Тема 8.

Классификация, типы и задачи эксперимента. Метрологическое обеспечение эксперимента /1, с.244-268/. Подготовка и проведение экспериментальной части исследования. Оценки погрешности измерения /2, с.45-46, 51-108/. Влияние психологических факторов на ход и качество эксперимента. Вычислительный эксперимент. Экспериментальные исследования в электроэнергетике /1, с.271-277; 10, с.81-96/. Планирование эксперимента /1, с. 316-318/.

При изучении данной темы важно усвоить понятие эксперимента, его цель, задачи. Поскольку постановка и организация эксперимента определяются его назначением, нужно знать классификацию экспериментов. Нужно знать, что включает в себя план-программа исследования, уметь его составлять. Основой успешного проведения научных исследований является метрологическое обеспечение, включающее в себя методы и средства измерений, которые нужно знать. Следует помнить об основных видах погрешностей, знать, какими причинами они могут быть вызваны, какими способами устраняются.

Требуется усвоить, в чем заключается подготовка к экспериментальной части исследований. Существует ряд объективных и субъективных причин, вследствие которых результаты эксперимента должны восприниматься критически; необходимо обратить на них должное внимание. Требуется основательно разобраться в теории инженерного эксперимента.

Необходимо четко понимать, в чем заключаются задачи планирования эксперимента, и какова его сущность, уметь выбирать факторы и кодировать их.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое эксперимент? Какова роль экспериментальных исследований в познавательной деятельности человека?

2. Приведите классификацию эксперимента.

3. В чем заключается подготовка эксперимента?

4. Что представляет собой программа эксперимента?

5. Какие факторы влияют на объем и трудоемкость экспериментальных исследований? Приведите примеры.

6. В чем состоит метрологическое обеспечение экспериментальных исследований? Какие методы измерений вы знаете?

7. Как правильно выбрать средства измерения?

8. Перечислите источники погрешностей измерения.

9. Укажите способы выявления и оценки систематических погрешностей. Возможно ли исключить влияние грубой ошибки на результаты измерений? Как оценить погрешности при косвенных измерениях?

10. Что такое вычислительный эксперимент? Приведите схему типичного вычислительного эксперимента.

11. Сущность и задачи теории планирования эксперимента.

Тема 9.

Обработка результатов экспериментальных исследований. Основы теории случайных ошибок. Методы оценки случайных погрешностей в измерениях. /1, с.277-291/. Методы графической обработки результатов измерений. Методы подбора эмпирических формул /1, с.291-305/. Регрессионный анализ. Оценка адекватности теоретических решений /1, с.305-316/. Полный и дробный факторный эксперимент /2, с.51-106/.

При оценке результаты экспериментальных исследований, прежде всего, необходимо исключить из ряда полученных статистических данных систематические и грубые ошибки, которые могут существенно повлиять на результат исследования. Следует изучить методы определения грубых ошибок ряда, в том числе метод доверительного интервала, метод критерия _max, правило 3. Экспериментальные измерения проверяются не только на точность, но и на достоверность, на воспроизводимость; нужно знать, как это осуществляется.

Следует обратить внимание на принципы, особенность и необходимость графической обработки, которую очень часто используют для анализа результатов измерений. Нужно ознакомиться с основными методами графической обработки. Необходимо освоить также методы подбора эмпирических формул.

Следует изучить методику полного факторного эксперимента, дробного факторного эксперимента. Также требуется обратить внимание на построение эмпирических зависимостей на основе регрессионного анализа. Следует изучить порядок оценки адекватности теоретических решений с помощью различных статистических критериев согласия.

Вопросы для самопроверки

1. Какова сущность обработки данных эксперимента?

2. Основные положения теории случайных ошибок.

3. Какие методы оценки случайных погрешностей вы знаете? Приведите их сравнительную характеристику.

4. В чем состоит проверка результатов экспериментальных исследований на точность, достоверность, воспроизводимость результатов?

5. Какое количество измерений считается минимальным? Каков порядок его определения?

6. Какие методы графической обработки результатов измерений вы знаете? Дайте их сравнительную характеристику.

7. В чем заключается процесс подбора эмпирической формулы по данным экспериментальных измерений?

8. Что такое полный факторный эксперимент? Как составить матрицу полного факторного эксперимента? Чем отличается дробный факторный эксперимент от полного?

9. В чем заключается сущность метода регрессионного анализа экспериментальных данных? Когда он применяется?

10. Приведите сравнительную характеристику методов оценки адекватности теоретических решений.