Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
m34249.doc
Скачиваний:
8
Добавлен:
13.11.2022
Размер:
421.89 Кб
Скачать

2.4. Определение погрешности опыта

Если опыт состоит из одного прямого измерения, то его ошибка равна ошибке измерения. Если опыт состоит из нескольких измерений косвенных параметров, то точность опыта оценивается вычислением предельной ошибки опыта. При этом необходимо руководствоваться следующими правилами:

- ошибка суммы заключена между наибольшей и наименьшей из относительных ошибок слагаемых;

- ошибка произведения или частного от деления равна сумме относительных ошибок сомножителей или делимого и частного;

- ошибка i-ой степени какого-либо основания в i раз больше относительной ошибки основания;

- ошибка синуса и косинуса равна произведению абсолютного значения котангенса измеренного угла (или тангенса соответственно) на предельную абсолютную ошибку угла, выраженного в радианах.

Анализ экспериментальных данных включает нахождение аналитических зависимостей, описывающих исследуемый процесс, оценку качества этого аналитического описания, формулировку выводов, рекомендаций по использованию.

Существуют различные методы подбора аналитических зависимостей экспериментальных данных. Используем метод избранных точек.

2.5.Метод избранных точек

Суть метода избранных точек заключается в следующем. Допустим, нужно подобрать аналитическую зависимость для изменения параметра х в функции у используя обработанные данные эксперимента (см. приложения табл. П.2).

Построим координатные оси, выберем масштаб и нанесем результаты наблюдений. Предположим, что графиком функции является кривая второго порядка типа

(2.8)

Здесь неизвестными являются коэффициенты а, в, с.

Найдем коэффициенты а, в, с, решая систему уравнений

(2.9)

Для оценки качества аппроксимации определим расчетные значения показателей по полученному уравнению функции и сведем в табл. П.3.

По разнице значений функций результатов эксперимента (табл. П.2) и вычисленных после аппроксимации находим ошибку аппроксимации Δi .

Для оценки качества аппроксимации, используя значения ошибок Δi из табл. П2 и формулу 2.4 подсчитаем остаточную дисперсию.

(2.10)

где - средняя ошибка по результатам аппроксимации.

Н еобходимо отметить, что значения Δi во многом определяются качеством выбора точек и типом зависимости. Чем точнее аналитическая зависимость описывает изучаемый процесс, тем меньше значение ..

3. Изучение структуры описания изобретения и порядка его оформления

Студенты, выполняющие контрольную работу, вначале проводят формализацию предлагаемого технического решения: выполняют его схему, выделяют новые блоки (абзацы). Далее студенты знакомятся с описаниями изобретений.

Целью изучения структуры описания изобретения является поиск и отбор аналогичных технических решений, наиболее близких к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту. Все аналоги включают в справку о патентном поиске.

После повторного (более глубокого изучения патентной документации) из числа аналогов выбирают прототип, то есть аналог – наиболее близкий к предлагаемому решению.

Текст описания изобретения следует составлять, руководствуясь табл. 3.1.

При составлении заявки на изобретение необходимо обратить внимание на структуру ее оформления. Описание изобретения предназначено для раскрытия его сущности с достаточной для его осуществления полнотой и подтверждения объема правовой охраны, определяемого формулой изобретения чертежи и иные материалы представляются при необходимости пояснения сущности изложенного.

Следует помнить, что патенты (А.С.) выдаются на следующие виды изобретений: устройство, способ, вещество, штамп, использование по новому назначению.

В структуре их описания имеются свои особенности. Пример схемы описания (структуры) изобретения представлен в табл. 3.1.

Таблица 3.1 Схема (структура) описания изобретения

Наименование раздела описания

Рекомендуемые стандартные фразы

Содержание раздела и некоторые требования к оформлению

Класс международной системы классификации

Пишется в верхнем правом углу первого листа, например, А 01 В 69/04

Название изобретения

Должно содержать не более 8—10 значащих слов и соответствовать сущности изобретения, указывать к какому роду объекта относится, пишется в единственном числе

Область техники, к которой относится изобретение (и преимущественная область его использования)

«Настоящее изобретение относится к ... и может быть использовано...»

Указывается область техники. (Этот и последующие разделы начинаются новым абзацем) Указывается преимущественная область применения

Дополнительная область использования

«Кроме того, оно может быть использовано...»

Указываются другие возможные области использования изобретения

Уровень техники (характеристика аналогов и прототипа изобретения)

«Уже известно устройство для...»

«См., например...»

Приводится краткая характеристика одного или нескольких наиболее прогрессивных устройств того же назначения, наиболее близкого для достигаемого результата к предполагаемому устройству.

Дается ссылка на источник информации

Критика аналогов изобретения

«Недостатками известного устройства являются...» «Указанные недостатки обусловлены тем, что...»

Отмечаются недостатки, которые частично или полностью устраняются в изобретении. Отмечаются причины, которые обуславливают недостатки известного устройства

Характеристика прототипа

«Наиболее близким по технической сущности к достигнутому результату к предполагаемому, является устройство, содержащее...» «См. пример...»

Приводится краткая характеристика прототипа наиболее близкого из аналогов технического решения.

Дается ссылка на источник информации

Продолжение табл. 3.1.

Наименование раздела описания

Рекомендуемые стандартные фразы

Содержание раздела и некоторые требования к оформлению

Критика прототипа

«Недостатками известного устройства являются...» «Указанные недостатки обусловлены тем что...»

Указываются те недостатки прототипа, которые полностью или частично устраняются в изобретении.

Дается анализ причин, порождающих недостатки

Задачи изобретения

«Задачей предполагаемого изобретения является...»

Подробно расписывается задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение. Указывается технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения

Сущность изобретения и суще­ственные признаки

«Указанная задача решается тем, что в устройстве, содержащем...»

«Согласно изобретению…»

«В предпочтительном варианте выполнения устройства дополнительно предусмотрено...»

Перечисляются признаки, общие с признаками прототипа (по ограничительной части формулы изобретения)

Указываются новые в сравнении с прототипом существенные признаки (по отличительной части формулы).

Указываются новые в сравнении с прототипом признаки (по дополнительным — зависимым пунктам формулы)

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым результатом

«Данное техническое решение позволяет... за счет следующего...»

Показывается наличие причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом

Другие виды технического решения результата

«Данные технического решения позволят также....»

Указываются и другие известные заявителю виды технического результата, получение которых обеспечивает

Продолжение табл. 3.1.

Наименование раздела описания

Рекомендуемые стандартные фразы

Содержание раздела и некоторые требования к оформлению

«за счет...»

данное изобретение, в том числе: в частных случаях, в конкретных формах его выполнения, в особых условиях использования

Перечень фигур чертежей

«Сущность изобретения поясняется чертежами. На фигурах 1 изображено...»

Приводится наименование узлов деталей, изображенных на чертежах (фигурах)

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

«Решение поставленной задачи становится возможным благодаря тому, что устройство... содержит» «Устройство работает следующим образом...»

«В предпочтительном варианте выполнения устройства предусмотрено..

Описание устройства в статическом состоянии, раскрывающее конструкцию, со... ссылками на чертежи.

Приводится описание работы устройства со ссылками на цифровые обозначения. Затем приводится описание других примеров выполнения (если они имеются) и указывается на оптимальный пример, дается его характеристика. Характеризуется предпочтительный вариант выполнения устройства

Формула изобретения

«1. Устройство...» «содержащее...»

«...согласно изобретению дополнительно содержит...»

«2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что...»

Приводится название изобретения, ограничительная часть формулы: приводятся признаки общие с прототипом Отличительная часть формулы: приводится новые в сравнении с прототипом признаки

Отличительная часть формулы по дополнительным пунктам

ПРИЛОЖЕНИЕ

ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ (пример)

В задании для контрольной работы дана таблица результатов наблюдений.

Найти зависимость доли времени Тп, (%) поворотов в балансе общего времени смены в функции длины рабочего гона Lт.

Таблица П.1. Исходные данные.

Тп, %

46

28

20

18

14

13

9

11

8

2

48

29

24

17

15

14

11

10

9

9

44

30

22

19

16

12

13

9

10

10

Lт, м

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Из таблицы видно, что выполнено 10 опытов с трехкратной повторностью каждого.

Проведем исследование первого столбца на наличие грубых ошибок (промахов)

Для расчетов примем значение t критерия равным 1, тогда

,

.

Ни одно из значений не выходит за доверительные границы, следовательно грубых ошибок нет. Таким же образом проверяются остальные столбцы. При исследовании последнего столбца выяснилось:

,

,

,

.

Видно, что минимальное значение выходит за нижнюю доверительную границу , следовательно, имеет место грубая ошибка и содержащее ее измерение следует исключить из дальнейшего анализа.

Уточненная оценка истинного значения составит:

.

В результате вычислений получаем таблицу обработанных данных:

Таблица П.2. Результат обработки

Тп, %

46

29

22

18

15

13

11

10

9

9,5

Lт, м

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Анализ экспериментальных данных и метод обработки избранных точек смотрите в разделе 2.

Лучшее описание дает кривая второго порядка (по гипотезе):

.

Здесь неизвестными являются коэффициенты а, в, с. Выбираем три точки и, используя координаты, составляем систему трех уравнений. Для получения более точной аппроксимации одна из точек берется в середине исследуемого интервала, на кривой описываемой уравнением, а две другие ближе к его границам.

На наш взгляд искомая кривая лучшим образом опишет наблюдаемый процесс, если учтем точки 1 (200, 29); 2 (500, 15); 3 (800, 10).

Тогда получим:

Решая систему уравнений, получим а = 43,356; в = -0,0818; с = 0,0000501.

Тогда искомая аналитическая зависимость принимает вид:

Рис. 1. Зависимость доли времени поворотов от длины гона.

Представим в виде таблицы значения аргумента и соответствующие им наблюдаемые Тп, вычисленные , значения функции, ошибки аппроксимации.

Таблица П.3. Оценка качества аппроксимации

Lт, м

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Тп, с

46

29

22

18

15

13

11

10

9

9,5

, с

45,7

29

23,3

18,6

15

12,3

10,6

10

10,3

11,6

Δi

0,3

0

-1,3

-0,6

0

0,7

0,4

0

-1,3

-2,10

Используя результаты вычислений из таблицы П.3 нанесем на рисунок точки, соединим их и получим изображение искомой кривой (см. рис. 1). Здесь же наносятся точки, соответствующие значениям Тп.

Для оценки качества аппроксимации, используя значение ошибок Δi из таблицы П.3 и формулу 2.10 подсчитаем остаточную дисперсию

.

Необходимо отметить, что значения Δi во многом определяются качеством выбора точек на графике и типом зависимости. Чем точнее аналитическая зависимость описывает изучаемый процесс, тем меньше значение .

ВАРИАНТЫ ЗАДАЧ

1. Найти зависимость доли времени Тп поворотов в балансе общего времени в функции длины lг рабочего гона:

Тп,

45

22

8

7

5

4,5

2,5

4

40

20

10

5

4

4

3,5

2

35

18

9

3

3

3,5

3,0

3

Lг

100

200

300

400

500

600

700

800

2. Найти зависимость доли времени Тп поворотов в балансе общего времени в функции длины lг рабочего гона:

Тп,

70

65

60

55

50

45

40

35

70

65

60

50

50

40

40

30

69

650

60

55

45

45

38

35

Lг

80

160

240

320

400

480

560

640

3. Выполнить условие задачи 1, используя результаты наблюдений из таблицы:

Тп,

50

42

47

28

22

20

13

10

60

58

41

33

26

17

15

11

70

50

35

38

30

23

17

9

Lг

120

240

360

480

600

720

840

960

4. Найти зависимость для удельного расхода gе топлива двигателя внутреннего сгорания в функции угла α опережения зажигания:

gе, г/кВт·ч

100

700

475

380

315

380

440

480

1000

650

500

370

320

370

400

460

950

750

525

390

325

360

420

440

α, град

+20

+10

0

-10

-20

-30

-40

-50

5. Найти зависимость для производительности W аэрожелоба зерноочистительно-сушильного комплекса в функции угла β выхода воздушного потока в зону трансформирования:

W, т/ч

85

92

80

70

65

60

50

35

80

90

85

80

75

65

55

40

75

88

90

90

85

70

60

45

β, град

10

20

30

40

50

60

70

80

6. Найти зависимость для разрушаемости W семенных коробочек льна льноуборочным комбайном в функции скорости очеса V:

W, %

5,5

9

18

25

34

48

62

71

6

10

20

30

40

55

70

80

6,5

11

22

35

46

52

78

89

V, м/с

2

3

4

5

6

7

8

9

7. Найти зависимость для общих потерь Б зерна зерноуборочным комбайном СК-5 в функции подачи g:

Б, %

5,5

10

18

25

34

48

63

71

6

10

21

30

42

55

70

80

6,5

11

22

35

46

52

78

89

g, кг/с

2

3

4

5

6

7

8

9

8. Найти зависимость для разрушаемости семенных коробочек W льна льноуборочным комбайнов в функции скорости очеса V:

W, %

5,6

9

18

28

34

49

62

71

6

12

20

30

40

55

70

80

6,9

11

22

32

46

51

78

89

V, м/с

2

3

4

5

6

7

8

9

9. Найти зависимость величины τ перепада температуры внутренних и наружных частей корпуса асинхронного электродвигателя барабанного типа привода ленточного транспортера от времени t его работы:

τ, 0С

0

20

32

50

62

70

80

90

0

22

30

50

64

73

82

100

0

21

34

50

60

75

80

95

t, ч

0

0,5

1,0

1,5

2

2,5

3,0

4,0

10. Найти зависимость массового расхода топлива Gт двигателя Д-240 на холостом ходу (пхх = 2200) от доли подачи в забираемый из окружающей среды воздух Р отработавших газов:

Gт, кг/ч

6,0

5,6

5

4,6

4,3

4,1

4,0

3,95

6,1

5,5

5,1

4,7

4,5

4,2

4,1

4,0

6,0

5,5

5,0

4,8

4,4

4,3

4,2

4,05

р, %

0

10

20

30

40

50

60

70

11. Найти зависимость давления Р гусеничного трактора на почву от скорости V:

Р, МПа

0,14

0,14

0,16

0,18

0,22

0,25

0,25

0,30

0,15

0,15

0,17

0,19

0,23

0,25

0,27

0,29

0,14

0,15

0,16

0,19

0,21

0,26

0,29

0,26

V, м/с

0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

12. Найти зависимость для силы Р резания эластичного абразивного инструмента в функции условной глубины tусл резания:

Р, Н

2,41

2,42

2,46

2,48

2,52

2,49

2,51

2,54

2,41

2,42

2,44

2,46

2,48

2,52

2,57

2,62

2,41

2,41

2,42

2,43

2,44

2,57

2,63

2,7

tусл, мм

0

0,3

0,6

0,9

1,2

1,5

1,8

2,1

13. Найти зависимость для удлинения V втулочно-роликовой цепи в функции времени t форсирования испытаний на стенде:

V, %

0

0,48

0,78

1,0

1,32

1,50

1,62

1,95

0

0,5

0,75

1,05

1,3

1,5

1,7

2,0

0

0,53

0,78

1,1

1,29

1,48

1,78

2,05

t, час

0

10

20

30

40

50

60

70

14. Найти зависимость для мощности N, расходуемой на подъем тележки вибрационной моечной машины в функции частоты ω колебаний (при массе тележки с очищаемым объектом в 500 кг):

N, кВт

2,2

0,95

1,05

2,1

2,8

4,5

8,0

12

2,0

1,0

1,10

2,0

3,0

5,0

9,0

15

1,8

1,0

1,15

1,9

3,2

5,5

10

18

ω, Гц

10

20

30

40

50

60

70

80

15 Найти зависимость для дисбаланса D коленчатых валов двигателя ЗИЛ-130 в функции изменения радиуса R кривошипа:

D, г·см

0

93

159

229

324

399

481

510

0

95

160

230

325

400

486

530

0

97

162

230

326

402

489

540

R, мм

0

0,25

0,5

0,75

1,0

1,25

1,5

1,75

16. Найти зависимость величины S отпечатка на образцах из сплавов АЛЗО от количества циклов приложения нагрузки (ударов) п в ходе исследования способности наплавленных слоев сопротивляться циклическим нагрузкам:

S, мм

2,3

3,2

3,7

4,1

4,5

5,0

5,4

6,1

2,5

3,0

3,5

4,2

4,5

5,0

5,5

6,0

2,5

3,2

3,6

4,0

4,5

5,0

5,6

6,2

п, ударов

1,5

1,6

1,7

1,8

2,2

2,5

3,5

7,0

17. Найти зависимость величины S отпечатка на образцах из сплавов АМГ6 от количества циклов приложения нагрузки (ударов) п в ходе исследования способности наплавленных слоев сопротивляться циклическим нагрузкам:

S, мм

2,6

2,9

3,6

3,9

4,4

5,1

5,4

6,2

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

2,4

3,1

3,4

4,1

4,6

4,9

5,6

6,1

п, ударов

1,6

1,7

1,8

1,9

2,1

2,5

5

10

18. Найти зависимость времени t достижения необходимого (для нейтрализации деталей после гальванообработки) водородного показателя (рН-11-12) воды от плотности тока I/V в процессе электролиза воды:

I/V, А/дм3

6,1

4,9

4,1

2,9

2,1

1,1

0,6

0,26

6,0

5,0

4,0

3,0

2,0

1,0

0,5

0,25

5,9

5,1

4,2

3,1

1,9

0,9

0,5

0,24

t, мин

18

12

8

17

28

48

60

75

19. Найти зависимость для силы Р резания эластичного разивного инструмента в функции условной глубины tусл резания:

Р, Н

2,41

2,42

2,46

2,49

2,52

2,47

2,51

2,55

2,41

2,42

2,44

2,46

2,48

2,52

2,57

2,62

2,41

2,41

2,42

2,43

2,44

2,57

2,63

2,69

tусл, мм

0

0,35

0,7

1,05

1,4

1,75

2,0

2,35

20. Найти зависимость удоя Q коров в функции массы М доильного набора (доильные стаканы с коллектором):

Q, л

3,8

4,1

4,20

4,10

4,05

4,03

4,01

4,0

4,0

4,2

4,15

4,20

4,10

4,05

4,02

4,03

3,8

4,2

4,25

4,10

4,15

4,07

4,03

4,03

М, кг

1,8

2,0

2,2

2,4

2,6

2,7

2,8

2,9

21. Найти зависимость угла скольжения γ комбикорма с различным содержанием частиц от влажности W при покрытии поверхности порционного раздатчика битумным лаком:

γ, град

32,5

36,5

39,5

41,5

43,5

45,5

46

47

32

36

39

41

43

46

47

48

33

37

40

42

44

45

45

49

W, %

20

25

30

35

40

45

50

55

22. Найти зависимость угла скольжения γ комбикорма от влажности W при покрытии поверхности порционного раздатчика кузбасслаком:

γ, град

42

44

48

50

50

50

51

51

41

44

46

47

49

50

51

52

42

45

47

49

50

50

51

50

W, %

25

30

35

40

45

50

55

60

23. Найти зависимость угла γ наклона стенок бункера порционного раздатчика от влажности W комбикорма при покрытии поверхности кузбасслаком:

γ, град

38

42

47

51

53

57

58

60

37

41

46

50

53

56

59

61

36

40

43

49

53

55

60

62

W, %

20

25

30

35

40

45

50

55

24. Найти зависимость угла наклона стенок бункера γ порционного раздатчика от влажности W комбикорма при покрытии поверхности масляной краской:

γ, град

27

31

33

36

37

38

36

36

26

30

32

35

36

36

37

36

25

29

31

34

35

36

37

36

W, %

20

25

30

35

40

45

50

55

25. Найти зависимость концентрации К газа в воздухе в местах с ограниченным объемом (животноводческая ферма, склады и т.п.) от времени работы трактора МТЗ-80:

К, %

0,22

0,31

0,39

0,48

0,59

0,70

0,78

0,90

0,18

0,28

0,42

0,52

0,63

0,75

0,81

0,93

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,84

0,96

Т, мин

2

4

6

8

10

12

14

16

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]