствующее i-ому интервалу. |
|
В данном случае в качестве гипотезы принимается нормальный закон
распределения функции плотности распределения и закон распределения
fi |
|
|
1 |
|
|
u |
i |
m |
x |
2 |
pi |
f u |
|
|||
|
|
|
|
|
exp |
|
|
|
, |
i |
|
(6.20) |
||||
|
|
|
|
|
|
2 2 |
|
|
h |
|
||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80
где mx и – параметры нормального закона распределения случайной величины. Однако особенностью этого закона является то факт, что mx
представляет собой математическое ожидание для данного закона и статистическое математическое ожидание стремится к теоретическому
|
r |
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
(6.21) |
|
|
|
u p* m* m |
x |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
i |
i |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
статистическое |
|
|
среднеквадратическое |
отклонение |
стремится |
к |
||||||||
математическому среднеквадратическому отклонению |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
r |
u |
|
m* 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p* |
|
D* . |
|
(6.22) |
|
|||||||
|
|
|
i |
|
|
|
|||||||||
|
|
i 1 |
|
x |
i |
|
|
|
x |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения теоретического значения критерия Пирсона воспользуемся табл. 6.3, в которой представлены значения 2 в зависимости от числа степеней свободы k и уровня значимости . Число степеней свободы определяется соотношением
|
k r s, |
|
|
|
(6.23) |
где s |
|
|
|
|
r |
– количество независимых условий, таких как pi* 1 - сумма частот |
|||||
|
|
|
|
|
i 1 |
равна |
r |
p* m* m |
|
- статистическое среднее равнялось |
|
единице; |
x |
||||
|
|
i i |
x |
|
i 1
r
теоретическому среднему; i m*x 2 pi* Dx* Dx - статистическая дисперсия
i 1
равнялась теоретической дисперсии.
Пример использования табл. 6.3.
Для определения теоретического значения T2 воспользуемся табл. 6.3.
Таблица 6.3
Квантили распределения 2
P |
0,700 |
0,800 |
0,900 |
0,950 |
0,975 |
0,990 |
0,995 |
0,999 |
|
r |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
1,07 |
1,64 |
2,71 |
3,84 |
5,02 |
6,63 |
7,88 |
10,8 |
|
2 |
2,41 |
3,22 |
4,61 |
5,99 |
7,38 |
9,21 |
10,6 |
13,8 |
|
3 |
3,67 |
4,64 |
6,25 |
7,81 |
9,35 |
11,3 |
12,8 |
16,3 |
81
Окончание табл. 6.3
P |
0,700 |
0,800 |
0,900 |
0,950 |
0,975 |
0,990 |
0,995 |
0,999 |
|
r |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
4 |
4,88 |
5,99 |
7,78 |
9,49 |
11,1 |
13,3 |
14,9 |
18,5 |
|
5 |
6,06 |
7,29 |
9,24 |
11,1 |
12,8 |
15,1 |
16,7 |
20,5 |
|
6 |
7,23 |
8,56 |
10,6 |
12,6 |
14,4 |
16,8 |
18,5 |
22,5 |
|
7 |
8,38 |
9,80 |
12,0 |
14,l |
16,0 |
18,5 |
20,3 |
24,3 |
|
8 |
9,52 |
11,0 |
13,4 |
15,5 |
17,5 |
20,1 |
22,0 |
26,1 |
|
9 |
10,7 |
12,2' |
14,7 |
16,9 |
19,0 |
21,7 |
23,6 |
27,9 |
|
10 |
11,8 |
13,4 |
16,0 |
18,3 |
20,5 |
23,2 |
25,2 |
29,6 |
|
11 |
12,9 |
14,6 |
17,3 |
19,7 |
21,9 |
24,7 |
26,8 |
31,6 |
|
12 |
14,0 |
15,8 |
18,5 |
21,0 |
23,3 |
26,2 |
28,3 |
32,9 |
|
13 |
15,1 |
17,0 |
19,8 |
22,4 |
24,7 |
27,7 |
29,8 |
34,5 |
|
14 |
16,2 |
18,2 |
21,1 |
23,7 |
26,1 |
29,1 |
31,3 |
36,1 |
|
15 |
17,3 |
19,3 |
22,3 |
25,0 |
27,5 |
30,6 |
32,8 |
37,7 |
|
16 |
18,4 |
20,5 |
23,5 |
26,3 |
28,8 |
32,0 |
34,3 |
39,3 |
|
18 |
20,6 |
22,8 |
26,0 |
28,9 |
31,5 |
34,8 |
37,2 |
42,3 |
|
20 |
22,8 |
25,0 |
28,4 |
31,4 |
34,2 |
37,6 |
40,0 |
45,3 |
|
22 |
24,9 |
27,3 |
30,8 |
33,9 |
36,8 |
40,3 |
42,8 |
48,3 |
|
24 |
27,1 |
29,6 |
33,2 |
36,4 |
39,4 |
43,0 |
45,6 |
51,2 |
|
26 |
29,2 |
31,8 |
35,6 |
38,9 |
41,9 |
45,6 |
48,3 |
54,1 |
|
28 |
31,4 |
34,0 |
37,9 |
41,3 |
44,5 |
48,3 |
51,0 |
56,9 |
|
30 |
33,5 |
36,3 |
40,3 |
43,8 |
47,0 |
50,9 |
53,7 |
59,7 |
|
35 |
38,9 |
41,8 |
46,1 |
49,9 |
53,2 |
57,3 |
60,3 |
66,6 |
|
40 |
44,2 |
47,3 |
51,8 |
55,8 |
59,3 |
63,7 |
66,8 |
73,4 |
|
45 |
49,5 |
52,7 |
57,5 |
61,7 |
65,4 |
70,0 |
73,2 |
80,1 |
|
50 |
54,7 |
58,2 |
63,2 |
67,5 |
71,4 |
76,2 |
79,5 |
86,7 |
|
55 |
60,0 |
63,6 |
68,8 |
73,3 |
77,4 |
82,3 |
85,7 |
93,2 |
|
60 |
65,2 |
69,0 |
74,4 |
79,1 |
83,3 |
88,4 |
92,0 |
99,6 |
|
65 |
70,5 |
74,4 |
80,0 |
84,8 |
89,2 |
94,4 |
98,1 |
106,0 |
|
70 |
75,7 |
79,7 |
85,5 |
90,5 |
95,0 |
100,4 |
104,2 |
112,3 |
|
75 |
80,9 |
85,1 |
91,1 |
96,2 |
100,8 |
106,4 |
110,3 |
118,6 |
|
80 |
86,1 |
90,4 |
96,6 |
101,9 |
106,6 |
112,3 |
116,3 |
124,8 |
|
85 |
91,3 |
95,7 |
102,1 |
107,5 |
112,4 |
118,2 |
123,3 |
131,0 |
|
90 |
96,5 |
101,1 |
107,6 |
113,1 |
118,1 |
124,1 |
128,3 |
137,2 |
|
95 |
101,7 |
106,4 |
113,0 |
118,8 |
123,9 |
130,0 |
134,2 |
143,3 |
|
100 |
106,9 |
111,7 |
118,5 |
124,3 |
129,6 |
135,8 |
140,2 |
149,4 |
В нашем случае при уровне доверительной вероятности p 0.95 и числе степеней свободы k r s 8 3 5 критерий Пирсона будет T2 11,1.
Если количество измерений n 50, используется методика, предложенная в ГОСТ 8.207-76. Нормальность распределения результатов наблюдений проверяют при помощи составного критерия.
Вычисляют величину d~:
82
|
|
n |
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
d~ |
|
|
|
xi A |
|
|
, |
(6.24) |
|
i 1 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
||||||||
n S* |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
где S* – смещённая оценка среднеквадратического отклонения, вычисляемая по формуле
|
|
|
n |
|
|
~ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
S* |
|
xi A |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
i 1 |
|
|
|
|
. |
|
|
|
(6.25) |
||
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты наблюдений можно считать распределёнными нормально, |
||||||||||||
если выполняется условие |
|
|
|
|
|
||||||||
|
d |
d~ |
d |
q 2 |
, |
|
|
|
|
(6.26) |
|||
|
1 q 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где d1 q 2 и dq 2 |
|
– квантили распределения, получаемые из табл. 6.4 по n, q 2 и |
|||||||||||
1 q |
2 , причём q – предварительно выбранный уровень значимости. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Статистика d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
dq 2 100% |
1 q |
2 100% |
||
|
|
|
|
|
|
|
1 % |
|
5 % |
95 % |
|
99 % |
|
|
16 |
|
|
|
|
|
0.9137 |
|
0,8884 |
0,7336 |
|
0,6829 |
|
|
31 |
|
|
|
|
|
0,9001 |
|
0,8768 |
0,7304 |
|
0,6950 |
|
|
26 |
|
|
|
|
|
0.890! |
|
0,8686 |
0,7360 |
|
0.7040 |
|
|
31 |
|
|
|
|
|
0,8826 |
|
0,8625 |
0,7404 |
|
0,7110 |
|
|
36 |
|
|
|
|
|
0,8769 |
|
0,8578 |
0,7440 |
|
0,7167 |
|
|
41 |
|
|
|
|
|
0,8722 |
|
0,8540 |
0,7470 |
|
0,7216 |
|
|
46 |
|
|
|
|
|
0.8682 |
|
0,8508 |
0.7496 |
|
0,7256 |
|
|
51 |
|
|
|
|
|
0,8648 |
|
0,8481 |
0,7518 |
|
0,7291 |
Пример выполнения статистической обработки результатов наблюдения
Задание. Выполнить статистическую обработку результатов наблюдений.
Проверить принадлежность результата наблюдения нормальному закону распределения. Определить среднее арифметическое результата наблюдения и границы погрешности результата измерения при заданной доверительной вероятности. Массив исходных данных результатов наблюдения находится в табл. 6.5 – 6.9.
83
Таблица 6.5
Результаты наблюдений. Количество измерений n 50
№ |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
27,2 |
34,7 |
19,6 |
28,1 |
26,8 |
26,1 |
20,7 |
27,3 |
31,6 |
20,5 |
20,4 |
2 |
25,3 |
14,6 |
22,4 |
26,3 |
17,4 |
20,3 |
18,5 |
21,2 |
21,6 |
23,6 |
17,8 |
3 |
26,4 |
11,8 |
18,5 |
25,7 |
18,5 |
20,4 |
12,5 |
24,7 |
18,7 |
16,7 |
25,9 |
4 |
17,1 |
24,3 |
23,7 |
30,0 |
31,6 |
13,8 |
17,9 |
26,4 |
21,2 |
18,4 |
19,6 |
5 |
17,4 |
13,4 |
17,6 |
30,5 |
33,6 |
15,0 |
19,4 |
24,5 |
27,2 |
16,7 |
25,5 |
6 |
17,4 |
19,5 |
31,5 |
27,6 |
23,6 |
19,4 |
23,8 |
28,8 |
23,8 |
31,5 |
24,8 |
7 |
21,6 |
27,2 |
8,4 |
28,4 |
41,5 |
18,5 |
19,1 |
28,5 |
26,3 |
31,1 |
30,6 |
8 |
16,1 |
18,6 |
26,4 |
30,1 |
34,2 |
24,3 |
15,9 |
20,2 |
28,3 |
23,2 |
31,9 |
9 |
7,0 |
16,5 |
32,9 |
24,1 |
39,1 |
12,3 |
18,8 |
24,0 |
27,0 |
23,2 |
17,9 |
10 |
31,7 |
16,8 |
27,4 |
27,3 |
33,4 |
22,7 |
21,3 |
26,3 |
26,6 |
18,3 |
20,7 |
11 |
28,7 |
28,6 |
27,9 |
20,7 |
21,1 |
18,9 |
20,1 |
21,8 |
30,3 |
24,2 |
24,5 |
12 |
24,9 |
15,9 |
17,1 |
29,0 |
37,0 |
20,0 |
12,5 |
22,3 |
19,1 |
23,7 |
24,4 |
13 |
18,0 |
14,5 |
14,1 |
36,4 |
21,8 |
22,4 |
19,4 |
20,4 |
24,2 |
25,9 |
27,9 |
14 |
18,4 |
25,7 |
24,3 |
23,5 |
29,8 |
15,0 |
15,8 |
16,9 |
19,5 |
33,4 |
40,3 |
15 |
18,7 |
17,6 |
29,4 |
31,9 |
27,7 |
17,9 |
16,8 |
23,1 |
19,4 |
23,6 |
14,9 |
16 |
25,7 |
25,2 |
27,8 |
27,4 |
23,2 |
20,2 |
18,3 |
24,0 |
20,1 |
35,3 |
28,8 |
17 |
21,6 |
26,0 |
18,2 |
22,4 |
18,2 |
18,6 |
13,7 |
22,7 |
20,5 |
29,6 |
18,6 |
18 |
31,8 |
25,1 |
24,5 |
31,6 |
32,4 |
21,7 |
17,2 |
25,5 |
9,0 |
15,1 |
23,7 |
19 |
15,7 |
22,9 |
24,5 |
29,5 |
34,5 |
13,4 |
16,8 |
26,2 |
25,4 |
35,9 |
31,2 |
20 |
26,3 |
21,7 |
18,0 |
23,6 |
28,5 |
24,5 |
20,4 |
29,0 |
22,1 |
24,4 |
19,9 |
21 |
26,6 |
23,9 |
18,9 |
18,3 |
36,5 |
12,5 |
20,2 |
16,6 |
23,8 |
25,1 |
20,6 |
22 |
34,6 |
23,5 |
19,2 |
23,2 |
29,6 |
23,3 |
17,5 |
34,1 |
34,6 |
21,8 |
25,8 |
23 |
20,1 |
21,0 |
20,3 |
21,4 |
27,4 |
17,8 |
15,1 |
28,1 |
15,0 |
18,6 |
16,0 |
24 |
27,3 |
19,3 |
19,7 |
26,0 |
16,1 |
25,7 |
21,9 |
23,7 |
33,9 |
23,2 |
19,2 |
25 |
33,3 |
23,8 |
23,3 |
23,0 |
23,3 |
16,8 |
15,9 |
22,2 |
25,3 |
19,6 |
27,8 |
26 |
13,1 |
22,9 |
20,1 |
25,0 |
37,6 |
24,8 |
25,0 |
25,2 |
18,0 |
29,7 |
17,5 |
27 |
31,8 |
16,4 |
20,6 |
32,7 |
28,8 |
22,8 |
11,2 |
17,4 |
22,0 |
25,7 |
26,2 |
28 |
17,7 |
26,8 |
28,4 |
32,0 |
28,0 |
24,1 |
24,1 |
27,0 |
20,7 |
26,0 |
22,4 |
29 |
26,8 |
26,3 |
23,0 |
26,3 |
37,8 |
19,2 |
27,6 |
24,0 |
20,8 |
23,7 |
7,9 |
30 |
17,7 |
28,3 |
32,4 |
19,0 |
31,6 |
24,6 |
17,1 |
20,7 |
15,6 |
36,8 |
15,5 |
31 |
16,5 |
26,9 |
14,2 |
31,4 |
30,2 |
20,0 |
15,2 |
22,0 |
32,0 |
32,4 |
25,8 |
32 |
26,5 |
25,7 |
22,4 |
14,5 |
26,1 |
25,3 |
20,3 |
19,4 |
16,3 |
23,7 |
23,5 |
33 |
12,5 |
20,5 |
24,1 |
26,8 |
32,9 |
18,3 |
19,2 |
22,0 |
32,5 |
34,9 |
21,9 |
34 |
23,3 |
21,5 |
30,1 |
21,2 |
25,3 |
18,1 |
18,1 |
28,7 |
23,6 |
31,6 |
25,6 |
35 |
26,5 |
26,1 |
25,1 |
24,0 |
23,2 |
15,7 |
6,6 |
23,4 |
16,3 |
34,1 |
26,8 |
36 |
32,8 |
26,7 |
13,4 |
25,0 |
35,2 |
14,5 |
19,9 |
27,7 |
19,5 |
31,5 |
20,5 |
37 |
16,6 |
24,1 |
15,1 |
26,8 |
18,7 |
23,4 |
17,2 |
27,6 |
19,9 |
28,6 |
18,5 |
38 |
21,7 |
20,7 |
34,0 |
29,6 |
26,8 |
21,1 |
21,0 |
21,9 |
19,5 |
21,2 |
28,2 |
39 |
26,9 |
21,1 |
25,7 |
33,7 |
25,9 |
22,9 |
10,1 |
18,4 |
24,8 |
32,0 |
32,3 |
40 |
25,1 |
22,8 |
22,0 |
25,0 |
28,0 |
21,2 |
15,0 |
19,6 |
21,1 |
24,0 |
20,9 |
41 |
25,2 |
27,2 |
17,8 |
24,9 |
34,5 |
20,5 |
17,6 |
25,7 |
16,3 |
28,4 |
30,2 |
42 |
27,1 |
33,8 |
16,9 |
22,5 |
34,7 |
7,5 |
16,8 |
19,6 |
20,0 |
23,1 |
25,6 |
43 |
28,9 |
22,4 |
13,8 |
25,4 |
24,3 |
13,4 |
22,4 |
22,8 |
20,8 |
27,6 |
19,0 |
44 |
29,6 |
25,4 |
16,7 |
26,5 |
21,5 |
19,4 |
12,7 |
20,7 |
27,8 |
10,3 |
21,3 |
84
Окончание табл. 6.5
№ |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
п/п |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
45 |
29,4 |
25,3 |
27,6 |
27,3 |
25,7 |
13,5 |
18,2 |
20,6 |
20,0 |
24,9 |
30,2 |
46 |
25,6 |
33,3 |
26,7 |
23,1 |
22,4 |
18,3 |
11,2 |
24,4 |
20,3 |
18,1 |
32,3 |
47 |
19,8 |
30,9 |
25,8 |
26,6 |
34,9 |
18,7 |
21,9 |
25,3 |
27,1 |
20,7 |
29,9 |
48 |
26,8 |
8,2 |
16,7 |
26,2 |
30,5 |
16,6 |
20,4 |
22,1 |
19,5 |
23,4 |
24,0 |
49 |
23,1 |
26,0 |
19,9 |
22,3 |
33,6 |
13,2 |
24,1 |
29,1 |
33,2 |
18,8 |
22,8 |
50 |
18,8 |
19,4 |
30,0 |
27,5 |
37,5 |
21,9 |
22,7 |
20,9 |
22,3 |
28,4 |
22,7 |
Таблица 6.6
Результаты наблюдений. Количество измерений n 40
№ |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
п/п |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
1 |
15,2 |
8,5 |
6,6 |
9,9 |
8,7 |
16,1 |
|
16,1 |
16,1 |
16,1 |
16,1 |
16,1 |
2 |
14,5 |
8,8 |
11,6 |
4,9 |
14,9 |
13,8 |
|
13,8 |
13,8 |
13,8 |
13,8 |
13,8 |
3 |
11,0 |
9,6 |
16,0 |
12,1 |
16,5 |
17,6 |
|
17,6 |
17,6 |
17,6 |
17,6 |
17,6 |
4 |
11,7 |
9,1 |
8,3 |
12,7 |
18,1 |
13,3 |
|
13,3 |
13,3 |
13,3 |
13,3 |
13,3 |
5 |
14,7 |
12,0 |
13,4 |
0,6 |
21,5 |
12,1 |
|
12,1 |
12,1 |
12,1 |
12,1 |
12,1 |
6 |
15,2 |
9,5 |
10,6 |
6,2 |
12,6 |
19,0 |
|
19,0 |
19,0 |
19,0 |
19,0 |
19,0 |
7 |
13,4 |
9,9 |
7,6 |
7,4 |
15,6 |
9,6 |
|
9,6 |
9,6 |
9,6 |
9,6 |
9,6 |
8 |
11,2 |
16,2 |
13,2 |
14,3 |
10,2 |
14,2 |
|
14,2 |
14,2 |
14,2 |
14,2 |
14,2 |
9 |
11,4 |
11,8 |
11,9 |
15,3 |
4,6 |
13,7 |
|
13,7 |
13,7 |
13,7 |
13,7 |
13,7 |
10 |
12,5 |
19,3 |
8,4 |
7,8 |
21,0 |
14,9 |
|
14,9 |
14,9 |
14,9 |
14,9 |
14,9 |
11 |
15,5 |
4,8 |
5,2 |
9,8 |
13,2 |
18,6 |
|
18,6 |
18,6 |
18,6 |
18,6 |
18,6 |
12 |
19,8 |
11,3 |
8,1 |
10,5 |
7,8 |
18,7 |
|
18,7 |
18,7 |
18,7 |
18,7 |
18,7 |
13 |
12,3 |
12,7 |
7,0 |
11,7 |
8,5 |
12,8 |
|
12,8 |
12,8 |
12,8 |
12,8 |
12,8 |
14 |
14,3 |
17,5 |
9,8 |
10,9 |
15,9 |
11,2 |
|
11,2 |
11,2 |
11,2 |
11,2 |
11,2 |
15 |
14,2 |
13,5 |
8,0 |
9,1 |
17,1 |
13,5 |
|
13,5 |
13,5 |
13,5 |
13,5 |
13,5 |
16 |
19,6 |
4,1 |
9,2 |
10,0 |
11,3 |
11,6 |
|
11,6 |
11,6 |
11,6 |
11,6 |
11,6 |
17 |
17,9 |
5,5 |
13,8 |
7,6 |
21,6 |
18,8 |
|
18,8 |
18,8 |
18,8 |
18,8 |
18,8 |
18 |
2,8 |
20,6 |
13,4 |
12,2 |
17,4 |
16,3 |
|
16,3 |
16,3 |
16,3 |
16,3 |
16,3 |
19 |
14,6 |
13,9 |
10,0 |
7,6 |
20,2 |
18,1 |
|
18,1 |
18,1 |
18,1 |
18,1 |
18,1 |
20 |
10,2 |
11,0 |
5,6 |
9,0 |
16,9 |
20,3 |
|
20,3 |
20,3 |
20,3 |
20,3 |
20,3 |
21 |
10,1 |
7,6 |
13,0 |
11,2 |
9,9 |
15,8 |
|
15,8 |
15,8 |
15,8 |
15,8 |
15,8 |
22 |
12,4 |
6,9 |
2,9 |
9,0 |
19,0 |
18,2 |
|
18,2 |
18,2 |
18,2 |
18,2 |
18,2 |
|
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
9,2 |
4,5 |
10,3 |
11,2 |
10,3 |
22,1 |
|
22,1 |
22,1 |
22,1 |
22,1 |
22,1 |
24 |
13,4 |
6,8 |
6,9 |
7,7 |
14,9 |
9,4 |
|
9,4 |
9,4 |
9,4 |
9,4 |
9,4 |
25 |
8,5 |
15,5 |
8,6 |
10,8 |
13,7 |
14,1 |
|
14,1 |
14,1 |
14,1 |
14,1 |
14,1 |
26 |
19,6 |
14,8 |
9,2 |
10,0 |
11,1 |
16,9 |
|
16,9 |
16,9 |
16,9 |
16,9 |
16,9 |
27 |
1,1 |
14,0 |
10,3 |
11,1 |
8,2 |
15,0 |
|
15,0 |
15,0 |
15,0 |
15,0 |
15,0 |
28 |
15,5 |
6,8 |
12,0 |
18,1 |
16,4 |
16,8 |
|
16,8 |
16,8 |
16,8 |
16,8 |
16,8 |
29 |
20,7 |
9,3 |
14,4 |
10,7 |
17,6 |
18,7 |
|
18,7 |
18,7 |
18,7 |
18,7 |
18,7 |
30 |
16,3 |
17,4 |
9,2 |
9,1 |
14,1 |
16,9 |
|
16,9 |
16,9 |
16,9 |
16,9 |
16,9 |
31 |
16,7 |
11,1 |
9,2 |
15,1 |
18,7 |
14,3 |
|
14,3 |
14,3 |
14,3 |
14,3 |
14,3 |
32 |
8,1 |
9,7 |
7,7 |
16,6 |
14,8 |
14,4 |
|
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
33 |
5,7 |
9,2 |
9,4 |
5,1 |
13,5 |
21,4 |
|
21,4 |
21,4 |
21,4 |
21,4 |
21,4 |
85
Окончание табл. 6.6
№ |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
|
п/п |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
34 |
13,9 |
12,6 |
10,1 |
16,2 |
7,0 |
12,1 |
|
12,1 |
12,1 |
12,1 |
12,1 |
12,1 |
35 |
17,9 |
13,0 |
10,6 |
6,3 |
11,2 |
14,5 |
|
14,5 |
14,5 |
14,5 |
14,5 |
14,5 |
36 |
16,7 |
10,7 |
8,1 |
5,4 |
19,3 |
11,1 |
|
11,1 |
11,1 |
11,1 |
11,1 |
11,1 |
37 |
8,9 |
11,3 |
10,1 |
8,9 |
14,3 |
14,4 |
|
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
38 |
14,0 |
12,7 |
9,9 |
10,3 |
13,9 |
7,8 |
|
7,8 |
7,8 |
7,8 |
7,8 |
7,8 |
39 |
14,0 |
7,9 |
7,6 |
13,6 |
19,5 |
20,9 |
|
20,9 |
20,9 |
20,9 |
20,9 |
20,9 |
40 |
8,8 |
10,5 |
10,7 |
10,2 |
15,9 |
11,9 |
|
11,9 |
11,9 |
11,9 |
11,9 |
11,9 |
Таблица 6.7
Результаты наблюдений. Количество измерений n 30
№ |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
||
п/п |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
|
28 |
|
29 |
30 |
31 |
32 |
33 |
1 |
9,1 |
9,5 |
15,3 |
17,6 |
12,5 |
|
12,1 |
|
17,5 |
12,7 |
21,8 |
11,7 |
18,4 |
2 |
8,4 |
12,8 |
8,9 |
20,9 |
12,8 |
|
10,7 |
|
18,4 |
18,9 |
24,8 |
26,4 |
19,9 |
3 |
8,8 |
8,2 |
8,2 |
15,2 |
13,6 |
|
10,2 |
|
19,9 |
20,5 |
29,6 |
11,5 |
23,6 |
4 |
5,7 |
11,8 |
13,9 |
16,7 |
13,1 |
|
13,6 |
|
18,9 |
22,1 |
13,8 |
12,4 |
12,5 |
5 |
5,8 |
12,8 |
9,8 |
16,7 |
16,0 |
|
14,0 |
|
16,7 |
25,5 |
19,6 |
35,2 |
16,8 |
6 |
5,8 |
14,9 |
13,6 |
20,7 |
13,5 |
|
11,7 |
|
17,8 |
16,6 |
23,1 |
23,0 |
20,3 |
7 |
7,2 |
9,5 |
14,0 |
19,4 |
13,9 |
|
12,3 |
|
14,7 |
19,6 |
20,8 |
29,3 |
17,9 |
8 |
5,4 |
11,2 |
13,6 |
8,1 |
20,2 |
|
13,7 |
|
20,5 |
14,2 |
23,0 |
23,7 |
22,5 |
9 |
2,3 |
13,0 |
12,4 |
17,0 |
15,8 |
|
8,9 |
|
14,8 |
8,6 |
25,4 |
27,1 |
10,1 |
10 |
10,6 |
12,4 |
11,8 |
13,7 |
23,3 |
|
11,5 |
|
16,5 |
25,0 |
23,2 |
18,5 |
26,7 |
11 |
9,6 |
12,4 |
12,9 |
13,6 |
8,8 |
|
6,1 |
|
19,3 |
17,2 |
19,8 |
31,2 |
8,7 |
12 |
8,3 |
13,0 |
12,7 |
15,3 |
15,3 |
|
12,8 |
|
16,5 |
11,8 |
20,0 |
4,8 |
25,0 |
13 |
6,0 |
13,6 |
11,5 |
12,9 |
16,7 |
|
18,7 |
|
19,3 |
12,5 |
28,8 |
23,6 |
16,7 |
14 |
6,1 |
13,9 |
10,6 |
16,0 |
21,5 |
|
8,4 |
|
14,9 |
19,9 |
17,1 |
19,9 |
28,6 |
15 |
6,2 |
13,8 |
12,9 |
12,4 |
17,5 |
|
15,1 |
|
18,8 |
21,1 |
20,1 |
25,5 |
15,2 |
16 |
8,6 |
12,5 |
12,5 |
20,7 |
8,1 |
|
11,5 |
|
17,7 |
15,3 |
15,9 |
28,5 |
27,3 |
17 |
7,2 |
10,6 |
9,2 |
6,8 |
9,5 |
|
7,5 |
|
19,1 |
25,6 |
20,0 |
20,5 |
24,3 |
18 |
10,6 |
12,9 |
14,4 |
17,6 |
24,6 |
|
14,9 |
|
27,9 |
21,4 |
11,8 |
28,8 |
26,1 |
19 |
5,2 |
11,7 |
14,1 |
21,5 |
17,9 |
|
13,2 |
|
18,6 |
24,2 |
28,1 |
10,7 |
18,7 |
20 |
8,8 |
10,3 |
15,1 |
18,3 |
15,0 |
|
8,5 |
|
16,7 |
20,9 |
16,8 |
35,5 |
27,0 |
21 |
8,9 |
16,2 |
14,4 |
18,5 |
11,6 |
|
4,3 |
|
24,2 |
13,9 |
11,7 |
31,2 |
20,0 |
22 |
11,5 |
9,5 |
13,9 |
12,1 |
10,9 |
|
8,2 |
|
26,0 |
23,0 |
16,4 |
22,4 |
27,9 |
23 |
6,7 |
8,6 |
11,3 |
10,3 |
8,5 |
|
6,7 |
|
11,7 |
14,3 |
24,6 |
22,6 |
17,5 |
24 |
9,1 |
12,8 |
11,7 |
16,4 |
10,8 |
|
10,4 |
|
25,4 |
18,9 |
24,1 |
12,7 |
17,1 |
25 |
11,1 |
9,1 |
14,1 |
19,4 |
19,5 |
|
8,0 |
|
13,2 |
17,7 |
19,0 |
14,5 |
13,6 |
26 |
4,4 |
11,2 |
14,4 |
18,5 |
18,8 |
|
9,6 |
|
12,0 |
15,1 |
18,6 |
21,2 |
11,8 |
27 |
10,6 |
13,7 |
13,1 |
12,7 |
18,0 |
|
15,8 |
|
16,4 |
12,2 |
22,8 |
19,8 |
25,1 |
28 |
5,9 |
10,9 |
11,4 |
16,5 |
10,8 |
|
15,2 |
|
18,1 |
20,4 |
9,3 |
28,4 |
21,7 |
29 |
8,9 |
10,2 |
11,5 |
16,5 |
13,3 |
|
10,7 |
|
22,2 |
21,6 |
23,1 |
10,4 |
24,3 |
30 |
5,9 |
10,3 |
12,4 |
12,6 |
21,4 |
|
4,8 |
|
18,0 |
18,1 |
17,5 |
26,1 |
21,8 |
86
Таблица 6.8
Результаты наблюдений. Количество измерений n 20
№ |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
||
п/п |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
|
39 |
|
40 |
41 |
42 |
43 |
44 |
1 |
9,1 |
12,6 |
18,3 |
18,2 |
15,1 |
|
13,9 |
|
14,8 |
14,7 |
26,0 |
20,7 |
24,3 |
2 |
8,4 |
13,6 |
11,9 |
17,5 |
17,4 |
|
14,2 |
|
13,9 |
23,0 |
5,8 |
14,3 |
21,5 |
3 |
8,8 |
14,5 |
11,2 |
14,0 |
14,2 |
|
15,3 |
|
10,8 |
30,4 |
20,5 |
23,4 |
24,3 |
4 |
5,7 |
14,8 |
16,9 |
14,7 |
18,4 |
|
14,7 |
|
13,7 |
17,5 |
13,8 |
24,1 |
19,9 |
5 |
5,8 |
14,7 |
12,8 |
17,7 |
13,5 |
|
18,3 |
|
24,6 |
25,9 |
17,2 |
9,0 |
23,8 |
6 |
5,8 |
12,8 |
16,6 |
18,2 |
24,6 |
|
15,1 |
|
23,7 |
21,4 |
18,4 |
16,0 |
22,7 |
7 |
7,2 |
9,9 |
17,0 |
16,4 |
6,1 |
|
15,6 |
|
22,8 |
16,4 |
20,5 |
17,5 |
24,1 |
8 |
5,4 |
13,4 |
16,6 |
14,2 |
20,5 |
|
23,4 |
|
13,7 |
25,6 |
24,0 |
26,1 |
32,9 |
9 |
2,3 |
11,5 |
15,4 |
14,4 |
25,7 |
|
18,0 |
|
16,9 |
23,5 |
28,8 |
27,3 |
23,6 |
10 |
10,6 |
9,4 |
14,8 |
15,5 |
21,3 |
|
27,4 |
|
27,0 |
17,6 |
18,4 |
18,0 |
21,7 |
11 |
9,6 |
18,3 |
15,9 |
18,5 |
21,7 |
|
9,2 |
|
19,1 |
12,3 |
18,3 |
20,5 |
29,2 |
12 |
8,3 |
8,3 |
15,7 |
22,8 |
13,1 |
|
17,4 |
|
17,3 |
17,2 |
15,5 |
21,4 |
31,0 |
13 |
6,0 |
6,9 |
14,5 |
15,3 |
10,7 |
|
19,1 |
|
16,7 |
15,4 |
18,8 |
22,9 |
16,7 |
14 |
6,1 |
13,2 |
13,6 |
17,3 |
18,9 |
|
25,1 |
|
21,0 |
20,0 |
20,2 |
21,9 |
30,4 |
15 |
6,2 |
7,7 |
15,9 |
17,2 |
22,9 |
|
20,1 |
|
21,5 |
17,0 |
21,1 |
19,7 |
18,2 |
16 |
8,6 |
10,8 |
15,5 |
22,6 |
21,7 |
|
8,4 |
|
18,6 |
19,0 |
16,1 |
20,8 |
17,0 |
17 |
7,2 |
14,6 |
12,2 |
20,9 |
13,9 |
|
10,1 |
|
19,4 |
26,7 |
20,3 |
17,7 |
21,4 |
18 |
10,6 |
10,3 |
17,4 |
5,8 |
19,0 |
|
29,0 |
|
21,1 |
26,0 |
19,9 |
23,5 |
23,1 |
19 |
5,2 |
9,3 |
17,1 |
17,6 |
19,0 |
|
20,7 |
|
15,1 |
20,3 |
15,1 |
17,8 |
27,2 |
20 |
8,8 |
9,4 |
18,1 |
13,2 |
13,8 |
|
17,0 |
|
18,3 |
13,0 |
21,4 |
19,5 |
23,0 |
Таблица 6.9
Неисключённые систематические погрешности i . Доверительная вероятность
P
i , |
|
|
|
|
|
Варианты |
|
|
|
|
|
||
P |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
6 |
|
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
1 |
1,66 |
1,54 |
0,68 |
1,24 |
0,82 |
|
1,55 |
|
1,11 |
0,78 |
0,84 |
0,94 |
1,48 |
2 |
0,62 |
1,14 |
1,41 |
1,22 |
1,11 |
|
0,79 |
|
0,94 |
0,83 |
1,05 |
1,51 |
1,17 |
3 |
2,25 |
1,98 |
0,71 |
1,49 |
2,42 |
|
1,21 |
|
0,18 |
0,55 |
0,61 |
1,09 |
1,44 |
4 |
1,38 |
1,24 |
0 |
0,70 |
0 |
|
0,74 |
|
1,08 |
0,88 |
0 |
0,59 |
1,11 |
5 |
0,93 |
1,33 |
0 |
0,97 |
0 |
|
0 |
|
1,19 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6 |
0,73 |
0,03 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
|
0,49 |
0 |
0 |
0 |
0 |
P |
0,8 |
0,95 |
0,90 |
,0975 |
0,85 |
|
0,90 |
|
0,90 |
0,95 |
0,99 |
0,90 |
0,95 |
87
Решение
В качестве задания рассмотрим вариант № 33 из табл. 6.7 и вариант № 8
из табл. 6.9.
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.10 |
|
|
|
Результат наблюдения, вариант № 33 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18,4 |
20,3 |
|
8,7 |
27,3 |
|
20,0 |
|
11,8 |
19,9 |
17,9 |
|
25,0 |
24,3 |
|
27,9 |
|
25,1 |
23,6 |
22,5 |
|
16,7 |
26,1 |
|
17,5 |
|
21,7 |
12,5 |
10,1 |
|
28,6 |
18,7 |
|
17,1 |
|
24,3 |
16,8 |
26,7 |
|
15,2 |
27,0 |
|
13,6 |
|
21,8 |
Таблица 6.11
Неисключённая систематическая погрешность и доверительная вероятность,
|
вариант № 8 |
|
|
|
|
1 |
|
0,78 |
2 |
|
0,83 |
3 |
|
0,55 |
4 |
|
0,88 |
5 |
|
0 |
6 |
|
0 |
P |
|
0,95 |
При статистической обработке группы результатов наблюдений выполняются следующие процедуры.
1.Исключить известные систематические погрешности из результатов наблюдений. Анализ процедуры наблюдений показал, что можно исключить систематические погрешности 5 и 6 .
2.Вычислить среднее арифметическое исправленных результатов наблюдений, принимаемое за результат измерения.
~ |
1 n |
|
|
1 |
18,4 |
|
|
21,8 20,24. |
|
A |
|
x |
i |
|
|
19,9 |
24,3 |
||
|
30 |
||||||||
|
ni 1 |
|
|
|
|
|
3. Вычислить оценку среднеквадратического отклонения результата
измерения.
88
|
n |
xi |
~ |
2 |
|
|
|
~ |
|
A |
18,4 20,24 2 21,8 20,24 2 |
|
|||
S A |
i 1 |
|
|
|
|
|
1,01. |
n n 1 |
|
30 30 1 |
|||||
|
|
|
|
4. Проверить гипотезу о том, что результаты наблюдений принадлежат нормальному закону распределения. Количество измерений n 30 50, поэтому используется методика ГОСТ 8.207-76. Нормальность распределения результатов наблюдений проверяют при помощи составного
критерия d~.
Вычисляем смещённую оценку среднеквадратического отклонения S* по формуле
|
|
|
|
|
n |
~ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
xi A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
||||||||||||||
S* |
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
18,4 20,24 |
21,8 20,24 |
5,45. |
|||||||||
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Вычисляем величину критерия d~: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
n |
|
|
~ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
d~ |
|
|
xi A |
|
|
|
|
18,4 20,24 |
|
|
|
|
21,8 20,24 |
|
|
0,8402. |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
n S* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 5,45 |
|
Выбираем из табл. 6.4 теоретические значения статистики для n 30, и
ближайшим будет значение n 31. С учётом доверительной вероятности 0,95
получим
d1 q2 0,7404,
dq2 0,8625.
Результаты наблюдений можно считать распределёнными нормально, так как выполняется условие
d1 q2 d~ dq2 ,
0,7404 0,8402 0,8625.
5. Вычислить доверительные границы случайной погрешности результата измерения.
Используя формулу 6.2, вычислим границы случайной погрешности:
89