Реферат на тему Исследование и обработка результатов измерений физических величин

Содержание:

Введение. 3

1.
Понятие о физической величине. 4

2.
Статистическая обработка результатов измерений физических величин. 5

Заключение. 8

Список
литературы. 9

Введение:

Измерения не являются
самоцелью, а имеют определенную сферу применения, другими словами измерения могут
проводиться для достижения определенных конечных результатов на основании
поставленной задачи.

В соответствии с
назначением измерений конечные результаты в том, либо другом виде отображают
требуемые сведения о количественных свойствах объектов, явлений и процессов (включая,
технологических). Между тем данные сведения могут быть получены методом
измерения, в процессе испытаний либо контроля. Главным объектом измерения является
физическая величина.

Высокая точность измерений
и достоверность научного результата обладает большим значением, и в инженерной,
и научной деятельности. Обработка результата наблюдений – это выполненные по некоторым
правилам, другими словами регламентированные процедуры по получению результатов
измерений из серии наблюдаемых значений (в ситуации многократных измерений). В самой
простой ситуации (однократное измерение) итог измерения (испытания) – это
непосредственно наблюдаемое значение. Под наблюдаемым значением можно понимать
значение характеристики, достигнутое в итоге единичного наблюдения. Физические
величины можно рассматривать в качестве частного случая характеристик, которым
присуща количественная индивидуальность  (размер).

Цель работы – рассмотреть
исследование и обработку результатов измерений физических величин.

Задачи работы:

¾             
рассмотреть понятие о физической величине;

¾             
изучить статистическую обработку результатов измерений
физических величин.

Заключение:

В основе любого
измерительного процесса, независимо от объекта измерения, измеряемой физической
величины, принципа измерения, способа обработки информации, лежат одни и те же
закономерности.

Точное описание
измерительных процедур опирается на определение цели и особенностей измерений.
Это выражается в алгоритмизации измерений, когда содержательное описание
процедур и результатов заменяется формализованным.

Любое современное
производство должно быть оснащено измерительными средствами, позволяющими
осуществлять точный и объективный контроль технологического процесса. От этого
зависят уровень качества продукции и производительность.

В автоматизированном
производстве своевременное получение необходимой достоверной измерительной
информации является одним из важнейших условий качественного управления
оборудованием. С другой стороны, развитие и совершенствование технологических
процессов в области получения новых материалов и элементов создают возможности
для совершенствования и создания принципиально новых средств измерительной
техники.

Многообразие задач, которые
могут быть решены при помощи измерений, может определяться также многообразием типов
статистической обработки их результатов.

Задачей статистической
обработки результатов многократных измерений можно назвать нахождение оценки
измеряемой величины и доверительного интервала, в котором располагается
истинное значение.

Статистическая обработка
применяется для повышения точности измерений при многократных наблюдениях, а кроме
того для определения статистической характеристики случайной погрешности.

Фрагмент текста работы:

1. Понятие о физической величине

Физическая величина
определяется как характеристика физических объектов или явлений материального
мира, которая является общей по качеству для многих объектов или явлений, но
индивидуальной для каждого из них по количеству. Например, масса – это
физическая величина. Это общая характеристика физических объектов в
качественном отношении, но в количественном отношении она имеет свое
индивидуальное значение для различных объектов.

Под значением физической
величины понимается ее оценка, выраженная как произведение абстрактного числа
на единицу, принятую для этой физической величины. Например, в выражении для
атмосферного давления воздуха Р = 95,2 кПа 95,2 – это абстрактное число,
представляющее числовое значение давления воздуха, кПа – принятая в данном
случае единица измерения давления.

Единица физической
величины – это физическая величина, которая фиксируется в размере и принимается
за основу для количественного определения конкретных физических величин.
Например, метр, сантиметр и так далее используются в качестве единиц измерения
длины.

Одной из важнейших
характеристик физической величины является ее размерность. Размерность
физической величины отражает отношение этой величины к величинам, взятым в
качестве основных в рассматриваемой системе величин.

Свойства физических
явлений и объектов изучаются путем измерения соответствующих физических
величин. Измерить физическую величину — значит сравнить ее с другой аналогичной
физической величиной, взятой в качестве единицы измерения.

При измерении физических
величин используют, не эталоны, которые хранятся в специальных государственных
метрологических учреждениях, а измерительные приборы, которые, так или иначе, сверяются
с эталонами.

Виды измерений
определяются физической природой измеряемой величины, требуемой точностью
измерений, требуемой скоростью измерений, условиями и режимом измерений и т.д.

2. Статистическая обработка результатов измерений
физических величин

Многообразие задач, которые
могут быть решены при помощи измерений, может определяться также многообразием типов
статистической обработки их результатов.

Задачей статистической
обработки результатов многократных измерений можно назвать нахождение оценки
измеряемой величины и доверительного интервала, в котором располагается
истинное значение.

Статистическая обработка
применяется для повышения точности измерений при многократных наблюдениях, а кроме
того для определения статистической характеристики случайной погрешности.

Для прямого однократного
измерения статистическая обработка менее трудна и громоздка, что существенно облегчает
оценку погрешностей.

Статистическая обработка
результатов косвенного измерения, как правило, реализуется методами,
основанными на отдельной обработке аргументов и их ошибок, а также методом
линеаризации.

Наиболее распространенные
совместные измерения обрабатываются с использованием различных статистических
методов. Среди них широко популярен и часто используется метод наименьших
квадратов.

1) Прямые измерения с
несколькими наблюдениями.

Необходимость в повторных
наблюдениях определенной физической величины возникает при наличии значительных
случайных погрешностей в процессе измерения. В этом случае задачей обработки
является определение наилучшей (оптимальной) оценки измеряемой величины и
интервала, в котором она находится с заданной вероятностью на основе
результатов наблюдений. Эта задача может быть решена путем статистической
обработки результатов наблюдений на основе гипотезы о распределении ошибок в
результатах по нормальному закону.

Порядок данной обработки
должен отвечать государственному стандарту и принципам метрологии.

Так как число наблюдений
в группе, по результатам которых вычислялось среднее арифметическое,
ограничено, то, повторив серию наблюдений того же значения еще раз, мы получим
новое значение среднего арифметического. Повторяя наблюдения много раз и
вычисляя каждый раз их среднее арифметическое, которое берется в результате
наблюдений (измерений), мы находим рассеяние среднего арифметического.

Характеристикой этого
рассеяния является средний квадрат отклонения среднего арифметического.
Стандартное отклонение среднего арифметического используется для оценки
погрешности результата измерения при многократных наблюдениях.