Bài giảng Thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu - Chương: Xử lý sơ cấp số liệu thí nghiệm - Trịnh Văn Dũng
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
THIẾT KẾ THÍ NGHIỆM VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU
(Data Analysis and Design of Experiment)
PGS. TS. Trịnh Văn Dũng
Bộ môn: Quá trình và thiết bị CN Hóa – Sinh học – Thực phẩm
trinhvandung190361
03.10.2017
21:03
2
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
1. Một số khái niệm cơ bản
2. Trình tự thực hiện
3. Kiểm tra sự tương thích của mẫu với luật phân bố chuẩn
4. Ví dụ
03.10.2017
21:03
3
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
1. Một số khái niệm
Xử lý sơ bộ kết quả đo và quan sát là:
- Tiền đề để các bước xử lý tiếp theo đạt hiệu quả cao
- Cơ sở để xây dựng và sử dụng sự phụ thuộc thực nghiệm một cách
chính xác
- Cần sử dụng phương pháp phân tích thống kê một cách chính xác
kết quả
03.10.2017
21:03
4
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
1. Một số khái niệm
Nội dung:
- Đánh giá độ tin cậy của dụng cụ, phương pháp, tay nghề
- Loại bỏ sai số thô
- Xác định khoảng tin cậy của số đo
-Lập bảng phân bố xác suất:
+ Biến rời rạc: bảng phân phối xác suất
+ Biến liên tục: hàm phân bố xác suất
03.10.2017
21:03
5
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
1. Một số khái niệm
Cần thực hiện:
- Tính các đặc trưng của đại lượng ngẫu nhiên
- Kiểm định giả thiết thống kê
- Kiểm định sự phù hợp kết quả đo với phân phối chuẩn và việc xác
+ Nếu giả thuyết này n xác định luật phân
phối nào đó mà dữ liệu thực nghiệm tuân theo
+ Nếu thỏa mãn giả thiết thi xử lý theo luật phân bố chuẩn
03.10.2017
21:03
6
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
1. Một số khái niệm
Khi kiểm định giả thiết trong quá trình xử lý sơ bộ dữ liệu thực
nghiệm, nhằm giải quyết các vấn đề sau:
-Sàng lọc sai số thô (nhầm) của các quan sát
-Ước lượng độ tin cậy của các giá trị đo được
-
luật phân phối chuẩ
03.10.2017
21:03
7
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2. Trình tự thực hiện
Thực hiện các bước sau:
-Kiểm tra dụng cụ, phương pháp và người thực hiện
-Số lần đo (cực tiểu)
-Loại bỏ sai số thô
-Xác định khoảng tin cậy của phép đo
-Lập bảng phân phố
-Xây dựng đường phân bố
03.10.2017
21:03
8
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2. Trình tự thực hiện
1.Tìm R = xMax – xMin
2.Số khoảng biến đổi của chuỗi:
n
khi n 100
k
1 3,221 log n khi n 100
R
3. Chiều dài của mỗi khoảng riêng từng phần theo công thức:
k
n n
i
4. Ghi lại chuỗi biến ểm tra:
i
- Bảng phân phối
- Hàm phân phối
03.10.2017
21:03
9
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2. Trình tự thực hiện
6. Xây dựng đồ thị tích lũy tần số - tần số ứng với bảng số
7. Tìm hàm phân bố xác suất thực nghiệm trình bày trên đồ thị
8. Xác định các đặc trưng xác suất của mẫu (Mode, Median): M0, Me
9.Tính các đại lượng còn lại:
Wi Wi1 pi
03.10.2017
21:03
10
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
Để kiểm tra dụng cụ, phương pháp, tay nghề của nhân viên:
-Dùng chuẩn χ2 (Khi bình phương)
-Loại bỏ sai số của dụng cụ, hóa chất, phương pháp, tay nghề …
Có thể kiểm tra bằng cách so sánh với các chuẩn:
-
-Student
03.10.2017
21:03
11
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1.1 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
Kiểm tra bằng chuẩn χ2 :
-Để kiểm định độ chính xác cách tính χ2 theo biểu thức thông
thường;
-Để kiểm định sự tuân theo luật phân bố chuẩn, χ2 tính theo
Pearson;
-Để kiểm định tính đồng nhất của dãy phương sai mẫu, χ2 tính theo
Bartlet;
Trong đó χ2 được tra từ một bảng
03.10.2017
21:03
12
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1.1 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
Độ chính xác được cung cấp bởi:
-nhà sản xuất dụng cụ đo
-phương pháp phân tích được sử dụng
2
n
2
fS
2
Trong đó độ chính xác thực tế Sn thì:
Khi dùng chuẩn hai phía với xác suất P, tra bảng tìm
và
P
P
0,5
0,5
2
2
03.10.2017
21:03
13
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1.1 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
2 T2 2
P
P
Nếu
thì độ chính xác đạt yêu cầu
0,5
0,5
2
2
T2 2
thì độ chính xác không đạt yêu cầu;
P
Ngược lại:
0,5
2
2 T2
P
ộ chính xác yêu cầu;
0,5
2
03.10.2017
21:03
14
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1.1 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
Một cân phân tích có σ = ± 0,0002 g
Sau một thời gia sử dụng, xác định được: Sn = S5 = ± 0,0008 g.
Chiếc cân này đã bị coi là xuống cấp chưa, Nếu chọn P trên 0,98?
03.10.2017
21:03
15
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1.1 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
Pearson đễ nghị cách kiểm định theo chuẩn χ2
khi tập hợp mẫu trong khoảng 50 ÷ 150
Xắp xếp các số đo theo thứ tự tăng dần: x1
x2
n2
.... xk
.... nk
n1
n
pi
Tính xác suất
N
2
k
ni N pi
2
T
N pi
i1
Tra χ2 ứng với f = k – 3
p, f
03.10.2017
21:03
16
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1.1 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
Nếu: χ2 < χ2 , thì tập hợp mẫu tuân theo luật phân bố chuẩn;
T
p f2
Nếu: χ2 > χ2 thi không tuân theo luật phân bố chuẩn;
T
p,f2
10
14
18,3
23,7
23,2
29,1
16,0
21,1
9,34
13,3
2,56
4,66
3,94
6,57
4,87
7,79
03.10.2017
21:03
17
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1.1 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
Khi có k phương sai mẫu Si2 đánh số i = 1, 2, 3, ....., k
Phương sai Si2 có số bậc tự do fi = ni – 1
2
Từ đó tính phương sai tái sinh Sts
k
2
i i
2
k
f
i
i1
k
k
f f n k
ts
i
i
i1
i1
k
f S2 f S2
ts ts
i i
i1
03.10.2017
21:03
18
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1.1 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
k
2,303 f lg S2 f lg S2
Theo Bartlet:
ts
ts
i
i
B
C
i1
T2
k
1
1 1
1
3
k 1
fi fts
i1
với bậc tự do f = k – 1 nếu fi > 2
Như vậy: χ2 < χ2 thì dãy phương sai mẫu là đồng nhất,
T
p, f2
T
p, f2
03.10.2017
21:03
19
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
2.1.2 Kiểm tra dụng cụ, phương pháp … đo
Kiểm tra bằng chuẩn Student:
x
1) Từ bảng số liệu tính và Mx
x M x
tT
n.
2) Tính chuẩn Student:
,f
Sx
4) Kết luận kiểm tra
03.10.2017
21:03
20
Thiết kế thí nghiệm &Xử lý số liệu
MS: CH3309
Tải về để xem bản đầy đủ
51 trang
19320
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu - Chương: Xử lý sơ cấp số liệu thí nghiệm - Trịnh Văn Dũng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_thiet_ke_thi_nghiem_va_xu_ly_so_lieu_chuong_xu_ly.pdf
