Адрес |
Коман |
Код |
Инди |
Адрес |
Коман |
Код |
Инди |
Адрес |
Коман |
Код |
|
да |
кация |
|
да |
кация |
|
да |
|||
00 |
ПА |
4- |
|
13 |
X |
12 |
|
26 |
п о |
40 |
01 |
Сх |
о г |
|
14 |
Р ех |
16 |
|
27 |
БП |
51 |
02 |
ПО |
40 |
|
|
|
|
|
28 |
04 |
04 |
03 |
П4 |
44 |
|
15 |
ИПА |
6- |
|
129 |
к н о п |
54 |
04 |
К И Ш |
Г4 |
|
16 |
X |
12 |
|
30 |
ИПА |
6- |
|
|
|
|
17 |
ПА |
4- |
|
|||
05 |
ИП4 |
64 |
|
18 |
и п з |
63 |
|
31 |
С /П |
50 |
06 |
С/П |
50 |
/ |
19 |
. ИП2 |
62 |
|
|
|
|
__ |
|
|
|
|
|
|
|
32 |
ИПО |
60 |
07 |
ПЗ |
43 |
|
20 |
X |
12 |
|
33 |
р / |
21 |
08 |
РО |
25 |
|
21 |
ИП1 |
61 |
|
34 |
ИПА |
6- |
09 |
П2 |
42 |
|
22 |
: |
13 |
|
35 |
X |
12 |
|
|
|
|
23 |
Рх2 |
22 |
|
|||
10 |
XV |
14 |
|
24 |
и п о |
60 |
|
36 |
п д |
4Г |
11 |
П1 |
41 |
|
25 |
+ |
10 |
|
37 |
С /П |
50 |
12 |
Р 1п |
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Инди
кация
А у
ДА у
5. |
Ввести |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А 2 |
\ |
Ь \ |
ДЛа и т. д. |
|
|
|
6. После ввода |
всех |
N |
групп |
параметров |
нажать на |
С/П — |
||
на индикаторе г = Л^+1. Набрать |
БП 30 С/П — на индикаторе Л,л |
|||||||
Снова С/П — на индикаторе ААу. |
|
|
регистров |
памяти: |
||||
7. |
Результаты обработки |
можно вызвать из |
||||||
|
|
ИПА = |
Лу; ИПД = |
Ь А у . |
|
|
||
8. Для обработки новых исходных |
данных — повторить опе |
|||||||
рации по пп. 2—7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
9. |
Использование регистров |
адресуемой |
памяти |
указано |
||||
в табл. 56. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 56 |
|
0 |
2 0 ,. |
5 |
|
|
|
А |
|
Ау |
1 |
А1 |
в |
|
|
|
В |
|
|
2 |
“ / |
7 |
|
|
|
С |
|
|
3 |
ДА, |
8 |
|
|
|
д |
|
ААу' |
4 |
Косвен |
9 |
ная инди |
кация
В регистре 0 суммируются выражения Оу = а? (ДЛу/Лр2, где
а ;- = а, Ь, с. , ; |
в регистре А наращивается произведение |
N |
|
П АУ-
Пример 21 |
(вычисления по программе М 17). |
Определить |
мощ- |
|||||
ность постоянного тока по результатам |
прямых |
измерений' |
напря |
|||||
жения и тока: |
II = |
120,5 ± |
0,2 В; / = |
5,240 ± |
0,005 А. |
|
||
Оба результата получены с доверительной вероятностью 0,95; |
||||||||
формула связи |
имеет вид |
|
Р = |
VI. |
|
Набираем |
|
|
Вводим к = 1; |
С/П = |
на |
индикаторе / = 1. |
|
||||
|
|
120,5 |
ф |
1 |
ф 0,2 |
С/П; |
|
|
через 10 с на индикаторе — / = 2. Вводим вторую группу пара метров:
5,240 | 1 | 0,005 С/П.
На индикацию / = 3 не обращаем внимания; набираем
|
|
|
|
|
БП |
30 |
С/П, |
|
|
|
|
|
||
получаем |
= |
631,419 92. |
Снова |
С/П — на |
индикаторе |
ДАу =* |
||||||||
*= |
1,208 846 4. |
результат |
косвенного |
измерения: |
Р = |
|
631 ± |
|||||||
± 1 |
Записываем |
|
||||||||||||
Вт (у = |
0,95). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изме |
||
|
Пример |
22 (округление константы в формуле связи). |
|
|||||||||||
рить площадь круга Р е точностью 0,1 |
%. Сколько значащих |
цифр |
||||||||||||
следует оставить в числе п = 3,14159265...? |
|
|
|
|
||||||||||
|
Формула |
связи |
у = |
Р = |
лсР/4, |
где ^ — диаметр круга. |
||||||||
|
Найдем |
частную |
производную |
от |
у |
по |
С = я: |
|
|
|
||||
|
|
|
ду/дС = |
дР/дп = |
<22/4. |
|
|
|
|
|||||
|
Пересчитаем |
заданную |
относительную |
погрешность |
в |
абсо |
||||||||
лютную: |
|
ДА у = |
0,001/7 = 0,001я<Р/4. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Погрешность округления |
числа |
я |
не должна |
превышать |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
ДАу |
1 |
0,001 ш*2/4 |
0,001. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
ду/дС |
3 |
а2/4 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Примем |
я = 3,14. |
Погрешность |
округления |
Дя = |
3,14 — |
||||||||
— 3,14159... = —0,00159. |
|
|
условие (3.26) |
нарушается; |
оставим |
|||||||||
|
Так как |
0,00159 > 0,001, |
||||||||||||
в числе я еще одну значащую цифру: п = |
3,142. Теперь |
погреш |
ность округления А Л = 3,142 — 3,14159... |
±= 0,0041 и |
условие |
(3.26) выдержано. Следовательно, в данном случае число я, округ ленное до четырех значащих цифр, вполне удовлетворяет постав ленным требованиям, и нет необходимости^ брать в нем большее количество значащих цифр (это относится к вычислениям без при менения микроЭВМ, которые сохраняют в постоянной памяти число л с семью знаками после запятой).
Глава 4
ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПРИ СОВОКУПНЫХ И СОВМЕСТНЫХ ИЗМЕРЕНИЯХ
9. МЕТОДИКА о б р а б о т к и
СОВОКУПНЫХ И СОВМЕСТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
|
спользование принципа Лежандра. В совокупных |
и совмест |
||||||||||
Иных |
измерениях величины |
не |
поддающиеся |
непосред |
||||||||
ственному наблюдению, определяются по результатам |
измерения |
|||||||||||
других |
величин |
Уу, |
которые |
являются |
их |
функциями: |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Ф/ (хь |
.... |
*п) = |
Уг |
|
|
(4.01) |
Здесь |
*' = |
1, |
2, |
...» |
п — порядковый номер |
неизвестных величин |
||||||
X ; |
/ = |
1, |
2, |
...» |
т — порядковый |
номер |
прямых |
измерений вели |
||||
чин |
У. |
|
|
|
|
|
|
|
|
У. |
содержатся |
|
|
Если в результатах прямых измерении величин |
|||||||||||
случайные погрешности, то они имеются и в результатах совокуп
ных (совместных) измерений величин X |
Очевидно, что при т < п |
||
систему (4.01) вообще решить невозможно; при т = |
п такое реше |
||
ние алгебраически |
возможно, однако |
погрешности |
результатов |
измерений величин |
будут, как и при прямых однократных изме |
||
рениях, велики, и числовое значение этих погрешностей останется неизвестным. При т > п система снова станет алгебраически нераз решимой, так как эти уравнения несовместны, поскольку правые части уравнений (4.01) вместо точных значений Уу содержат ре
зультаты их измерений 1/;. = Уу + ДУ^ со случайными погрешно* стями АУ-. Однако в последнем случае при нормальном законе рас
пределения ошибок измерения величин у- (что |
|
обычно |
и |
бывает) |
|||||||
можно найти такую совокупность |
значений х |
которая |
с |
наиболь |
|||||||
шей вероятностью удовлетворяла бы исходным |
зависимостям (4.01). |
||||||||||
Эго может быть: осуществлено с |
помощью способа |
наименьших |
|||||||||
квадратов (принципа Лежандра). |
|
|
|
данных |
при |
сово |
|||||
Такой способ обработки |
экспериментальных |
||||||||||
купных (совместных) измерениях |
особенно удобно |
применять |
при |
||||||||
линейном характере функций фу, |
в |
противном |
случае |
обработка |
|||||||
усложняется. |
|
|
функции фу линейны: |
|
|
|
|||||
Рассмотрим случай, когда |
|
|
|
||||||||
а 11*1 + |
а 12*2 + |
• * • “Ь |
а 1пХ П — |
|
|
|
|
|
|
||
а21ХТ 4" а 22Х 2 “Ь * " * + а 2ПХ П — У2 = |
|
|
|
|
(4.02) |
||||||
» • • |
|
• |
|
. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
а ,„ Л + |
ат2хз Н--------атпхп — ут = 0. , |
|
|
|
|
||||||
Эту же систему |
запишем |
компактно: |
|
|
|
|
|
|
|||
п |
|
|
0, |
/ = |
|
|
|
|
|
|
|
V а -1х 1— ус = |
1, 2, . . . |
, |
т. |
|
|
|
(4.03) |
||||
1=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь индексы при коэффициентах а указываются в последователь ности «строка — столбец» (/ — <)'.
Уравнения (4.02) и (4.03) называются условными. Ввиду нали чня погрешностей правые части условных уравнений в действитель
ности будут |
равны |
не нулю, а некоторым |
(так |
называемым «не |
||||||||
вязкам», или |
остаточным погрешностям |
условных |
уравнений): |
|||||||||
|
|
п |
а „х( — у^ = V ^, |
|
|
1, 2, |
, |
т. |
|
|
|
|
|
V |
/ = |
|
|
(4.04) |
|||||||
|
/=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В соответствии |
с принципом Лежандра |
наиболее |
вероятными |
|||||||||
значениями неизвестных величии Х ( в этом случае |
будут |
такие, |
||||||||||
при которых сумма квадратов остаточных погрешностей |
1>у |
мини |
||||||||||
мальна: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5] |
= |
пип. |
|
|
|
|
|
(4.05) |
|
|
|
|
/=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимым |
условием такого |
минимума является |
равенство |
|||||||||
нулю производных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
т |
|
т |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
у л |
п = « V I |
дх)* |
- |
‘ = 1 . |
2, |
|
|
|
(4.06, |
||
|
/=1 |
|
/=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подставляя |
в |
выражение |
(4.06) |
значения |
из |
соотношения |
||||||
(4.04), получаем после преобразований систему Нормальных урав нений:
|
|
п |
1х1 = сн, |
к = 1 , |
2, |
|
, |
п. |
|
|
|
|
(4.07) |
|||
|
|
1=1 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запишем эту же систему |
в |
развернутом |
|
виде: |
|
|
|
|
||||||||
|
|
Ь ц Х1 + |
^12*2 + |
|
• ' • |
+ |
Ъ1пХп = |
Сг ; |
' |
|
|
|
|
|||
|
|
&21Х1 + |
&22Х2 + |
|
" • • |
+ |
Ь2ПХП= |
с2^ |
|
|
|
|
(4.08) |
|||
|
|
• |
• |
• |
« |
|
• |
• |
« « • |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Ьп1Х1 "Ь ^П2Х2 4“ *' ' |
“Ь Ьппхп = |
|
СП* |
|
|
|
|
|
||||||
Здесь |
индексы |
при коэффициентах |
Ь также |
указываются |
в |
после |
||||||||||
довательности |
«строка — столбец» |
{Н — *)• |
|
|
всегда |
равно |
числу |
|||||||||
Поскольку |
число |
нормальных |
уравнений |
|||||||||||||
неизвестных, такая система алгебраически разрешима. |
|
|
дела |
|||||||||||||
Хотя при обосновании способа наименьших |
квадрато |
|||||||||||||||
лось |
предположение о |
нормальном |
законе |
распределения |
погреш |
|||||||||||
ностей, доказано,, что оценки, основанные на |
этом |
способе, |
обла |
|||||||||||||
дают наименьшими ошибками й при любом другом законе |
распре |
|||||||||||||||
деления. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Методика |
получения |
нормальных |
уравнений. |
Общий |
способ |
|||||||||||
нахождения системы нормальных уравнений заключается |
в вычис |
|||||||||||||||
лении частных производных от каждой |
по каждой |
из |
неизвест |
|||||||||||||
ных |
умножении этих |
производных |
на соответствующие значения |
|||||||||||||
Оу и сложении |
их для одной ,и той |
же неизвестной х *: |
|
|
|
|||||||||||
(4.09)