Читательское назначение. Аннотируемое учебное пособие «Обработка результатов наблюдений» разработано в соответствии с Государственными Образовательными Стандартами и предназначено для студентов широкого круга технических специальностей и направлений, изучающих дисциплины «Метрология, стандартизация и сертификация», «Технические измерения и приборы», «Общая теория измерений». Несмотря на то, что основная целевая аудитория – студенты, пособие содержит теоритические основы, полезные инженерам, аспирантам и научным работникам при обработке экспериментальных данных. Подтверждением этого можно считать многочисленные цитирования пособия в научных статьях (более 25 цитирований в научной библиотеке eLIBRARY за 2013–14 гг).
Гриф. Издание рекомендовано Ученым советом Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» в качестве учебного пособия по направлениям: «Стандартизация, сертификация и метрология», «Машиностроительные технологии и оборудование», «Автоматизация и управление», «Автомобили и автомобильное хозяйство», Сервис, техническая эксплуатация и ремонт автомобилей», Механизмы, аппараты химических производств», «Механизмы, аппараты пищевых производств».
Содержательная часть. Как известно на погрешность результата измерений оказывают влияние ряд факторов: применяемый метод измерений, инструментальная погрешность средства измерений, факторы окружающей среды, квалификация оператора, выполняющего измерительную процедуру и последующую обработку полученных результатов. Субъект (оператор) на конечном этапе измерительного процесса при отсутствии навыков обработки полученных результатов наблюдений может существенно снизить точность результата измерений. Поэтому обучение алгоритму обработки полученных результатов наблюдений при различных видах измерений и оценка факторов возникновения погрешности с последующим их исключением представляет собой важную теоретическую и практическую задачи.
Учебное пособие содержит сведения из теории оценивания погрешностей измерений с многократными наблюдениями и практические рекомендации по применению методов обработки результатов наблюдений. Приведены алгоритмы оценки погрешности при прямых, косвенных и совместных измерениях физической величины.
При написании пособия автор преследовал цели – систематизировать сведения из теории погрешностей и математической статистики, необходимые для обработки полученных при различных видах измерений результатов наблюдений; представить алгоритм обработки результатов наблюдений.
Пособие состоит из введения, 16 разделов, списка использованных источников, 13 приложений и предметного указателя. Пособие написано доступным языком, удачно дополнено примерами, графиками и диаграммами.
В разделах 1–4 пособия представлены необходимые сведения из теории погрешности измерений:
– классификация погрешностей;
– предельные характеристики правильности и прецизионности результатов измерений;
– общая последовательность выполнения обработки результатов наблюдений и определения координаты центра распределения выборки;
– критерии исключения грубых погрешностей для различных объемов выборок и законов распределения результатов наблюдений;
– способы снижения систематических погрешностей и внесения поправок.
В 5 и 6 разделах пособия приведены теоритические основы статистической обработки исправленных результатов наблюдений при равноточных и неравноточных измерениях. Обработка результатов отдельных групп наблюдений содержит проверку гипотезы о неравноточности результатов наблюдений и определение точечных оценок параметров распределения.
В 7 разделе аннотируемого пособия приведен алгоритм определения параметров закона распределения результатов наблюдений по статистическим критериям: проверка нормальности распределения по критерию Пирсона и составному критерию d для дифференциальной функции распределения, а также проверку по критерию А.Н. Колмогорова для интегральной функции распределения экспериментальных данных.
В 8 разделе пособия приведены рекомендации по идентификации формы и вида закона распределения результатов наблюдений. Приближенная оценка как часть этапа идентификации формы распределения выполнена на основе сравнения комплекса оценок начальных и центральных моментов распределения экспериментальных данных с их критериальными значениями.
В 9 разделе приведены формы представления результатов измерений для прямых и косвенных измерений (вычислений), доверительные границы интервалов случайной погрешности.
Алгоритм обработки результатов косвенных измерений приведен в 10 разделе. Он содержит порядок обработки косвенных измерений при линейной и нелинейной зависимостях. Представлены два метода определения точечной оценки результатов косвенного измерений: линеаризации и приведения. Приведены формы представления результата измерений.
Методика обработки результатов совместных измерений (11 раздел) представлена регрессионным анализом и проверкой статистической гипотезы об адекватности модели.
В 12 разделе пособия приведены методические рекомендации по обработке результатов наблюдений при прямых однократных измерениях.
В пособии (13 раздел) представлены также математические методы планирования и анализа активного эксперимента. Проверку гипотезы о нормальном законе распределения погрешностей эксперимента рекомендовано выполнять на основе статистического критерия согласия Шапиро-Уилка, а проверку гипотезы о воспроизводимости опытов с помощью критериев Кочрена и Бартлетта.
Учитывая сложность и длительность проведения статистической обработки результатов наблюдений с многократными наблюдениями, в пособии (14 раздел) представлены оригинальные средства автоматизированной обработки – пакет прикладных программ. Приведены рекомендации по применению таблиц Excel при статистической обработке результатов наблюдений.
В 15 и 16 разделах пособия представлена тематика курсовых работ и рекомендации по оформлению курсовой работы.
Список литературы представлен 24 источниками. В приложениях приведены массивы исходных данных для выполнения курсовых работ, справочные данные о параметрах функций распределения, а также критериальные значения Фишера-Снедекора, Пирсона, а также критериальные значения характеристик распределения.
Пособие изложено на 10,5 условных печатных листах (171 с.), издано тиражом 200 экземпляров в типографии ГОУ ОГУ (г. Оренбург).