Обработка результатов измерений
Курсовой проект - Математика и статистика
Другие курсовые по предмету Математика и статистика
?оэффициент корреляции, характеризующий связь между и , по определению
(3.2.2)
Сопоставляя (3.2.1) и (3.2.2), найдем связь между коэффициентом регрессии a и коэффициентом корреляции R:
(3.2.3)
где среднеквадратичные отклонения и Таким образом, коэффициент корреляции связан с разбросом значений по осям x, y и определяет возможную степень отклонения линии регрессионной зависимости по наклону. Пусть величина фиксирована,
Рис.3.6
тогда возможное отклонение по оси y от среднего значения составляет где среднеквадратичное отклонение от линии регрессии (см. рис.3.6). В связи с этим, учитывая (3.2.3), коэффициент корреляции очень часто определяют как
(3.2.4)
где ширина полосы погрешностей по y; разброс значений который определяется диапазоном изменения величины .
Поскольку в практических случаях то формулу (3.2.4) с учетом приближенного разложения до первого члена в ряд Тейлора приводят к виду
(3.2.5)
Где приведенная погрешность. Таким образом, в большинстве практических случаев связь между коэффициентом корреляции и приведенной погрешностью может быть установлена при помощи простейшей приближенной формулы (3.2.5).
Быстрая оценка коэффициента корреляции исходных данных. Быструю оценку коэффициента корреляции и погрешности исходных данных можно провести также методом медианных центров (рис.3.7).
Разобьем поле экспериментальных точек вертикальной чертой на две равные по числу точек области ( точек). В левой и правой частях найдем медианные центры. Проведенная через эти медианные центры, обозначенные звездочкой, прямая a регрессия y на x Теперь разобьем экспериментальную область на равное количество точек по вертикали горизонтальной чертой и, после нахождения соответствующих медианных центров, получим прямую b регрессию x на y. Прямые a и b совпадут только в том случае, когда коэффициент корреляции между и равен единице, то есть R = 1.
Рис.3.7
По различию прямых a и b можно с учетом (3.2.3) оценить коэффициент корреляции:
(3.2.6)
где определяется отношением углов их наклона. Для быстрой оценки относительной погрешности подставим величину R из (3.2.6) в обращенную формулу (3.2.5):
(3.2.7)
Таким образом, быстрая оценка коэффициента корреляции и значения относительной погрешности основывается на том, что прямые a и b обязательно проходят через точку пересечения границ О.При этом, чем выше разброс экспериментальных данных (невытянутая область), тем больше будет угол между прямыми a и b.
При построении регрессионных зависимостей методом медианных центров, необходимо помнить, что полученные линии регрессии в общем случае отличаются от соответствующих зависимостей, полученных при помощи МНК. Их различия будут уменьшаться при увеличении количества экспериментальных точек, если разброс экспериментальных данных подчиняется нормальному закону распределения.
Классификация погрешностей измерений
Погрешность средств измерения и результатов измерения. В первую очередь погрешность измерений следует разделить на погрешность средств измерений и погрешность результатов измерений.
Погрешности средств измерений отклонения метрологических свойств или параметров средств измерений от номинальных, влияющие на погрешности результатов измерений (создающие так называемые инструментальные ошибки измерений).
Погрешность результата измерения отклонение результата измерения х изм. от действительного (истинного) значения измеряемой величины определяемая по формуле погрешность измерения.
В свою очередь погрешности средств измерений можно разделить на инструментальную и методическую погрешности.
Инструментальные и методические погрешности. Методическая погрешность обусловлена несовершенством метода измерений или упрощениями, допущенными при измерениях. Так, она возникает из-за использования приближенных формул при расчете результата или неправильной методики измерений. Выбор ошибочной методики возможен из-за несоответствия (неадекватности) измеряемой физической величины и ее модели.
Причиной методической погрешности может быть не учитываемое взаимное влияние объекта измерений и измерительных приборов или недостаточная точность такого учета. Например, методическая погрешность возникает при измерениях падения напряжения на участке цепи с помощью вольтметра, так как из-за шунтирующего действия вольтметра измеряемое напряжение уменьшается. Механизм взаимного влияния может быть изучен, а погрешности рассчитаны и учтены.
Инструментальная погрешность обусловлена несовершенством применяемых средств измерений. Причинами ее возникновения являются неточности, допущенные при изготовлении и регулировке приборов, изменение параметров элементов конструкции и схемы вследствие старения. В высокочувствительных приборах могут сильно проявляться их внутренние шумы.
Статическая и динамическая погрешности. Статическая погрешность измерений погрешность результата измерений, свойственная условиям статического измерения, то есть при измерении постоянных величин после завершения переходных процессов в элементах приборов и преобразователей.
Динамическая погрешность измерений погрешность результата измерений, свойственная условиям динамического измерения. Динамическая погрешность появляется при измерении переменных величин и обусло?/p>