Изучение основ методологии обработки и интерпретации результатов эксперимента

Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Калининградский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВО «КГТУ»)

Зачтено с отметкой «_____________________» «______» ______________ 2019г. Руководитель практики ______________ Харитонов М.С.

Отчет о прохождении производственной практики

(научно-исследовательской работы)

Тема индивидуального задания:

«Наименование темы выбранного индивидуального задания»

Отчет подготовил

студент группы 17-ЗЭЭ

Иванов И.И.

Отчет принят к защите

«______» _______________ 2019г.

Руководитель практики

______________ Харитонов М.С.

Содержание

1 Инструктаж (обучение) по технике безопасности. 3

2 Изучение основ методологии планирования эксперимента. 5

3 Изучение основ методологии обработки и интерпретации результатов эксперимента. 7

4 Наименование темы выбранного индивидуального задания. 9

4.1 Наименование первого подраздела индивидуального задания (при наличии) 10

4.2 Наименование второго подраздела индивидуального задания (при наличии) 10

Заключение. 11

Список литературы.. 12

Инструктаж (обучение) по технике безопасности

Группа по электробезопасности – система квалификационных требований, с проведением обучения (инструктажа), последующей сдачей экзамена и выдачей (в случае положительного результата сдачи экзамена) соответствующего удостоверения, на группы лиц и определяющая их полномочия в доступе и работах с электрохозяйством учреждения, предприятия и т. п. [1]. Присвоение группы по электробезопасности является необходимым условием для получения допуска к обслуживанию и эксплуатации действующих электроустановок. Это требование относится и к лицам неэлектротехнического персонала, работающим в электроустановках. Электротехнический персонал в организации подразделяется на следующие категории: административно-технический; оперативный; ремонтный; оперативно-ремонтный; электротехнологический. В соответствии с Правилами технической эксплуатации для персонала, обслуживающего (работающего) электроустановки, установлено пять квалификационных групп по электробезопасности.

I квалификационная группа присваивается неэлектротехническому персоналу, выполняющему работы, при которых может возникнуть опасность поражения электрическим током. Перечень должностей и профессий, требующих присвоения персоналу I группы по электробезопасности, определяет руководитель Потребителя [2].

Персоналу, усвоившему требования по электробезопасности, относящиеся к его производственной деятельности, присваивается группа I с оформлением в журнале установленной формы. Удостоверение не выдается. Присвоение группы I по электробезопасности производится путем проведения инструктажа, который, как правило, должен завершаться проверкой знаний в форме устного опроса и (при необходимости) проверкой приобретенных навыков безопасных способов работы или оказания первой помощи при поражении электрическим током.

Основные требования к персоналу, прошедшему инструктаж [3]:

‒ Элементарные технические знания об электроустановке и ее оборудовании.

‒ Отчетливое представление об опасности электрического тока, опасности приближения к токоведущим цепям.

‒ Знание основных мер предосторожности при работах в электроустановках

‒ Практические навыки оказания первой помощи пострадавшим.

II квалификационная группа присваивается работникам электротехнического и электротехнологического персонала. Согласно Правилам, работнику, претендующему на аттестацию, необходимо пройти 72-х часовые курсы обучения теоретическим знаниям. На тех, кто получил электротехническое образование, данное требование не распространяется, поскольку программа профессионального обучения включает в себя получение необходимых знаний, в том числе и по электробезопасности [2].

Для присвоения группы допуска электротехнологическому персоналу, у последних должен быть производственный стаж 1-2 месяца. Для сотрудников, входящих в данную категорию, 2-я группа является максимальной. Для сотрудников, относящихся к электротехнической категории рассматриваемая группа является минимальной. Без ее получения они не могут приступать к работе. Например, лица, проходящие производственное обучение или практику, имеют первую группу, и, по действующим Правилам, не допускаются к эксплуатации любых электроустановок даже под присмотром. После того, как присваивают работникам 2-й допуск электробезопасности, они могут приступать к техническому обслуживанию обесточенного оборудования и электрохозяйства предприятия, но только под контролем сотрудников с квалификационным допуском не ниже 3-го [2].

Аттестация на присвоение допуска производится специальной квалификационной комиссией производственной организации или местного подразделения Ростехнадзора. Получение данного квалификационного допуска необязательно для неэлектротехнического персонала, за исключением особых случаев, по решению руководства. Переаттестация, с целью проверки знаний норм ТБ, проводится каждый год.

Требования к электротехническому персоналу второй группы по электробезопасности [3]:

‒ Элементарные технические знания об электроустановке и ее оборудовании.

‒ Отчетливое представление об опасности электрического тока, опасности приближения к токоведущим частям.

‒ Знание основных мер предосторожности в электроустановках.

‒ Практические навыки оказания первой помощи пострадавшим.

III квалификационная группа также присваивается комиссией, назначенной руководством предприятия или региональным отделением Ростехнадзора. Данный допуск выдается электротехническому персоналу, что дает право работникам самостоятельно обслуживать электрооборудование с напряжением до 1 кВ [2].Для получения III группы допуска необходим стаж работы по 2-й группе электробезопасности:

‒ для практикантов профессионально-технических училищ и институтов (техникумов) – 6 и 3 месяца соответственно;

‒ для специалиста со средним и высшим образованием – 3 и 2 месяца соответственно;

‒ для специалиста с высшим и средним электротехническим образованием – 1 и 2 месяца.

Требования к электротехническому персоналу третьей группы по электробезопасности [3]:

‒ Элементарные познания в общей электротехнике.

‒ Знание электроустановки и порядка ее технического обслуживания.

‒ Знание общих правил техники безопасности, в том числе правил пользования и испытаний средств защиты и специальных требований, касающихся выполняемой работы.

‒ Умение обеспечить безопасное ведение работы и вести надзор за работающими в электроустановках.

‒ Знание правил освобождения пострадавшего от действия электрического тока, оказания первой медицинской помощи и умение практически оказывать ее пострадавшему.

2 Изучение основ методологии планирования эксперимента

Эксперимент – это метод исследования, состоящий в целенаправленном воздействии на объект в заданных контролируемых условиях, позволяющих следить за ходом его проведения с точным фиксированием значений заранее намеченных параметров исследуемого объекта с требуемой надежностью и точностью и воссоздать его каждый раз по мере необходимости при повторении тех же условий его проведения. При этом как условия, так и параметры исследуемого объекта (параметры рабочих органов машин и оборудования, отдельных операций технологических процессов, характеристики явлений и т.д.) могут меняться в заранее заданных интервалах варьирования [4].

При проведении эксперимента исследователь прибегает к другим (более простым) методам исследования:

‒ наблюдению, основанному на целенаправленном восприятии явлений (причем исследователю на основе имеющихся у него знаний известно, что и как наблюдать);

‒ описанию, основанному на фиксации сведений, полученных на основе наблюдения;

‒ измерению, заключающемуся в сравнении объектов по каким-либо сходным свойствам, признакам с эталоном и установлении количественных характеристик.

Планирование эксперимента – это комплекс мероприятий, направленных на эффективную постановку опытов. Основная цель планирования эксперимента - достижение максимальной точности измерений при минимальном количестве проведенных опытов и сохранении статистической достоверности результатов. Планирование эксперимента применяется при поиске оптимальных условий, построении интерполяционных формул, выборе значимых факторов, оценке и уточнении констант теоретических моделей и др.

Методы планирования эксперимента позволяют минимизировать число необходимых испытаний, установить рациональный порядок и условия проведения исследований в зависимости от их вида и требуемой точности результатов. Если же по каким-либо причинам число испытаний уже ограничено, то методы дают оценку точности, с которой в этом случае будут получены результаты. Методы учитывают случайный характер рассеяния свойств испытываемых объектов и характеристик используемого оборудования. Они базируются на методах теории вероятности и математической статистики [5].

Планирование эксперимента включает следующие этапы:

1) Установление цели эксперимента (определение характеристик, свойств и т. п.) и его вида (определительные, контрольные, сравнительные, исследовательские).

2) Уточнение условий проведения эксперимента (имеющееся или доступное оборудование, сроки работ, финансовые ресурсы, численность и кадровый состав работников и т. п.). Выбор вида испытаний (нормальные, ускоренные, сокращенные в условиях лаборатории, на стенде, полигонные, натурные или эксплуатационные).

3) Выявление и выбор входных и выходных параметров на основе сбора и анализа предварительной (априорной) информации. Входные параметры (факторы) могут быть детерминированными, то есть регистрируемыми и управляемыми (зависимыми от наблюдателя), и случайными, то есть регистрируемыми, но неуправляемыми. Наряду с ними на состояние исследуемого объекта могут оказывать влияние нерегистрируемые и неуправляемые параметры, которые вносят систематическую или случайную погрешность в результаты измерений. Это – ошибки измерительного оборудования, изменение свойств исследуемого объекта в период эксперимента, например, из-за старения материала или его износа, воздействие персонала и т. д.

4) Установление потребной точности результатов измерений (выходных параметров), области возможного изменения входных параметров, уточнение видов воздействий. Выбирается вид образцов или исследуемых объектов, учитывая степень их соответствия реальному изделию по состоянию, устройству, форме, размерам и другим характеристикам. На назначение степени точности влияют условия изготовления и эксплуатации объекта, при создании которого будут использоваться эти экспериментальные данные. Условия изготовления, то есть возможности производства, ограничивают наивысшую реально достижимую точность. Условия эксплуатации, то есть условия обеспечения нормальной работы объекта, определяют минимальные требования к точности. Точность экспериментальных данных также существенно зависит от объёма (числа) испытаний - чем испытаний больше, тем (при тех же условиях) выше достоверность результатов. Для ряда случаев (при небольшом числе факторов и известном законе их распределения) можно заранее рассчитать минимально необходимое число испытаний, проведение которых позволит получить результаты с требуемой точностью.

5) Составление плана и проведение эксперимента – количество и порядок испытаний, способ сбора, хранения и документирования данных. Порядок проведения испытаний важен, если входные параметры(факторы) при исследовании одного и того же объекта в течение одного опыта принимают разные значения. В ряде случаев, когда систематически действующие параметры сложно учесть и проконтролировать, их преобразуют в случайные, специально предусматривая случайный порядок проведения испытаний (рандомизация эксперимента). Это позволяет применять к анализу результатов методы математической теории статистики. Порядок испытаний также важен в процессе поисковых исследований: в зависимости от выбранной последовательности действий при экспериментальном поиске оптимального соотношения параметров объекта или какого-то процесса может потребоваться больше или меньше опытов. Эти экспериментальные задачи подобны математическим задачам численного поиска оптимальных решений.

6) Статистическая обработка результатов эксперимента, построение математической модели поведения исследуемых характеристик. Необходимость обработки вызвана тем, что выборочный анализ отдельных данных, вне связи с остальными результатами, или же некорректная их обработка могут не только снизить ценность практических рекомендаций, но и привести к ошибочным выводам.

Изучение основ методологии обработки и интерпретации результатов эксперимента

При проведении экспериментальных исследований на значение измеряемой величины влияет множество случайных факторов, не имеющих прямого отношения к изучаемому явлению или объекту. Эти факторы (помехи) могут весьма значительно влиять на результаты измерений, но не носить закономерный характер. Поэтому все получающиеся из эксперимента величины являются случайными. Ошибки (погрешности), возникающие при этом, называют случайными. [6].

Случайными называются величины, которые в результате опыта, проведенного при одних и тех же условиях, могут принимать различные числовые значения. Случайные погрешности измерений являются одним из примеров случайных величин. Случайная величина называется дискретной, если она может принимать только определенные числовые значения. Случайная величина называется непрерывной, если она может принимать непрерывный ряд значений.

Рассмотрим некоторые свойства непрерывных случайных величин. Проведем прямые многократные равноточные измерения одной и той же физической величины x. Если измеряемая величина x непрерывна, то в результате достаточно большого числа n измерений получим ряд значений x₁, x₂,…, x_n. Истинное значение измеряемой величины x нам неизвестно. Представим результаты измерений графически. Для этого область, в которой расположены все полученные значения, разделим на некоторое количество интервалов одинаковой ширины ∆x и подсчитаем количество измерений, попавших в каждый из этих интервалов. Обозначим m₁, m₂, m₃,… m_k – количество измерений, попавших, соответственно в первый, второй, и т.д. интервал длиной ∆x. Относительная частота попадания результатов измерений в какой-либо интервал (x_i, x_i + ∆x) равна . При построении графика ось абсцисс разобьем на конечное число граничащих друг с другом промежутков ∆x. Над каждым промежутком (xi, xi + ∆x) нарисуем прямоугольник высотой, равной относительной частоте попадания результатов измерений в данный интервал (или величину ). Возникающий таким образом ступенчатый график называется гистограммой выборки (рисунок 1, а).


а)	б)

Рисунок 1 – Гистограмма выборки (а) и кривая распределения случайной величины (б)

При большом числе измерений n относительную частоту того, что величина x может принимать значения в интервале от x_i до x_i + ∆x, называют вероятностью (1).

(1)

Величина представляет вероятность, приходящуюся на единичный интервал, причем она зависит от значения x_i, т.е. является некоторой функцией f(x_i) и называется плотностью вероятности или плотностью распределения (2).

(2)

Следует отметить, что при увеличении числа интервалов до ∞, длина интервала ∆x стремится к нулю. Тогда гистограмма в предельном переходе заменится гладкой кривой f(x), которая называется кривой распределения или плотностью вероятности величины x. На рисунке 1 (б) – это кривая, симметричная относительно максимума.

Для любого бесконечно малого интервала dx вероятность dα(x) того, что в результате измерения величины x получится значение, принадлежащее интервалу от x до x + dx, зависит от плотности вероятности f(x) (3).

(3)

Вероятность α(x_i) попадания результата измерения величины x в интервал от x_i до x_i + Δx численно равна площади под кривой функции плотности вероятности на этом интервале (заштрихованный участок с основанием Δx на рисунке 1, б), которая вычисляется путем интегрирования функции плотности вероятности f(x) (4).

(4)

Для данного зафиксированного значения x_i, чем больше длина интервала Δx, тем больше соответствующая ему вероятность (тем больше площадь). Рассмотрим интервал Δx бесконечной длины. Вероятность того, что измеряемая случайная величина принимает какое-либо значение в интервале от –∞ до ∞, равна 1 (достоверное событие – событие, которое происходит всегда). Это означает, что площадь под кривой распределения f(x) равна единице (5).

(5)

Это выражение называют условием нормировки. Рассмотрим другой предельный случай. Устремим длину интервала Δx к нулю (т.е. зафиксируем одно конкретное значение случайной величины). Площадь при этом тоже обратится в ноль. Это значит, что вероятность получить при измерении конкретное фиксированное значение непрерывной случайной величины равна нулю. То есть для непрерывной случайной величины можно указать лишь интервал ее возможных значений с указанием вероятности ее пребывания в этом интервале.

Это означает, что из всей серии результатов экспериментальных измерений x₁, x₂, …, x_n невозможно указать истинное значение величины, а лишь интервал близких к нему возможных значений. Также невозможно указать точное значение допущенной при этом погрешности, а лишь интервал возможных значений погрешности с соответствующей вероятностью.

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 319; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!