- •Лабораторная работа № 4
- •1. Обработка результатов измерений
- •Предельное значение коэффициента tГ
- •Квантили распределения (статистика )
- •Значения р для вычисления
- •Значения интеграла вероятностей ф(z)
- •Коэффициенты Стьюдента t (рд , n)
- •Выбор коэффициента k
- •2. Пример обработки результатов измерений
- •Абсолютная погрешность наблюдений
- •Контрольные вопросы к лабораторной работе:
- •Варианты задач:
Значения интеграла вероятностей ф(z)
z |
Ф(z) |
z |
Ф(z) |
z |
Ф(z) |
z |
Ф(z) |
0,00 |
0,000 |
0,70 |
0,516 |
1,40 |
0,839 |
2,25 |
0,976 |
0,10 |
0,080 |
0,80 |
0,576 |
1,50 |
0,866 |
2,50 |
0,988 |
0,20 |
0,159 |
0,90 |
0,632 |
1,60 |
0,890 |
2,75 |
0,9940 |
0,30 |
0,236 |
1,00 |
0,683 |
1,70 |
0,911 |
3,00 |
0,99730 |
0,40 |
0,311 |
1,10 |
0,729 |
1,80 |
0,928 |
3,30 |
0,99903 |
0,50 |
0,383 |
1,20 |
0,770 |
1,90 |
0,943 |
3,50 |
0,99953 |
0,60 |
0,452 |
1,30 |
0,806 |
2,00 |
0,955 |
4,00 |
0,99994 |
Далее, учитывая z и заранее вычисленную оценку среднеквадратического отклонения результата измерений, определяют доверительную границу случайной погрешности результата измерения:
(1.14)
Аналитически нижнюю АН и верхнюю АВ границы доверительного интервала представляют обычно в следующем виде:
Рассмотрим вопрос о применении распределения Стьюдента для поиска доверительного интервала. Значения коэффициентов этого распределения приведены в табл. 6.
Таблица 6
Коэффициенты Стьюдента t (рд , n)
n |
РД | |||||||
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
0,95 |
0,98 |
0,99 | |
2 |
1,00 |
1,38 |
1,96 |
3,05 |
6,31 |
12,71 |
31082 |
63,66 |
3 |
0,82 |
1,06 |
1,34 |
1,89 |
2,92 |
4,30 |
6,97 |
9,93 |
4 |
0,77 |
0,98 |
1,25 |
1,64 |
2,35 |
3,18 |
4,54 |
5,84 |
5 |
0,74 |
0,94 |
1,19 |
1,53 |
2,13 |
2,78 |
3,75 |
4,60 |
6 |
0,73 |
0,92 |
1,16 |
1,48 |
2,02 |
2,62 |
3,36 |
4,03 |
7 |
0,72 |
0,91 |
1,13 |
1,44 |
1,94 |
2,45 |
3,14 |
3,71 |
8 |
0,71 |
0,90 |
1,12 |
1,42 |
1,90 |
2,37 |
3,00 |
3,50 |
9 |
0,71 |
0,89 |
1,11 |
1,40 |
1,86 |
2,31 |
2,90 |
3,36 |
10 |
0,70 |
0,88 |
1,10 |
1,38 |
1,83 |
2,26 |
2,82 |
3,35 |
16 |
0,69 |
0,87 |
1,07 |
1,34 |
1,75 |
2,13 |
2,60 |
2,95 |
25 |
0,69 |
0,86 |
1,06 |
1,32 |
1,71 |
2,06 |
2,49 |
2,80 |
Используя данные этой таблицы, по заданной доверительной вероятности и известному числу наблюдений n находят соответствующий коэффициент Стьюдента . Далее определяют границу случайной погрешности результата измерения
(1.15)
а также границы доверительного интервала:
При одной и той же доверительной вероятности с уменьшением числа наблюдений доверительный интервал увеличивается, т. е. точность измерений ухудшается.
Границы неисключённых остатков систематической погрешности результата измерения.
Как отмечалось выше, систематические погрешности измерений нельзя полностью исключить с помощью более точных приборов или методов измерений. Поэтому всегда остаются их неисключённые остатки - так называемые неисключённые систематические погрешности (НСП), определяемые с некоторой погрешностью.
Чаще всего НСП при повторных измерениях какой-либо физической величины с применением других приборов (аналогового типа) изменяются, но остаются в заданных границах. Поэтому в настоящее время подобные НСП принято рассматривать как случайные с равномерным симметричным законом распределения плотности вероятности и определять каждую границами . Причем в качестве границы принимают, например, пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей средств измерений.
Общую границу нескольких НСП вычисляют по формуле
(1.16)
где m - число неисключенных систематических погрешностей измерений,
k - коэффициент, зависящий от m, принятой доверительной вероятности и соотношения между составляющими .
Данная вероятность должна быть равна той, которая была принята при расчете доверительной границы случайной погрешности результата измерения. На практике чаще всего задают доверительную вероятность РД = 0,95 и реже РД = 0,9. Значение РД = 0,99 принимается при оценке погрешностей, связанных с весьма точными измерениями.
Выбор коэффициента k должен выполняться в соответствии с табл. 7 и графиками, представленными на рис. 1, где - отношение границ; - максимальная граница; - граница, ближайшая к .
Таблица 7