Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2913

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
21.11.2023
Размер:
310.25 Кб
Скачать

-30-

Приложение 8

Пример сравнения нескольких выборок

При изучении влияния добавки сульфата натрия на прочность бетона было испытано 4 партии (n=4) стандартных образцов-кубов , изготовленных из бетона одинакового состава с дозировкой добавки в 0%, 0,5%, 1,0% и 1,5% от массы цемента. Условия изготовления и твердения всех образцов были одинаковыми. В каждой партии ( в каждой точке факторного пространства) было изготовлено из вновь приготовленной порции бетонной смеси и испытано по три (m=4) дублирующей серии. В каждой дублирующейся серии было испытано по 6 (к=6) образцов. При определении предела прочности при сжатии получены следующие результаты (MПа):

Партия №1 (бетон без добавок)

Дубл. серия №1

10,1

10,2

10,2

10,3

10,5

10,5

R11 =10,30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1 =10,25

Дубл. серия №2

10,0

10,2

10,2

10,2

10,3

10,3

 

 

 

 

 

R12 =10,20

 

Дубл. серия №3

10,1

10,1

10,1

10,2

10,5

10,5

 

 

 

 

 

 

 

 

R13 =10,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Партия №2 (0,5% сульфата натрия)

 

 

 

Дубл. серия №1

11,8

11,8

11,8

11,9

11,9

12,2

 

R21 =11,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2 =11,80

Дубл. серия №2

11,7

11,9

11,9

11,9

12,0

12,0

 

 

 

 

 

R22 =11,90

 

Дубл. серия №3

11,5

11,5

11,6

11,6

11,7

11,7

 

 

 

 

 

 

 

 

R23 =11,60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Партия №3 (1,0% сульфата натрия)

 

 

 

Дубл. серия №1

13,9

13,9

14,0

14,0

14,2

14,0

R31 =14,00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3 =13,87

Дубл. серия №2

13,7

13,7

13,7

13,8

13,8

13,8

 

 

 

 

 

R32 =13,75

 

Дубл. серия №3

13,7

13,8

13,8

13,9

13,9

14,0

 

 

 

 

 

 

 

 

R33 =13,85

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Партия №4 (1,5% сульфата натрия)

 

 

 

Дубл. серия №1

14,8

14,8

14,8

14,9

14,9

14,5

R41 =14,80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R4 =14,90

Дубл. серия №2

15,0

14,8

15,0

15,2

14,9

15,1

 

 

 

 

 

R42 =15,00

 

Дубл. серия №3

14,9

14,9

15,0

15,0

14,8

14,8

 

 

 

 

 

 

 

 

R43 =14,90

 

 

 

 

 

 

 

С доверительной вероятностью Р=0,95 проверить однородность проведённых измерений в партиях (проверить гипотезу Н0:S1=S2=S3=S4) и сделать заключение о причинах и достоверности различий прочности в четырёх проведённых опытах (проверить гипотезу Н0:R1=R2=R3=R4). Считать, что в полученных результатах грубые ошибки измерений отсутствуют.

Gтаб
Gтаб

-31-

Решение

Поскольку число дублирующих серий (опытов) одинаково (m=3), то оценку гипотезы Н0:S1=S2=S3=S4 необходимо проводить по критерию Кохрена, расчётное значение которого определяем по формуле:

G =

 

S 2

 

max

S12

+ S22 + S32 + S42

 

где S12 ,

S22 ,

S32 , S42 -

дисперсии каждой партии измерений (внутрипартионные

дисперсии);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Smax2

-

 

большая из всех внутри партионных дисперсий.

 

 

 

 

Дисперсия каждой партии измерений вычисляется по формуле:

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

ij

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

Ri )

10 ,25 )

2

+ ( 10 ,2

10 ,25 )

2

+ ( 10 ,25 10 ,25 )

2

 

S 2

=

i =1

 

 

 

 

=

( 10 ,3

 

 

 

= 0 ,005 (МПа)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

m 1

 

 

3

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аналогично вычисляются дисперсии для остальных партий измерений. Для наглядности результаты промежуточных вычислений сведём в ниже следующую таблицу

Средняя прочность бетона

Средняя

Внутри

Средняя

партии

 

(МПа) серии

 

прочность

партион-

прочность

 

 

 

 

 

внутри

ная

по всем

 

1

 

2

3

партии в

дисрерсия

партиям в

 

 

МПа

в (МПа)2

МПа

1

10,3

 

10,2

10,25

10,25

0,0050

 

2

11,9

 

11,9

11,60

11,80

0,0600

12,71

3

14,0

 

13,75

13,85

13,87

0,0317

 

4

14,8

 

15,0

14,90

14,90

0,0200

 

Расчётное значение критерия Кохрена:

G р

=

 

0 ,06

 

= 0 ,514

 

+ 0 ,06 + 0 ,0317

+ 0 ,02

 

0 ,005

 

Табличное значение критерия Кохрена при α=0,05, числе степеней свободы числителя fч=3-1=2 и числе свободы знаменателя кзнам=4 равно = 0 ,786 . Так как

= 0 ,786 ˃G р = 0 ,514 , то с принятой доверительной вероятностью между диспер-

сиями сравниваемых партий статистически значимых отличий ненаблюдается.

-32-

где

Sмг2

Sмг2

n

=( Ri Ri )

i =1

 

Fр

=

Sмг2

 

 

S 2

 

 

 

 

 

 

вг

-

мёжгрупповая

дисперсия, вычисляемая по формуле

/( n 1 ) ;

 

 

 

 

 

 

S 2

-

 

внутригрупповая

дисперсия, вычисляемая по

формуле

 

 

 

вг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Si2

 

0 ,005 + 0 ,06 + 0 ,317 + 0 ,02

 

 

 

 

 

 

S 2 = i =1

=

= 0 ,0292 (МПа)2

 

 

 

 

 

 

 

 

вг

 

 

n

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

=

( 10 ,25

12,71 )2 + ( 11,6 12,71 )2 + ( 13,85 12,71 )2 + ( 14 ,9

12,71 )2

= 4 ,46

2

Sмг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(МПа)

 

 

 

 

4 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчётное значение критерия Фишера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fр =

 

 

4 ,46

152,74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0б0292

 

 

 

 

Табличное значение критерия Фишера при α=0,05, числе степеней свободы

числителя fч=4-1=3

и числе свободы знаменателя fзнам=4(3-1)=8 равно Fтаб = 4 ,07 .

Так как Fтаб = 4 ,07 ˃ Fр = 152,74 , то с принятой доверительной вероятностью при-

нимается альтернативная гипотеза Н1:Sвг ¹ Sмг и следовательно можно утверждать, что между средними результатами рассматриваемых партий наблюдаются статистически значимые различия, объясняющиеся влиянием добавки сульфата натрия на прочность бетона.

-32-

Литература

1.Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика /В.Е.Гмурман. – М.:Высшая школа, 1997. – 479 с.

2.Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике / В.Е.Гмурман. – М.:Высшая школа, 1997. – 400 с.

3.Ахназарова С. Л. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии / С.Л.Ахназарова, В.В.Кафаров. – М.:Высшая школа, 1978. – 319 с.

4.Баженов Ю.М. Перспективы применения математических методов в технологии сборного железобетона. /Ю.М.Баженов, В.А.Вознесенский – М.:Стройиздат, 1974. – 191 с.

5.Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в техни- ко-экономических исследованиях / В.А.Вознесенский. – М.:"Статистика", 1974. – 192 с.

6.Казаринова М.Е. Статистический анализ в научных работах / М.Е.Казаринова, Л.Н.Тепман, В.И.Клёпов, И.Н.Каплан. – Брянск, 1975. – 69 с.

7.Калинина В.Н. Математическая статистика / В.Н.Калинина, В.Ф.Панкин. – М.:Высшая школа, 1994. – 336 с.

8.Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний / М.Н.Степнов. – М.:Машиностроение, 1985. – 232 с.

9.Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. / Е.Н.Львовский – М.:Высшая школа, 1988. – 239 с.

10.Коннов Н.М. Статистические характеристики малой выборочной совокупности. Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы) для обучающихся по дисциплине "Статистическая обработка результатов" направлению подготовки 08.03.01 Строительство профиль "Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций" / Н.М.Коннов. – Нижний Новгород, 2016.- 32 с.

11.Айвазян С.А. Статистическое исследование зависимостей / С.А.Айва-зян. – М.:"Металлургия", 1968.

 

 

Содержание

 

 

ВВЕДЕНИЕ ...........................................................................................

 

 

 

 

3

1. Цель работы ............................................................................................................

 

 

 

 

3

2. Сравнение двух и более групп испытаний ........................................................

 

4

3. Сравнение результатов измерений двух выборок ...........................................

6

3.1. Исключение грубых ошибок измерений

..............................................

6

3.2. Проверка гипотезы о статистическом равенстве дисперсий

 

 

 

 

 

двух выборок ..............

6

3.3. Проверка гипотезы о статистическом о статистическом

 

равенстве средних результатов двух выборок ..................

8

3.4. Вычисление обобщённых статистических характеристик ..................

10

4. Сравнение результатов измерений нескольких выборок .................................

10

4.1. Проверка гипотезы о статистическом равенстве дисперсий

 

при одинаковом количестве параллельных измерений .............

11

4.2. Проверка гипотезы H

0

= (S 2 ): S 2

= S 2 = ...

= S 2 при

 

 

1

2

n

 

неодинаковом числе измерений в выборках ............................

12

4.3. Проверка гипотезы о статистическом равенстве

 

 

 

нескольких средних ..................................

13

4.4. Вычисление обобщенных статистических показателей .......................

14

Приложение ..........................................................................................

 

 

 

 

15

Приложение 1. Значение критерия Стьюдента

................................................

16

Приложение 2. Значение критерия Пирсона .....................................................

 

17

Приложение 3. Значение критерия Кохрена для уровня

 

 

 

 

значимости α=0,01 .........................

19

Приложение 4. Значение критерия Кохрена для уровня

 

 

 

 

значимости α=0,05 .........................

20

Приложение 5. Значение критерия Фишера для уровня

 

 

 

 

значимости α=0,05 .........................

21

Приложение 6. Значение критерия Фишера для уровня

 

 

 

 

значимости α=0,01 .........................

23

Приложение 7.

Пример статистического анализа

 

 

двух групп испытаний ....................................

24

Приложение 8.

Пример сравнения нескольких выборок ................................

30

Литература ...............................................................................................

32

Н.М. Коннов

СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ДВУХ

И БОЛЕЕ ГРУПП ИСПЫТАНИЙ

Учебно-методическое пособие

по подготовке к лекциям и практическим занятиям (включая рекомендации по организации самостоятельной работы)

для обучающихся по дисциплине "Статистическая обработка результатов" направлению подготовки 08.03.01 Строительство

профиль "Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций"

________________________________________________________

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования " Нижегородский государственный архитектурностроительный университет"

6 0 3 9 5 0 , Нижний Новгород, ул. Ильинская, 6 5 .

h t t p : / / w w w . n n g a s u . r u , s r e c @ n n g a s u . r u

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]