МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

ДОНБАСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНІЧНИЙ

КАФЕДРА „ПІДЙОМНО-ТРАНСПОРТНІ, БУДІВЕЛЬНІ, ДОРОЖНІ

МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ”

МЕТОДІЧНИ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНИХ

РОБІТ З КУРСУ

„ОСНОВИ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ”

м. Макіївка 2013.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ

ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА АКАДЕМІЯ БУДІВНИЦТВА І АРХІТЕКТУРИ

ФАКУЛЬТЕТ МЕХАНІЧНИЙ

КАФЕДРА „ПІДЙОМНО-ТРАНСПОРТНІ, БУДІВЕЛЬНІ, ДОРОЖНІ

МАШИНИ ТА ОБЛАДНАННЯ”

МЕТОДІЧНИ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНИХ

РОБІТ З КУРСУ

„ОСНОВИ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ”

Для студентів спеціальності 7.090214

„Підйомно-транспортні, будівельні, дорожні, меліоративні машини та обладнання”

Затверджена на засіданні кафедри

„Підйомно-транспортні, будівельні,

дорожні машини та обладнання”

Протокол № від 2013 р.

М. Макіївка 2013

Методичні вказівки до практичних робіт з курсу „Основи наукових досліджень” складені на основі робочої навчальної програми „Основи наукових досліджень” для спеціальності 7.090214 „Підйомно-транспортні, будівельні, дорожні, меліоративні машини та обладнання” освітньо-професійному напрямку 6.050502 „Інженерна механіка”.

В методичних вказівках до виконання практичних робітз дисципліни «Основи наукових досліджень” викладені основні теми, питання, що до виконання практичних робіт студентами, та завдання к ним.

Складач А. Я. Бабанін, доцент

Рецензент Ю. О. Новічков, асистент

Практическое занятие №1 (ОНД-1)

Тема: Выбор и обоснование темы научных исследований

И ее технико-экономическое обоснование

-решение конкретной технической задачи (проблемы) -создание нового технического решения или достижение более высокого… - достижение экономической эффективности при решении данной задачи

Задание

Выбрать и обосновать тему научных исследований. Разработать технико-экономические обоснования данной работы.

Практическое занятие №2 (ОНД-2)

Тема: Методы оценки адекватности и достоверности результатов исследований. Критерий Фишера

При проведении экспериментов получают статистические однофакторные ( х ί,… Суть определения адекватности состоит в сопостовлении полученной или предполагаемой теоретической функции у=f (х) с…

Критерии Фишера

Практическое занятие №3 (ОНД-3)

Тема: Критерии оценки адекватности и достоверности

Результатов исследований Романовского и Колмагорова

Критерий Романовского

Кр = (Х2 – q) | √2q (1) Где:

Критерий Колмогорова

Для определения критерия Колмогорова статистическую кривую частот преобразуют в статистическую интегральную функцию и далее критерий Колмогорова… 1. Определение наибольшей разности частот между экспериментальной… D0 = max(ånэί–ånтί ) (1)

Тема: Критерий Пирсона

Критерий Пирсона служит для проверки адекватности теоретической графической или аналитической зависимости (формулы) результатам экспериментальных… В соответствии с критерием Пирсона гипотеза в законе распределения… Р (х2,q) > α = 1 – φ (х) (1)

Тема: Критерий оценки адекватности и достоверности результатов исследований Стъюдента

Критерий Стьюдента (t-критерий)

Определяется как: (1)

Где: X - истинное значение измеряемой величины;

х - измеряемое значение;

n - объем выборки;

S - среднее квадратичное отклонение:

(2)

X -среднее арифметическое значение.

При бесконечно большом числе измерений (n—>∞) истинное значение измеряемой величины X равно среднему арифметическому значению X и тогда критерий Стьюдента определяется как:

(3)

Задание

Рассчитать критерий Стьюдента по данным табл. 1 и сравнить с табличным значением в зависимости от уровня значимости и числа степеней свободы по приложению источника [1].

Расчет 2 варианта

Определяем среднее квадратичное отклонение по формуле (2)

Определяем критерий Стьюдента по формуле (3)

Расчет выполняем по максимальному отклонению значения измеряемой величины x_іот среднего арифметического значения.

Полученное значение критерия Стьюдента сравниваем с табличным,

Делаем вывод, что наш критерий имеет число степеней свободы 2, а уровень значимости 0,01 и ровняется 9,93

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 [1]

Значения критерия Стьюдента (при различных уровнях значимости)

Число степеней свободы	Уровень значимости	Число степеней свободы	Уровень значимости
0,05	0,01	0,05	0,01

	12,71	63,66		2,20	3,11
	4,30	9,93		2,18	3,06
	3,18	5,84		2,16	3,01
	2,78	4,60		2,15	2,98
	2,57	4,03		2,04	2,75
	2,45	3,71		2,02	2,70
	2,37	3,50		2,00	2,66
	2,31	3,36		1,98	2,62
	2,26	3,25	∞	1,96	2,58
	2,23	3,17

Литература

1. Мальцев П.М., Емельянов H.A. Основы научных исследований. - К.: Вища.шк. 1982.-190 с.

	ВАРИАНТ
№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30

Таблица 1

Практическое занятие № 6

Тема: Изучение измерительно-информационных систем подъемно-транспортных машин. Оценка точности измерения параметров эксперимента

1.1. СТРУКТУРА ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ Стремительное развитие электроники и вычислительной техники способствовало широкой автоматизации самых разнообразных…

Датчики температуры сопротивления из никеля и платины

Rt=R0(1+α х Тt) Где: - сопротивление при 0° С, Rt - сопротивление при температуре Т1, α –… Сопротивление при 0°С в большинстве случаев выбирается равным 100 Ом. Такие измерительные резисторы обозначают Рt 100…

Термопары.

Термопары изготавливают путем соединения двух разнородных металлических проводов, например меди и медно-никелевого сплава, или платины и… Кремниевые датчики температур.

ЗАДАНИЕ

На основании изученного материала разработать измерительно-информационную систему, состав ее принципиальную схему, подобрать датчики и разработать рабочую электрическую схему.

№ варианта	Задание
	Измерение температуры жидкости, Сº 0-300 300-600 600-900 900=1200 1500-1800
	Измерение давления жидкости, бар
	Измерение расхода газа при температуре окружающей среды, Сº -20 -15 -10 -5 +5 +10 +15 +20 +25

Рис. 1.17

2. ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

В результате эксперимента получают статистический ряд измерений параметров: одиночных (Х_і), однофакторных (Х _{і ,}У_і) и многофакторных (а_і, в_і, с_і). Статистический ряд полученных измерений подвергают обработке и анализу с целью определения существующих закономерностей данного технического процесса, променяют для подбора эмпирических формул и определяют их достоверность.

Перед подбором эмпирических формул необходимо выполнить оценку точности статистического ряда измерений, так как точность измерений существенно влияет на погрешность расчитываемых по эмпирической формуле параметров.

2.1. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЕРИМЕНТА,

1. Определить среднее арифметическое значение статистического ряда( ).

2. Определить среднюю квадратичную ошибку отдельного измерения ее квадрат .

3.Определить возможную наибольшую ошибку отдельного измерения и убедиться, что среди результатов нет таких, которые отличались бы от среднего арифметического более чем на . Если таковые имеются, то необходимо отбросить эти данные и начать обработку сначала.

4. Определить средне арифметическое значение. ).

5. Определить возможную наибольшую ошибку отдельного измерения .

6. Определить среднюю квадратичную ошибку среднего арифметического .

2.2. ПРИМЕР ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Исходные данные представлены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Исходные данные	Первая обработка		Вторая обработка
№ п/п
1	2	3	4	5	6	7
					-2,53	6,4
					1,47	2,2
					0,47	0,2
					-0,53	0,3
					2,47	6,1
		-38		-	-	-
					4,47	20,0
					-0,53	0,3
					1,47	2,2
					3,47
					-2,53	6,4
					-1,53	2,3
					-1,53	2,3
					-2,53	6,4
					0,47	0,2
					-2,53	6,4
å		-			0,15	73,7

1.Определим среднее арифметическое значение:

2. Определим среднюю квадратичную ошибку отдельного измерения и ее квадрат , занеся соответствующие значения в колонки 3 и 4.

3. Определим возможную наибольшую ошибку отдельного измерения:

Как видно по таблице, наблюдение под №6 приходится отклонить, как недоброкачественное (38 > 31). Поэтому произведем вычисления заново и занесем данные в столбцы № 5 - 7.

4. Определим среднее арифметическое значение:

5. Определим возможную наибольшую ошибку отдельного измерения:

Т.к. все числа столбца № 5 меньше , то все оставшиеся 15 наблюдений принимаются.

6.Определим среднюю квадратичную ошибку среднего арифметического:

Таким образом, результат обработки можно записать одним из следующих способов: ;

;

с точностью 0,6%.

2.3 ЗАДАНИЯ

Для выполнения практической работы по оценке точности статистического ряда измерений параметров эксперимента в табл. 2.2 представлены варианты заданий.

Таблица 2.2

	ВАРИАНТ
№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30

Практическое занятие № 7 (ОНД-7)

Тема: Изучение конструкций и способов установки тензодатчиков. Определение необходимого количества измерений для обеспечения заданной точности эксперимента

Изучение конструкции и способов установки тензодатчиков

Резистивный тензодатчик представляет собой основание с закрепленным на нем чувствительным элементом. Принцип измерения деформаций с помощью… В современном виде тензометрический измерительный преобразователь…

Пленочные тензодатчики

Целый ряд пленочных тензопреобразователей на основе висмута, титана, кремния или германия выполняется в виде одной проводящей полоски (рисунок 5).… Рисунок 5- Пленочный тензопреобразовтель:1- тензочувствительная пленка; 2- пленка лака; 3- выводной проводник.

ЗАДАНИЕ

Краткое описание конструкции существующих тензодатчиков

Определение необходимого количества измерений для обеспечения

Заданной точности эксперимента

РЕШЕНИЕ.