Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Козин В.З. Методы исследований в обогащении учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
7.99 Mб
Скачать

Если известны отдельные составляющие си‘Ст*ёгіГа‘?й-

ческих ошибок,'то полная систематическая 'ошибка

 

определится

т

 

 

 

В,Нй =■z

e.H *j.

/4.3/

 

j- i

 

Ошибки могут быть абсолютные

 

 

£ = X ü

-

3t

/4.4/

и относительные

В.

 

 

 

 

 

 

/4M/

 

 

Xu

~

3t

где Ли

-

истинное ёнЛчение результата;

 

X

-

полученное

значение результата.

 

4,3,

 

Случайнее

ошибки

 

Йсточники случайных ошибок весьма многообразны.' Выделим главнейшие:

1.Различие состава исхоЛЛогС сьфьк н материалов /ошибки гіробоотбора/, .

2.Различие количеств исходного сырья и материалов /оШбкй взвешивания/.

3.Различие условий проведения эксперимента /успоёйй ëa'rpÿâkk материалов, времени выполнения опытов, ГоЧйосТй вЫйЬЛйения отдельных операций И т.п./.

4і Различие условий подготовки продуктов опыта для аналгіза /сушка, разделка и т.п./.

, 5.. Ошибка метода анализа продуктов огіьіта /сюда вкгіючаіотсй и ошибки вычислений/.

Мйогократное выполнение одного и того же опыта /параллельные опыты/ приводит к различным результа­ там. Однако, чаійе вс ого отклонения отдельных резуль­ татов от средних Подчиняются нормальному закону рас­ пределения. Закин распределения характеризует законо­ мерность изменения вероятности того яді? и ноги значе­ ния ошибкй.

Дели иавестцр среднее значение результата опыта X и среднеквадратичной ошибка результата і je , то плотность распределения вероятности может быть вьі-

/4.6/

Важнейшие свойства функции

1. Положительные и отрицательные значения ошибок равновероятны, равновероятны и их одинаковые значения. 2. .Большие ошибки менее вероятны, чем меньшие. (Важно помни,ть .некоторые аначрния вероятностей по­

явления ошибок. (Есда известна

, то

в общей сово­

купности

ошибок 68,27% по абсощртирй величине будут

(Меньше

6 , 95,45% будут .меньше 2 6 и 98,73% будут

меньше

3 5

 

 

3 акон

распределения ;оііщб.кн результата

является

весьма

копной характеристикой

опыта. Во многих слу­

чаях он может быть .неизвестен .и приходится довольство­ ваться упрощенными, оценками .ошибки.

Простейшее представление ошибки : указание пределов

или размаха варьирования результата.

 

Пределы : 'Сntvfi «

шах .

 

Размах варьирования

 

 

A Î ? X

max “ X min .

/4Д /

.Более полной характеристикой является

среднеквад-

ратиннря ошибка /отклонение/, вычисление которой было Iрассмотрено в параграфе 2.1.

Практически, неженат’' с т а в и т ь какую-либо спе­ циальную серию опытов для оценки 5 , Для этого мож-

.но использовать результаты эксперимента, если каждый

опыт повторен

хотя бы 3-3 раза, цпя чеі о необходимо

 

.Найти дисперсии

параллельных реализаций опыта $ і

,

а затем найти

 

:ов

 

 

 

I/4

8/

 

 

- дисперсия

 

L -го

опыта, найденная

по

 

 

3-3 его реализациям,

 

 

 

, Есл^і в каждом опыте имеется всего две реализации,

то

і х

можно найти сразѵ по формуле

 

 

 

 

3,

Л Хі.

 

 

 

 

 

 

X -

"

Ѵ

"

>

 

 

/4*9/

где

а Х і ‘ ** размах

каждой

пары

реализаций.

 

При этом важно пищь

не

допустить попадания в рас­

четы

результатов, промаха.

 

 

 

 

 

Можно видеть, что величина

является

статисти­

ческой характеристикой,и конкретное

значение

X.

может

быть любым в диапазоне

X ± 35ае

/а 0,27% результа­

тов могут

выходить за -пределы

этого диапазона/.

 

Часто желательно указать наибольшую возможную ошиб­ ку опыта. Это можно сделать только с определенной сте­ пенью надежности такой оценки, характеризуемой довери­ тельной вероятностью.

НаприМер, если указано, что наибольшая возможная ошибка равна 5 , , то это будет справедливо лишь в 68,27% случаях, т.е, доверительная вероятность указания будет равна 68,27%.

Чаще всего в технике используется 95% доверительную вероятность, что соответствует наибольшей возможной

ошибке опыта

равной 2 5 .

 

Если необходимо найти некоторое значение неизвестной

величины X

с ошибкой,характеризуемой 5й

, мень­

шей среднеквадратичной ошибки отдельного результата

5х. , причем известно, что іх. - случайная

ошибка,

то достаточна выполнить достаточно большое число опы­ тов П . ____

Другими словами, случайная ошибка может быть уменьшена многократным повторением опытов.

4.4І

Промахи’

 

 

 

Уже было отмечено,

что при обработке результатов

необходимо находить и исключать промахи. Нахождение

промаха в общем случае сложная

задача.

 

 

Простейшее решение

заключается в том, что отбра­

сываются все результаты, выходящие за пределы

3 4 ,

причем при вычислении

О

подлежащие проверке

резуль­

таты опытов не используются.

 

 

 

Следует Отдавать себе отчет в Том, что существует

хотя и малая, но отличная от нуля вероятность

р

/при П-~- с*э ,

р = 0,003/, что

отбрасываемый ре­

зультат не является промахом,- причем чем

меньше И.

тем больше р.

Так,

при

П = 1 0 р д;

0,03.

 

4.5.Систематические ошибки

Систематические ошибки, несмотря на свое постоянт

ство

могут возникать как в каждом отдельном опыте, так

И от

спуч'ая к случаю.

Например, студент Неверно отсчитывает какое-либо значение результата' йа ЛютарифМйЧеской линейке в опре­ деленном месте шкалы. Тогда связанная с этим система“ тическая ошибка будет ПОЯВЛЯТЬСЯ случайно и по мере появления результатов опыта определенной величины. .

Можно выДепйТь следующие систематические ошибки /источники/:

1/ инструМенТальйЫе ; 2/ аппаратурные j

3/ личные 4/ теоретические /или оШйбкй метода/.

Влияние систематических ошибок На выводы, следую­ щие из экспериментов, сложнее чем сЛучайньіх^ІСистематические оіяибкй нельзя уменьшить увеличением числа параллельных опытов. Должны устраняться Вызывающие их причины. Поэтому, опыты, ставящие своей цепью уста­ новление абсолютных значений результатов при неустраненных систематических ошибках терйют смцсл.

В практике эксперимента чаще .помогает " - обстоя­ тельство , что нас интересует не абсолютное значение результата, а сравнительное, когда .более .важной оказы­ вается разность результатов, чем ,ах абсолютное значе­ ние, Вычисление этой разности

à X = (Хі +£,ен + £ ,а)-(Х -г +8,м X i ~ £ z + 2€,а

приводит к исчезновению в результате неслучайной сис­ тематической ошибки /отметим, что предельная случай­ ная ошибка разности случайных ошибок jpчвна их сумме/.

Однако, даже в этом благоприятном случае желатель­ но систематические ошибки выявлять и ликвидировать причнны их возникновения.

Общий метод выявления систематических .ошибок.

Пусть намечена предполагаемая причина .появления систематической ошибки и выполнены с^рии опытов, в одной из которых эта причина действует. ,.в другой от­ сутствует /например, необходимо проверил* влияние кон­ кретной флотомашины на результат процессе, тогда одна серия опытов ставится на "подозреваемой" фпел эмаигине, і, другая - на контрольной/.

В каждой серин опытов вычисляются средние значешія

результатов

X.^

и Хх

из

 

к tl«

опытов

в

серии и среднеквадратичные отклонения результатов в

сериях

 

и

З х г,

. а также ошибки

средних резуль­

татов

-

 

.

А -

.

 

 

 

X

 

О Z-*

 

 

 

ІХ.І

 

-fid

'

 

 

"

ГГ,

 

 

Необходимо

решить,

является

пи различие

и

OCj,

случайным или связано с систематической ошибкой.

 

Ошибка разности

 

 

 

 

 

 

 

Наибольшая возможная случайная ошибка рааности

 

Х{ - Х-х не может быть /с

вероятностью 93,48%/ больше

а з / х і -

x t

/.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ecmï

-

> ÆS'çô jL -

5tz), то мы имеем дело о

наличием1систематической ошибки /с вероятностью

« 95%/.

f Xf - 3tz \ <

то нельзя сказать, что

Если

систематическая ошибка' отсутствует. Просто в данном опыте она не выявлена и смешана со случайной.

Для выявления такой1систематической ошибки необхо­ димо увеличивать число опытов, ибо с их увеличением случайная ошибка стремится к нулю, а систематическая

к своему Истинному значению. Если все—таки делается за-

mte

ключенйе,- что X j - - систематическая ошибка, то следует оценить вероятность такого вывода. .Для. этого

вычисляется коэффициент при

6_ я \

/критерий

Огыодента/

 

 

 

 

t

3 tj~

Ха.

^

 

 

**)'

 

 

который и соответствует искомой доверительной вероятно**

сти, например, если І, = Т, Р » 70%; І> - 2, р « 95%

и т.д.

Общим методом выявления причин систематических ошибок является дисперсионный айапиз /см.Далее/.

Пр й м е р 4.1, Расчет ошибок. Пусть с цепью

определения всех видов ошибок поставлено две серин опытов, причем необходимо было выяснить, вносит ли

систематическую ошибку смена флѳтомашины.

Номер

Извлечение,

Dt

Фпотомашиня

фл0томаши.на

опыто

1

контрольная

испытуемая.

79,8

79,4.

2-

82,4

77,2

3

81,8

■ 79,8

4

78,8

80,1

Б

8Cf,2

80 3

В

80,8

70,1

7

81.5

78,3

8

80,9

79,4

Ѳ

80,1

80,2

10

80,2 .

80,1

as

Заметим, что для контрольной флотом;.шии_ нрідіштгі

данные из примера 2.1. Следовательно X* = 80,51 и

dxjt = Ѵ,із.

а/ Выявление промахов. Для испытуемой мамины ре­ зультат шестого опыта 70,1 редко выделяется из осталь­ ных, Подсчитаем среднее арифметическое и среднеквад­ ратичное отклонение, не включая 70Д в расчеты.

Для этого запишем новый ряд данных, вычтя из исходных 79 +0,.4; -1,8; +0,8; il Д ; Д ,Д; т0,7; +0,4; +1,2;

+1,1.

 

 

 

Х и

0А -і,і+а,8+1,1+13 - п , г * м м я +11 я м

- n / о

g

g

и,Нь.

 

Следовательно Хи ~ 79,42.

 

 

Среднеквадратичное отклонение

 

 

 

0ЛЯ

 

1 да.

 

 

 

Находим разность

 

 

 

70,і - 79,kZ

= --9;Ъ2 .

 

Величина -9,32 по абсолютной величине больше ЗІзеи = 3,24. Следовательно результат опыта №,6 на испытуемой флотомашине - промах, и этот результат следует исключить из рассмотрения. /Если бы резуль­

тат не оказался

промахом, его

следовало

бы оставить

9 найти

значения

Хц и

5 хи

с учетом

ото. рез;, г.ьѵ.а-

га/.

 

 

 

 

 

б/

Опреденение случайной погрешности.

Задавшись доверительной вероятностью 95% ддходни,

что спучайиап погрешность:

 

 

для контрольной фпотомашины

 

 

В.СК » t 1бхк

= І,9Б *1,ІЪ - 2,22,

для испытуемой фпотомашины

 

 

 

£, сѵ. - t ’ - â x ii

~ 1,96 • і и % 2,12..

зѳ

Относительные случайные погрешности

в/ Определение систематической погрешности

Хи - £,К = 7Ікг - 80,51 = - 1,09 .

Опенка достоверности найденной систематической ошибки

(Проверяем, больше ли по абсолютной величине систе-

Следоватепыю, с 88% вероятностью мож но утверж­ дать, что использование испытуемой фнотомашины вносит

в результат систематическую погрешность, равную 1,08%. Правда, точность установления этого факта по имею­ щимся данным невелика, ибо среднеквадратичная погреш­ ность самой систематической ошибки равна 0,508. Если необходимо определить систематическую ошибку с боль­

шей точностью, необходимо увеличивать число опытов.

г /

Определение суммарной погрешности

Л Х и

сум = ( * и -

З Д * £

ей =

і ,. 0 +

= Д 21'.

Относительная' суммарная' погрешность

,

S w

- №

І

-

,

п/ Определение доверитэльй.<х интервалов

. Для испытуемой флотомашигіЫ Среднее арифметическое будет находиться в интервале

3tä - t

- Ш

< Хи <

,

npit rt = 9

£

== 2',3’t , поэтому

 

7 9 № - z M - ^ f < Z a <

1i,éd < ± Ü < ëû.êS'

Абсолютная сЙСт^емаТййеская погрешность йяхоДИТсй

в интервале

- i ß Q ' t

- Ш < ( £ * - £ * ) < - f f ,26 . •

4,6. Ошибка’ сводного показатели

Часто отцельйые ДанШе Опытов йе позволяют ПрйнятЬ

решение. Необходимо ВычИсчйтЬ Некоторый более сложный показатель jÇ , который связан с результатами опыта, пябе измерений некоторой Зависимостью, ВапрИМер

 

 

 

 

^

~ f

(•*■’ %)

/4.10/

где

*

* ÿ

 

- Некоторые резуДьтатЫ опытов;

 

 

 

 

 

~ сводный

показатель

 

Результаты

X

и

^

найдены со случайной ошибкой

£;е

и

 

, в

результате

чего показатель 3;

будет

найден со

случайной ошибкой

 

 

£ о

~J" (ТС.о+ £>х ) ijo+

/4.11/

Если функцию можно разложить в ряд Тейлора, то

рассматривая линеДцціе -шены ряда, получим

Отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/4.14/

При этом долагаем,

н.тр

^.S,xS,v = 0

, если

ошибки

нормально ^распределены.

L

*

 

 

П р

и ,м е .р д.2, |Нус,ть извлечешіе

находят

по формуле

< -

j(ß. . J L

црдчем получены данные; содержание

^&

металда (В ,руде

Я-

= 10,0%; в концентрате

Jb

= 0О,(%;

и в хвос.тах

= 0,70% и известны среднеквадратичные

ошибки определения

SJL = 0,3%;

S,$

= 1% и

0,00%,

Найдем ошибку вычисления извлечения, предварительно

вычислив частные

производные

 

 

 

 

Э £

^

ß ■Ѵ‘____

в

60 -Q.7

Q,Gü708

I

 

dpi

 

'Ä F iß -tf

 

=

 

 

 

І0*-(ба-О,і)

 

 

 

 

3%

 

ß ( * - ~ ß )

 

_

60 Üfl-Ütl)

_ _

p ß o e .

 

dlT

 

d - l ß - n ) 1

 

Ю‘(60- 0,7)*

-

“I

»

 

3 t

=

У С У Ы.)

 

Ж 0,7‘ (0,7 Ій)

= _ g 000185 .

djb

 

d ( ß - & ) i

 

І 0‘( м ~ 0 7)1

 

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ