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

П р и м е р <ЦД. Анализ эксперимента с латинским квадратом.

Пусть нсдитшвается четыре разных' реагента А, В, С и Д на ра,ацых флотомашипах І.П.ШДУ на раз­ личных пробах 1, 2, 3, 4

 

1

П

Ш

Суммы

1

в 47

А 90

С 78

Д 50

266

2

Д 48

С 74

В 63

А 88

252

3

А 62

В 61

Д 58

С 66

247

4

С 76

Д 63

А 87

В 69

285

Сумма

231

288

287

244

1050

Сумма

А =308

Bi=230

1:>295

Д=217

 

При каждом

эксперименте

получено

извлечение, указа]

! в таблице.

 

квадратов

может

быть 576.

Укажем,

кстати , что таких

Квадрат берется наугад. В этом и заключается рандомиза­

ция.

 

 

 

 

Найдем суммы квадратов;

 

 

 

а/

для флотомашин

 

 

 

 

2312 + 2882 +. 2872 + 2442 -

1 Ш502

= fi46 2 5 .

 

4

 

16

' '

б/

для проб

 

 

 

 

2662 + 2522 + 2472 + 285а _

IÛ5Ü2 .

 

----------------4-------------------- ~Г б

=

217'25;

в/

для типов реагентов

 

 

 

 

308 -I- 230 + 295 + 217

~ р -~

- 1583,25;

 

4

 

 

 

 

г/

общая

 

 

 

 

472 + 902 + 792 + 5(3 + ... 872 +

592 -

1050^=2545,75.

Су мма квадратог истаточной дисперсии может быть найдена вычитанием от обшей суммы квадратов всех уже найденных сумм

S ê 2545,76-846,25 - 217,25-1503,25 - 119,00.

Затем находим средние квадраты, т.е. полученные суммы делим на число степеней свободы.

Число степеней свободы находится как разность числа используемых для вычисления исходных Данных и

числа пересчитываемых показателей.

 

В нашем примере для

всех

 

эффектов чйсДо исполь­

зуемых дпя вычисления

средних равно

4, ' Находим

один

средний квадрат, так

что число степеней свободы

для

эффектов

равно 3.

 

 

 

 

 

Число степеней свободы среднего квадрД+â ошибки

равно

 

 

 

 

 

,

I

= 6 .

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно, средние кваДраІъ!

 

 

S ар

= 646,25

à"'

215,4

}

 

 

 

 

Q

 

 

 

 

 

 

S Ир

_.217,25

= 72,4

\

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

Sp

_

1563,25

■= 521,1

J

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

Si

=

119,0

=

l ö . s ä .

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Любой средний квадрат состойт Дз среднего квадрата

ошибки эксперимента /ошибкй

воспроизводимости/ и дис­

персии эффекта, которая при известных средних определя­ ется как П і* - эффектві т.е. например

Sep = + H îsop .

Так что дисперсию, вызванную различием флотомащииы, Мо/кмо вычислить так

в 2*

215,4 - 19,8 -

ло о

 

----------4----- Ч0'у 1

 

Дисперсия, вызванная

различием проб

L

- 7 2 , 4 -

із,2

;

т

4

 

1

ир

 

Дисперсия,

вызванная различными реагентами

=

521, 1 -1 9 ,8 = 125,3 .

'

4

Дисперсия каждого среднего равна

cpeg =' ^ і 83-

Найдем отношения

іИ

г- ^ Р—~ 48'9 = 9,8 ;

Fnp =4r^~= I3JL

= 2,64

г п= А АЯ..=

125,3_

= 25,08 .

Г Р

ЗхсРе9

5

критерия для числа степеней

Табличное значение F

свободы 3 и

6 и р = 95% равно 4.76.

Отсюда следует, что различие средних, вызванных раз­ личными флотомашинами, различными реагентами статисти­ чески значимо.

Модель полученная на основе опытов; поставленных по схеме латинского квадрата, может быть записана так

 

 

ÿijA

і

 

+&Ï +СІ + £ l j l ;

где

-

эффект для

-ой флотомашины;

jU.j

-

эффект

для

j

-он

пробы;

Ч

-

эффект

д/ія

А -го

реагента;

Л- общее среднее;

-ошибки воспроизводимости .

Внашем примере

Л= 65;

é r

= i p _ ~

6ЬЛІ = “7,8 ,

i f f

65,0 =6,3 ;

é '/ïï

287

-

65,6

=

6,1;

4

i -

=.

244

-

85,6

= -4,6;

t>/V'

 

---

 

 

4

 

 

 

 

 

 

266

-

85,6

=

0,8 ;

 

 

4

 

 

 

 

 

 

252

-

65,6

=

-2,6-

, ^

 

4

 

 

 

 

 

 

 

247

-

65,6 -

-3 ,9 ;

 

 

4

 

 

 

 

 

 

ß *

 

285

-

65,6

=

5,7;

 

 

 

 

 

 

Г .

= 308_

_

65,6

=

11,4-

^ A

 

4

 

 

 

‘ '

=

230

-

65,6

= -8,0;

 

 

4

 

 

 

 

£ e

=

295

-

65,6

= 8,0•

 

 

4

 

 

 

'

c »

=

? i l

_

65,6

= -11,4;

S ,ljt = # /Ï Ô ,83

 

= i 4,45.

Слецоватепьно, результат, соответствующий П флотоіМашине на 2-ой пробе с реагентом С будет вычислен

У/7,3,С = 65,6 + 6-3 - 2.Ö + 8,0 ± 4,45 = 77,3 + 4,45.

Фактический результат для этих условий - 74%.

Если нас интересует максимально возможный резуль­ тат то приняв условия, имеющие максимальные эффекты:

4 F , J4-4 и СА получаем, что возможно получение извлечения

%й,К,Г 65’8 + Ѳ'3 + 5-7 + 11 >4 ± 4,45 - 89 ± 4,45% . Естественно, этот предполагаемый результат нужно

проверить, ибо в определенном смысле мы экстраполиро­ вали результаты.

6.5. Проверка гипотез относительно средних Ортогональные контрасты

До эксперимента можно задаться, какие величины жела­ тельно сравнивать. С этой целью подбираются ортогональные

контрасты.

 

 

 

 

 

Контраст - это

сумма произведений ортогональных коэф­

фициентов на суммы наблюдений

 

 

 

при условии, ч

т

»/

tlj

' X/ ;

/5.23/

о 0 и если

в столбцах равны.

Два контраста

называются ортогональными, если

 

 

Cj-if,

= Q Дня равных

.

 

Сумма

квадратов для контрастов

определяется

как

 

3 ^ „ = ( й т ) 1’: [ п ж с ] т]

/5.24/

Число

рассматриваемых контрастов не Должно превосхо­

дить число степеней, свободы для средних по испытаниям. Например, для четырех средних /три степени свободы/ мож­ но найти три контраста

б*

=

С /

= V W X ,

Таблица ортогональных коэффициентов ДпЯ этого случая

 

Г,

V,

*3

 

С£

+1

0

0

- і

сг

0

+ і

-{

0

С5+і

- і

+ і

Найдя контрасты и суммы квадратов ДЛЯ

/чтя, кроме того, что степень свободы каждого контраста равна 1, можно оцениТь значимость контрастов по F крите­

рию, например

F =

/5.,25/

Проверка средних при выборе контрастов после получе­ ния данных может быть выполнена с помощью рангового критерия Дункана.

Схема его использования:

1. Упорядочить k средних по возрастанию,

2.Найти ошибку для средних,

3.Выписать из таблицы Дункана ранги /в зависимости от

уровня значимости и числа степеней свободы ошибки/ для / k -1 / значений.

4. Умножить ранги на ошибку, получив наименьшие значи­ мые ранга.

В, Произвести сравнение разности средних с соответствую­ щими наименьшими значимыми рангами.

Дадим некоторые значения рангов по таблице Дункана.

Таблица 5.1 Ранговый критерий Дункана для 05% уровня значимости

Степень

...........

Р п н г

и

 

 

свободы

"

10

20

100

ошибка

2

3

4

2

в,00

В,Об

в,пи

6,09

6,09

6,09

4

3,93

-1,01

4,02

4,02

4,02

4,02

10,

3,15

з,зо

3,37

3,47

3,47

3,47

100,

2,80

2,00

3,05

3,32

3,47

3,53

Пример 5С2, Поставим ею пирименг с тремя уровнях«? расхода собирателя и двумя вспенивателя. С целью оценки ошибки воспроизводимости все варианты повторены по три

роза.

Результаты эксперимента ^извлечение/ приведены в таблице 5.2 .

Расход

Расход собирателя, Я.І

вспенпвателя

 

ьU

1

74

78

72

h

76

80

75

75

77

76

 

 

64

70

62

ê,

65

66

63

 

66

65

64

Подсчитаем суммы дпя каждого варианта опытов, пред­

варительно вычтя 70% из результата каждого опыта /с цепью упрощения последующих расчетов/

Таблица 5.3

 

 

 

M i

h&i

fl&.1

fa h

 

 

 

4

8

2

-6

-0

-8

 

У 4 n

6

10

5

-5

-4

-7

 

5

7

6

-4

-5

-6

Общая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

-25

13

 

-9

-21

сумма

Y4

 

-15

8

 

 

77

77

213

41

65

149

622

Находиім

суммы

квадратов.

 

 

 

 

Общая сумма квадратов

 

 

 

 

 

S ^ - S t f - g - m - l L

- e i 8 . u .

 

Сумма квадратов всех вариантов опытов

 

 

с

_

 

25/2

+ 1з 2+/-15/2+/_я/2 |./_21/2

ÙS,aP~ fiij

JV~ ------------------- g-----------------------------

 

' _

= 585,11.

 

 

 

 

 

18

Сумма квадратов ошибки воспроизводимости

= 618,14 - 585,11 = 33,33.

Сумма квадратов дпя собирателя

 

 

 

с -

J

U

p

J

L .

 

-

. « Д7.

Сумма квадратов

дпя

вспениватепя

 

 

 

 

С£

- 5э2

+

/ ~45/'2

-

18

= 583,32.

 

 

 

О«en

 

 

g

 

 

 

 

Сумма квадратов для взаимодействия собирателя и

вспениватепя

 

 

 

 

 

 

 

 

« %

 

 

 

 

 

 

585,11-49.77-583,32 = 1,79-

Число степеней свободы для вариантов 5, дпя собира­

теля

-

2,

для вспениватепя - 1, для взаимодействия

5 -

2 -

1

= 2, для ошибки

воспроизводимости

18 -

5 -

1 = 12.

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее

может

быть

выполнен анализ,

такой же как и

в

примере 5.1.

 

 

 

 

Дополнительно оцепим контрасты дпя расходов собира­

теля,

пользуясь критерием Дункана.

 

 

Средние результаты дпя

- 0; дпя

= 2,67

для

= -1,33 /следует

помнить, что

из

всех резуль­

татов

вычтено 70%/.

 

 

 

 

Расположим средние по возрастанию

 

 

 

 

_?3

f l

f l

 

 

 

ÿ = ‘-1,33

0

2,67

 

Находим дисперсию ошибки и ошибку для

средних

- а.™;

Sÿ - f l ІЗГ 0,6.

Находим ранги /для 95% уровня значимости/

 

 

3,08 -

ранг для

А

= 2

и

j-g -

12 ;

2 ä '/;L= 3,23 -

ранг

для

Â

= 3

и

=

12.

 

Находим наименьшие значимые

ранги

 

 

 

Яі, = 3,08 . 0,68 = 2,09;

 

 

 

 

 

 

 

Иъ = 3,23 .

0,68

= 2,2.

 

 

 

 

 

 

Сравниваем контрасты

 

 

 

 

 

 

 

 

f l - f r

2'67 “

1

 

= 4-0и

>

2<2 ;

 

 

2,67

-

0

= 2,67

>

2,09;

 

 

 

^ / - р 3= 0 -

 

/-1,33/

= 1,33

<

2,06.

 

 

Следовательно разница в результатах, достигнутых

при

расходе

реагента

^

по

 

сравнению

как с

^ так .

и с

значима, разница

же

в результатах, достигнутых

при

дозировках собирателя

^

 

и

^

не

может

считать­

ся

доказанной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р а з д е л У1. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ КОНЦЕПЦИИ ЭКСПЕРИМЕНТ! ІРОВАI ІИ Я

6.1, Получение устойчивых результатов Одним из важнейших условий экспериментирования

является устойчивость получаемых результатов в том смысле, что многократное повторение опыта или измере­ ния дает совершенно строгую картину распределений ре­ зультатов. Другими словами, желательно, чтобы резуль­ таты, даже если они и случайны, подчинялись известным или статистическим закономерностям.

Обычно предполагают, что среднее значение резуль­ татов параллельных опытов стремится к математическо­ му ожиданию, ошибки опытов распределены нормально,

дисперсия ошибки - п

гоя иная величина и т.п.

Все это позволяет,

во-первых использовать определен­

ные приемы обработки

результатов, во-вторых делать

статистические выводы

и Принимать рем..дни.

Если устойчивости добиться не удается, то ситуация становится самой неопределенней.

По существу неустойчивость результатов обуславли­ вается некоторой неизвестной причиной, вызывающей систематическое изменение .средних результатов, либо дисперсий. Известно стремление экспериментаторов вплоть до конца опытов не менять лаборантов, установки, иэме— ритепьпые приборы и т.п. Эта делается с целью выпол­ нить весь комплекс работ в одних и тех же условиях, т.е. обеспечить устойчивость результатов.

С этой же целью стремятся для всех опытов приго­ товить одну пробу руды, партию реагентов, анализы вы­ полнять в одной химпаборатории и т.д.

Можно представить, что если опыты ставят два лабо­ ранта то они могут вносить систематическую погрешность в результаты в зависимости от своей квалификации. В зависимости от результатов будут отличаться и диспер­ сии результатов у лаборантов. В процессе исследований на обогатимость приходится пользоваться оборудованием, необходимым другим исследованиям, например, мельница­ ми, весами и т.п. При этом возможно засорение продук­ тов.

В промышленных условиях весьма трудно обеспечить, например, постоянное качество руды. Вследствие его из­ менения результаты опытов будут изменяться и иногда более сильно, чем вследствие изменения условий опытов.

Фактически,

это

значит что

на результат

опыта

у.

накладывается

дополнительно резудьтат

 

влияния

неизвестной причины

2СН

и измеряемое

значение

y tt

в простейшем

случае будет

 

 

 

 

Так

 

У“ =у+У« •

, то следует

как необходимо знать величину у

принимать меры по устранению

влияния

у н

. Возмож­

ны два

способа

устранения влияния У«

 

 

а/

Вскрытие причин появления

, контроль

 

этня причин, и внесения

соответствующих поправок

в

результаты опытов.

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ