Решение. 1) Определяем среднее арифметическое и стандартное отклонение
1) Определяем среднее арифметическое и стандартное отклонение.
Xmin = 22,39
Xmax = 23,41
Xср. арифм. = 22,91
Sст.отклон. = 0,184
2) С помощью правила «трех сигм» проверим наличие или отсутствие промахов
= 22,91-3*0,184=22,36
= 22,91+3*0,184=23,46
Таким образом, ни один из результатов не выходит за границы интервала [ ; ], следовательно, с вероятностью 0,98 гипотеза об отсутствии грубых погрешностей принимается.
3) Построение гистограммы и выдвижение гипотезы о виде закона распределения вероятности.
В нашем случае мы проводим 100 измерений, поэтому выбираем 8 интервалов.
Выберем для нашего примера начало первого интервала в точке 37,975, тогда конец последнего интервала окажется в точке 39,075.
Х | 22.39 | 22.52 | 22.65 | 22.78 | 22.91 | 23.04 | 23.17 | 23.3 | 23.43 |
m |
В нашем примере объединяется два первых и два последних интервала (т.к. в интервал попадает меньше 5 измерений), их ширина становится равной 0,22. Общее число интервалов становится равным 7.
4) Проверка нормальности закона распределения по критерию Пирсона.
Рассчитаем относительный доверительный интервал t для каждого интервала. В пример возьмем первый интервал
Найдя таким образом все интервалы, заполним соответствующие ячейки таблицы, а затем рассчитаем значения .
Табличное критическое значение . Следовательно .
Таким образом, с вероятностью 0,98 гипотеза о нормальности распределения вероятности результата измерения принимается.
5) Построим теоретическую кривую плотности вероятности. Из вида гистограммы можно сделать предположение о том, что вероятность результата измерения подчиняется нормальному закону. Проверим правдивость этой гипотезы.
X, мм.
6) Представление результата в виде доверительного интервала.
Доверительный интервал определяется по выражению при доверительной вероятности 0,98.
В случае, если закон распределения вероятности для среднего арифметического считается неизвестным, то относительный доверительный интервал рассчитывается в соответствии с неравенством Чебышева:
Как видно из сравнения результатов, неизвестность закона распределения вероятности приводит к расширению доверительного интервала, то есть к увеличению дефицита измерительной информации.
Итоговая таблица.
i | Интервалы | |||||||||
22,325 | 22,455 | 0,3077 | -3,179 | -1,766 | -0,49931 | -0,4616 | 0,03771 | 0,013906391 | ||
22,455 | 22,585 | |||||||||
22,585 | 22,715 | 0,6154 | -1,766 | -1,06 | -0,4616 | -0,3554 | 0,1062 | 0,646365348 | ||
22,715 | 22,845 | 1,7692 | -1,06 | -0,353 | -0,3554 | -0,1368 | 0,2186 | 0,059451052 | ||
22,845 | 22,975 | 2,1538 | -0,353 | 0,3533 | -0,1368 | 0,1368 | 0,2736 | 0,01497076 | ||
22,975 | 23,105 | 1,5385 | 0,3533 | 1,0598 | 0,1368 | 0,3554 | 0,2186 | 0,158261665 | ||
23,105 | 23,235 | 1,0598 | 1,7663 | 0,3554 | 0,4616 | 0,1062 | 0,533370998 | |||
23,235 | 23,365 | 0,3077 | 1,7663 | 3,1793 | 0,4616 | 0,49931 | 0,03771 | 0,013906391 | ||
23,365 | 23,495 |
Заключение.
В заключении хотелось бы сказать несколько слов о новом законе «Об обеспечении единства измерений». Это обусловлено тем, что Федеральный закон от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ “Об обеспечении единства измерений” является основным правовым актом, регулирующим все вопросы, связанные с метрологией вообще и с метрологическим обеспечением единства измерений в частности.
В принципе новый закон стал продолжением закона «Об обеспечении единства измерений» от 1993 года, который доказал свою эффективность. Однако в законе от 29 июня 2008 года более детально освящены некоторые аспекты, касающиеся форм государственного регулирования обеспечения единства измерений. Значительно расширен круг основных понятий, что позволяет более конкретно описывать, а затем и трактовать формы государственного регулирования, принятые в законе. Роли, развитию и месту эталонной базы в РФ в новом законе уделено значительно больше внимания.
Конечно, же принятие закона «Об обеспечении единства измерений» является значимым событием для Российской метрологии. Но принятие этого закона вовсе не означает сворачивание работы нормативно – правовому обеспечению единства измерений в Российской Федерации.