Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Лабораторная работа № 3
Обработка результатов измерений
Вариант 18
Цель: Научить студентов обрабатывать данные равноточных измерений и записывать правильно действительный физический результат, используя средства MS EXCEL.
Числовые данные результатов измерений
214,22656 |
218,67848 |
213,87891 |
216,33261 |
212,04147 |
216,80654 |
219,53975 |
209,93612 |
217,03925 |
213,23045 |
218,47983 |
220,2481 |
207,91638 |
213,62066 |
216,26975 |
211,28347 |
211,15321 |
224,57371 |
214,967 |
214,34108 |
220,35799 |
211,91399 |
215,77162 |
216,54554 |
211,6824 |
208,02628 |
220,828 |
210,58018 |
219,09238 |
215,65763 |
214,90958 |
207,77659 |
215,23936 |
212,70556 |
212,19614 |
202,47216 |
207,06799 |
218,07735 |
212,21668 |
214,7064 |
215,57345 |
215,55441 |
220,60481 |
209,8729 |
214,44598 |
219,49692 |
210,20069 |
211,55054 |
215,76207 |
215,46374 |
217,35067 |
214,55328 |
211,99333 |
213,96286 |
224,37407 |
217,92651 |
212,49685 |
211,11625 |
221,76369 |
217,42328 |
220,22255 |
219,24832 |
217,9775 |
220,74343 |
221,45859 |
215,95032 |
214,96428 |
210,77382 |
214,70217 |
214,17562 |
215,57551 |
212,86143 |
217,44615 |
212,82958 |
217,01106 |
218,88551 |
222,1873 |
216,09226 |
207,07653 |
222,63957 |
215,9607 |
217,28494 |
224,32529 |
212,69581 |
220,51913 |
224,0984 |
215,53969 |
215,30932 |
212,61719 |
211,88332 |
218,266 |
216,08964 |
212,69999 |
214,13966 |
211,27417 |
218,52721 |
220,46603 |
223,35997 |
207,87252 |
219,02535 |
При n=3 результатов равноточных измерений
№ Опыта |
Xi |
(Xi-<X>) |
(Xi-<X>)2 |
1 |
214,22656 |
-2,27775 |
5,188145 |
2 |
216,80654 |
0,30223 |
0,091343 |
3 |
218,47983 |
1,97552 |
3,902679 |
Суммы: |
649,51293 |
|
9,182167 |
P |
tP,n |
Δ1,2 |
Δ1,2округл |
<x> |
<x>округл |
γотн |
X = (<x> ± Δ1,2) |
||
S |
1,237077693 |
0,68 |
1,188928636 |
1,470797094 |
1,5 |
216,5 |
217 |
2,074689 |
217±1,5 В |
M(x) |
216,50431 |
0,9 |
2,353363435 |
2,911293408 |
3 |
|
|
3,73444 |
217±3 В |
D(x) |
3,060722435 |
0,95 |
3,182446305 |
3,936933332 |
4 |
|
|
5,394191 |
217±4 В |
0,99 |
5,840909309 |
7,225658611 |
7 |
|
|
9,543568 |
217±7 В |
При n=5 результатов равноточных измерений
№ Опыта |
Xi |
(Xi-<X>) |
(Xi-<X>)2 |
1 |
211,28347 |
-0,126426 |
0,015984 |
2 |
220,35799 |
8,948094 |
80,06839 |
3 |
208,02628 |
-3,383616 |
11,44886 |
4 |
214,90958 |
3,499684 |
12,24779 |
5 |
202,47216 |
-8,937736 |
79,88312 |
Суммы: |
1057,04948 |
|
183,6641 |
P |
tP,n |
Δ1,2 |
Δ1,2округл |
<x> |
<x>округл |
γотн |
X = (<x> ± Δ1,2) |
||
S |
3,030380668 |
0,68 |
1,103668273 |
3,344535 |
3 |
211,41 |
211 |
0,823045 |
211±3 В |
M(x) |
211,409896 |
0,9 |
2,015048372 |
6,106363633 |
6 |
|
|
1,234568 |
211±6 В |
D(x) |
36,73282798 |
0,95 |
2,570581835 |
7,789841498 |
8 |
|
|
1,646091 |
211±8 В |
0,99 |
4,032142983 |
12,21892815 |
12 |
|
|
2,469136 |
211±12 В |
При n=10 результатов равноточных измерений
№ Опыта |
Xi |
(Xi-<X>) |
(Xi-<X>)2 |
1 |
215,57345 |
-2,530604 |
6,403957 |
2 |
219,49692 |
1,392866 |
1,940076 |
3 |
217,35067 |
-0,753384 |
0,567587 |
4 |
217,92651 |
-0,177544 |
0,031522 |
5 |
220,22255 |
2,118496 |
4,488025 |
6 |
215,95032 |
-2,153734 |
4,63857 |
7 |
215,57551 |
-2,528544 |
6,393535 |
8 |
218,88551 |
0,781456 |
0,610673 |
9 |
215,9607 |
-2,143354 |
4,593966 |
10 |
224,0984 |
5,994346 |
35,93218 |
Суммы: |
2181,04054 |
|
65,6001 |
P |
tP,n |
Δ1,2 |
Δ1,2округл |
<x> |
<x>округл |
γотн |
X = (<x> ± Δ1,2) |
||
S |
0,853750521 |
0,68 |
1,046422611 |
0,893383849 |
1 |
218,1 |
218 |
0,421941 |
218±1 В |
M(x) |
218,104054 |
0,9 |
1,812461102 |
1,54738961 |
1,5 |
|
|
0,843882 |
218±1,5 В |
D(x) |
6,560009564 |
0,95 |
2,228138842 |
1,902274697 |
2 |
|
|
1,265823 |
218±2 В |
0,99 |
3,169272672 |
2,705768194 |
3 |
|
|
1,687764 |
218±3 В |
При n=20 результатов равноточных измерений
№ Опыта |
Xi |
(Xi-<X>) |
(Xi-<X>)2 |
1 |
218,266 |
2,8214745 |
7,960718 |
2 |
218,52721 |
3,0826845 |
9,502944 |
3 |
218,67848 |
3,2339545 |
10,45846 |
4 |
219,53975 |
4,0952245 |
16,77086 |
5 |
220,2481 |
4,8035745 |
23,07433 |
6 |
211,15321 |
-4,2913155 |
18,41539 |
7 |
211,91399 |
-3,5305355 |
12,46468 |
8 |
220,828 |
5,3834745 |
28,9818 |
9 |
207,77659 |
-7,6679355 |
58,79723 |
10 |
207,06799 |
-8,3765355 |
70,16635 |
11 |
215,55441 |
0,1098845 |
0,012075 |
12 |
210,20069 |
-5,2438355 |
27,49781 |
13 |
214,55328 |
-0,8912455 |
0,794319 |
14 |
212,49685 |
-2,9476755 |
8,688791 |
15 |
219,24832 |
3,8037945 |
14,46885 |
16 |
214,96428 |
-0,4802455 |
0,230636 |
17 |
212,86143 |
-2,5830955 |
6,672382 |
18 |
222,1873 |
6,7427745 |
45,46501 |
19 |
217,28494 |
1,8404145 |
3,387126 |
20 |
215,53969 |
0,0951645 |
0,009056 |
Суммы: |
4308,89051 |
|
363,8188 |
P |
tP,n |
Δ1,2 |
Δ1,2округл |
<x> |
<x>округл |
γотн |
X = (<x> ± Δ1,2) |
||
S |
0,978477361 |
0,68 |
1,019803554 |
0,997854691 |
1 |
215,44 |
215 |
0,41841 |
215±1 В |
M(x) |
215,4445255 |
0,9 |
1,724718218 |
1,687597731 |
2 |
|
|
0,83682 |
215±2 В |
D(x) |
18,19094099 |
0,95 |
2,085963441 |
2,041068004 |
2 |
|
|
0,83682 |
215±2 В |
0,99 |
2,845339707 |
2,784100489 |
3 |
|
|
1,25523 |
215±3 В |
Вывод: В данной лабораторной работе я научился обрабатывать данные равноточных измерений и получил следующие результаты:
|
n=3 |
n=5 |
n=10 |
n=20 |
n=100 |
M(x) |
216,5043 |
211,4099 |
218,1041 |
215,4445 |
215,4865 |
D(x) |
3,060722 |
36,73283 |
6,56001 |
18,19094 |
18,42583 |
За генеральную выборку примем n=100 и M(x) = 215,4865 D(x) = 18,42583, т.е. проведённые мной выборки сравним с генеральной и оценим полученные результаты на состоятельность, несмещенность и эффективность.
При n = 3 выборочное среднее арифметическое <x> = 216,5
При n = 5 выборочное среднее арифметическое <x> = 211,4
При n = 10 выборочное среднее арифметическое <x> = 218,1
При n = 20 выборочное среднее арифметическое <x> = 215,44
При n = 100 выборочное среднее арифметическое <x> = 215,48
Так как при возрастании объёма выборки точечная оценка стремится к истинному значению, то она является состоятельной. При n = 3 и n = 20 выборочное среднее ближе по значению к истинному значению, чем при n =5 и n= 10.
Так как при n = 3,5,10,20 величина M(x) каждой выборки не равна параметру при n=100 M(x) = 215,48, следовательно, именно для выборки, проведенной мной, она является смещенной.
|
n=3 |
n=5 |
n=10 |
n=20 |
n=100 |
D(x) |
3,060722 |
36,73283 |
6,56001 |
18,19094 |
18,42583 |
Так как, оценка дисперсий при n = 3 больше дисперсии параметра при n=100, следовательно она не эффективна. А при n = 5, 10,20 меньше дисперсии при n=100, следовательно она эффективна.
Для истинного значения D(x) = 18,42583. По правилу трех сигм S= 4,29*3= 12,87 данное значение входит в интервал [215-225].
По таблице ниже определим конечный результат значения напряжения.
|
Значение напряжения |
|||
P |
n=3 |
n=5 |
n=10 |
n=20 |
0,68 |
217±1,5 В |
211±3 В |
218±1 В |
215±1 В |
0,9 |
241±3 В |
211±6 В |
218±1,5 В |
215±2 В |
0,95 |
241±4 В |
211±8 В |
218±2 В |
215±2 В |
0,99 |
241±7 В |
211±12 В |
218±3 В |
215±3 В |
Делаем проверку по выборке: Принимаем доверительный (эталонный) интервал, при чем значение ∆ увеличиваем до 6; [216 ± 6]В при P=0,68. Вероятность попадания истинного значения в данный интервал составляет 68% причем значение надежности равно 6.
При n = 3 - 67% (2 значения из 3 входят в интервал от 208 до 224 )
При n = 5 - 80% (4 значения из 5 входят в интервал от 208 до 224)
При n = 10 - 100% (10 значений из 10 входят в интервал от 208 до 224)
При n = 20 -90% (18 значений из 20 входят в интервал от 208 до 224)
При n = 100 -89% (89 значений из 100 входят в интервал от 208 до 224)
Данные утверждения были сделаны, только на основании выборок, проведённых мной. Если произвести несколько выборок одно и того же варианта, то результаты будут разными.
Министерство образования и науки Республики Казахстан
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Д. СЕРИКБАЕВА
ФАКУЛЬТЕТ: ФИТЭ
КАФЕДРА: Промышленная энергетика
ОТЧЕТ
по лабораторной работе:
«Обработка результатов измерений»
Проверил: доцент каф. «ПЭ» к.ф.-м.н _________ В.А. Кузьминых «___» _________ 2013г. |
|
Выполнил: студент В.В. Сулейменев Специальность 5В0718 |
|
Усть-Каменогорск
2013