Экспериментальные исследования

Август 2, 2022

Главная
Образование
Экспериментальные исследования

Содержание

2. ПЛАН: План. 1. Задачи эксперимента.
3. В науке используют 2 приема исследования – наблюдение и эксперимент. Наблюдение – регистрация интересующих исследователя сторон
4. Часто наблюдение не является самостоятельным приёмом, а составляет часть эксперимента. Эксперимент (от лат. experimentum –опыт) –
5. В эксперименте исследователь часто искусственно вызывает явление (или иммитирует его) или изменяет условия так, чтоб лучше
6. Эксперимент имеет 3 задачи: 1) подтверждение рабочей гипотезы, результатов теоретических исследований, установление адекватности результатов теоретических исследований;
7. Эксперименты классифицируют по 7 признакам. 1. По областям науки и производства их делят на технические, химические,
8. 3. По структуре исследуемых объектов э. делят на поисковые, простые и сложные. Поисковый э. проводят при
9. 4. По способу организации э. делят на лабораторные и натурные. Лабораторный э. проводится в лаборатории, оборудованной
10. В натурных э. изучаются реальные объекты в реальных естественных условиях. Их делят на заводские (полигонные), полевые,
11. 5. По степени контролируемости параметров и управления ими э. делят на активные и пассивные. В пассивном
12. 6. По числу варьируемых факторов э. могут быть одно- и многофакторными. Однофакторный э. изучает объекты, функционирующие
13. Требования, предъявляемые к эксперименту. 1. Типичность э. Он д.б. выполнен в типичных условиях зоны, для которой
14. 4. Целенаправленность э. – чтоб в нём варьировался только тот фактор, по которому исследуется объект, но
15. 7. Необходимость тщательного оформления документации: плана с обоснованием темы э., схемы его, схемы всех необходимых вариантов,
16. Этапы экспериментальных исследований 1. Первый этап э. исследований – формирование и постановка задач, которая чаще всего
17. 4. Четвёртый этап – проведение э.. Получаются разобщённые данные, записанные на магнитную ленту другие носители и
18. 7. Седьмой этап –принятие решений. Они могут быть разными, но на этом этапе разрабатываются общие или
19. Место проведения эксперимента Им могут быть лаборатория, производственное помещение, полигон, участок поля и др., оснащённые экспериментальными
20. Лаборатория – это часть рабочего пространства, э. в виде специально оборудованного помещения, в котором производится всё
21. Классический план эксперимента Исходя из возможности повторения,э. могут быть воспроизводимыми и невоспроизводимыми. В воспроизводимом э. объект
22. Однако идеально воспроизводимый э. трудно провести. Приборы и инструменты имеют погрешность; не полностью совершенны методы э.;
23. По степени обоснованности, степени достоверности и объёму работ эксперименты бывают классические, рандомизированные и оптимальные. А.Классическое планирование
24. По степени обоснованности, степени достоверности и объёму работ эксперименты бывают классические, рандомизированные и оптимальные. А.Классическое планирование
25. Б.Классическое планирование многофакторного эксперимента В многофакторном э. под факторами понимают переменные величины, влияющие на значение того
26. В зависимости от цели э. многофакторный план может быть неполным и полным. При неполном плане учитываются
27. Рандоминизированный план э. В нём уровни факторов расположены не нарастающей ранговой последовательности, а в случайной. Это
28. Оптимальное планирование многофакторного экстремального эксперимента Все решаемые исследователями задачи объединяются в две группы. 1. Определение связей
29. Оптимальное планирование многофакторного э. – это способ числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для
30. В многофакторном э. под факторами понимают переменные величины, влияющие на значение того или иного параметра исследуемого
31. Оптимальное планирование многофакторного э. имеет ряд преимуществ: 1. сокращение числа опытов по сравнению с классическим планированием,
32. Измерения и измеряемые величины Измерения – это процесс определения значения физической величин опытным путём с помощью
33. При этом измеряется длина, количество, электрическое напряжение, сила тока и сотни других величин различной физической природы.
34. Теорией и практикой измерения занимается метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства
35. Все измерения подразделяются на: абсолютные и относительные; прямые и косвенные; совокупные и совместные.
36. Абсолютные измерения – это измерения в единицах измеряемой величины, например живое сечение решета в м2. Относительные
37. При косвенных измерениях искомую величину определяют функционально от других величин, установленных прямыми измерениями. Например, уровень топлива
38. Измеряемые величины Существует 4 группы физических величин: геометрическая, кинематическая, динамическая и Группа простых величин.
39. К геометрическим величинам относя линейные размеры, объёмы, углы, перемещения (линейные и угловые) амплитуды колебаний. К кинематическим
40. В группу прочих величин входят все остальные: время, температура, цвет, освещённость, ила света, акустические сигналы, параметры
41. По степени зависимости измеряемые величины, называемые в науке переменными, подразделяют на 3 вида: независимые, зависимые м
50. Скачать презентацию

Слайд 2

ПЛАН:
План.
1. Задачи эксперимента.

Слайд 3

В науке используют 2 приема исследования – наблюдение и эксперимент.

Наблюдение – регистрация интересующих исследователя сторон развития явления, констатация того или иного его состояния, признака или свойства. Н., наблюдают за температурой воздуха, работой машин, качеством молочной продукции и т.д.
При этом наблюдение даёт качествен-ную и количественную характеристику явления, но не вскрывает его сущность.

Слайд 4

Часто наблюдение не является самостоятельным приёмом, а составляет часть эксперимента.

Эксперимент (от лат. experimentum –опыт) – опыт путём наблюдения исследуемого явления в точно учитываемых и управляемых условиях, позволяющих следить за ходом явления и многократно воспроизводить его при повторении этих условий.

Слайд 5

В эксперименте исследователь часто искусственно вызывает явление (или иммитирует его)

или изменяет условия так, чтоб лучше выявить сущность, происхождение, причинность и взаимосвязь факторов в этиях явлениях.
Важной чертой эксперимента является его воспроизводимость.

Слайд 6

Эксперимент имеет 3 задачи:
1) подтверждение рабочей гипотезы, результатов теоретических исследований,

установление адекватности результатов теоретических исследований;
2)дополнение результатов теоретических исследований;
3) самостоятельное исследование.

Слайд 7

Эксперименты классифицируют по 7 признакам.
1. По областям науки и производства

их делят на технические, химические, биологические, физические, социальные и т.д.
2. По способу формирования условий проведения – естественные и искусственные.
Естественный э. проводится в естественных условиях функциониро-вания объекта исследования. В случае невозможного, затруднительного проведения естественного э. проводят искусственный э.

Слайд 8

3. По структуре исследуемых объектов э. делят на поисковые, простые

и сложные.
Поисковый э. проводят при отсутствии доста-точного количества данных о факторах, влияющих на изучаемое явление. Он позволяет определить значимость каждого из фактров, их ранжировать, отсеивать незначимые.
Простой э. используется при изучении объектов, не имеющих разветвлённой структуры, с малым количеством элементов, выполняющих простейшие функции.
Сложный э. применяют для изучения объектов с разветвлённой структурой и с большим коли-чеством взаимодействующих его составляющих.

Слайд 9

4. По способу организации э. делят на лабораторные и натурные.

Лабораторный э. проводится в лаборатории, оборудованной стандартными приборами и оборудованием. Может исследоваться как сам объект, так и его модельный или макетный образец. Такие исследования позволяют достоверные воспроизводимые данные при минимальной эатрате средств, труда и времени. Однако лабораторный э. не всегда полностью моделирует само функционирование объекта. Поэтому после лабораторного исследования объект изучается в натурных условиях.

Слайд 10

В натурных э. изучаются реальные объекты в реальных естественных

условиях. Их делят на заводские (полигонные), полевые, производственные и др. э. Требования к ним –соответствие условий э. реальным условиям, в которых будет функционировать объект.
Задачи натурных э.:
- изучение взаимодействия изучаемого объекта с окружающей средой;
-проверка данных теоретических исследований;
- оценка эффективности функционирования объекта.

Слайд 11

5. По степени контролируемости параметров и управления ими э. делят

на активные и пассивные.
В пассивном э. искусственно не вмешиваются в функционирование изучаемого объекта, а лишь наблюдаются и учитываются лишь выбранные параметры.
В активном э. выбираются специальные входные факторы и контролируются входные и выходные параметры исследуемого объекта.

Слайд 12

6. По числу варьируемых факторов э. могут быть одно- и

многофакторными.
Однофакторный э. изучает объекты, функционирующие только по одному фактору.
При многофакторном э. происходит варьирование несколькими значимыми факторами.
7. По характеру изучаемых объектов э. бывают техническими, технологическими, биологическими, психологическими, социологическими, экономическими и др.

Слайд 13

Требования, предъявляемые к эксперименту.
1. Типичность э. Он д.б. выполнен

в типичных условиях зоны, для которой создаётся объект исследования.
2. Пригодность э. – соответствие условий проведения э. его задачам.
3. Перспективность э.- использование в э. не только лучшие современные, но и перспективные версии техники и технологии.

Слайд 14

4. Целенаправленность э. – чтоб в нём варьировался только тот

фактор, по которому исследуется объект, но при строгой стабилизации всех остальных присущих объекту факторов.
5. Полнота учёта всех факторов функциониро-вания изучаемого объекта в начале планировании э. В последующих разделах полно описывается только методика оптимального планирования.
6. Точность Э. При проведении его нужно стремиться к повышению степени сближения параметров по результатам опыта с истинными их значениями.

Слайд 15

7. Необходимость тщательного оформления документации: плана с обоснованием темы э.,

схемы его, схемы всех необходимых вариантов, методики учёта и наблюдения, плана выполнения работ. Обязательными являются первичные документы с записями по плану, непрерывной регистрации изменений того или иного фактора. К документам относятся журналы опыта и лабораторного анализа. Для удобства записей разрабатываются формы и таблицы, где указываются схемы опытов, повторности, результаты математической обработки данных. Завершающим документом является отчёт о НИР.

Слайд 16

Этапы экспериментальных исследований
1. Первый этап э. исследований – формирование и

постановка задач, которая чаще всего обуславливается разработанными ранее теорией гипотезой процесса.
2. Второй этап – разработка плана э.
3. Третий этап – подготовка к э.: подбор оборудования, обоснование необходимости применения его, установка в лаборатории, на экспериментальной установке, тарировка, калибровка, составление схемы эксперимента и её реализации.

Слайд 17

4. Четвёртый этап – проведение э.. Получаются разобщённые данные, записанные на

магнитную ленту другие носители и требующие дальнейшей обработки и осмысления.
5. Пятый этап – обработка э. данных, выяв-ление закономерностей исследуемого процесса.
6. Шестой этап исследования –анализ полученных данных, разработка основных научных положений, законов, уровней регрессии, функций отклика.

Слайд 18

7. Седьмой этап –принятие решений. Они могут быть разными, но на

этом этапе разрабатываются общие или частные направления совершенствования объекта исследования.

Слайд 19

Место проведения эксперимента
Им могут быть лаборатория, производственное помещение, полигон, участок поля

и др., оснащённые экспериментальными средствами и обслуживаемые группой исследователей.

Слайд 20

Лаборатория – это часть рабочего пространства, э. в виде специально

оборудованного помещения, в котором производится всё или часть э. исследования. Она можэет быть стационарной, временно стационарной, мобильной или мобильно-стационарной.
Оборудование стационарных и мобльных
лабораторий идентично, но в мобильных из-за ограничения места комплекто-вание ограничено.

Слайд 21

Классический план эксперимента
Исходя из возможности повторения,э. могут быть воспроизводимыми и

невоспроизводимыми.
В воспроизводимом э. объект и средства исследования (приборы, измерительное оборудование) в любой момент можно возвратить в исходное состояние.

Слайд 22

Однако идеально воспроизводимый э. трудно провести. Приборы и инструменты имеют

погрешность; не полностью совершенны методы э.; может быть не совсем тщательно проведён э.;
могут быть субъективные особенности экспериментаторов и многие другие неучтённые факторы.
Поэтому нужно знать и обосновать допуск на отклонение объекта от первоначального состояния. Если степень изменения находится в пределах этого допуска, то эксперимент считается воспроизводимым, если нет – невоспроизводимым.
Поэтому существуют отдельные планы воспро-изводимого и невоспроизводимого э.

Слайд 23

По степени обоснованности, степени достоверности и объёму работ эксперименты

бывают классические, рандомизированные и оптимальные.
А.Классическое планирование однофакторного э.
Вначале планируется э.на нижнем уровне значения фактора, а затем постепенно включают в план варианты со всеми выбранными значениями вплоть до верхнего. Между значениями – интервал варьирования.

Слайд 24

По степени обоснованности, степени достоверности и объёму работ эксперименты

бывают классические, рандомизированные и оптимальные.
А.Классическое планирование однофакторного э.
Вначале планируется э. на нижнем уровне значения фактора, а затем постепенно включают в план варианты со всеми выбранными значениями вплоть до верхнего. Между значениями – интервал варьирования.

Слайд 25

Б.Классическое планирование многофакторного эксперимента
В многофакторном э. под

факторами понимают переменные величины, влияющие на значение того или иного параметра исследуемого процесса.При планировании эксперимента значение величин, варьируемых в опытах, называют уровнями.
Планирование многофакторного эксперимента - формирование последовательно вариантов по каждому из факторов. Функция цели изменяется по одному из них.
.

Слайд 26

В зависимости от цели э. многофакторный план может быть неполным и

полным.
При неполном плане учитываются не все уровни значения факторов. Э. выполняется не по всем уровням.
При полном Э. план составляется только для воспроизводимых экспериментов

Слайд 27

Рандоминизированный план э.
В нём уровни факторов расположены не нарастающей ранговой

последовательности, а в случайной. Это позволяет снизить систематическую ошибку э. от неконтролиру-емых и возмущающих факторов.

Слайд 28

Оптимальное планирование многофакторного экстремального эксперимента
Все решаемые исследователями задачи объединяются в

две группы.
1. Определение связей между параметрами объекта и факторами. Задачи этой группы называют интерполяционными.
2. Оптимизация параметров исследуемого объекта, т.е. отыскание наилучших сочетаний значений факторов в конкретных условиях. Задачи этой группы называют экстремальными.

Слайд 29

Оптимальное планирование многофакторного э. – это способ числа и условий

проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи оптимизации. Такое планирование даёт возможность определить схему шагового процесса проведения э., как бы в диалоговом режиме (возможность на каждом этапе э. делать обоснованные решения), включить в эксперимент минимальное число опытов при одновременном варьировании всеми факторами без снижения уровня достоверности исследования.

Слайд 30

В многофакторном э. под факторами понимают переменные величины, влияющие на

значение того или иного параметра исследуемого процесса.При планировании эксперимента значение величин, варьируемых в опытах, называют уровнями.

Слайд 31

Оптимальное планирование многофакторного э.
имеет ряд преимуществ:
1. сокращение числа опытов

по сравнению с классическим планированием, при котором изучается влияние каждого фактора на изучаемый параметр в отдельности при неизменном значении других факторов;
2. возможность представления результатов в виде математической модели;
3. возможность оптимизации варианта
функционирования факторов.

Слайд 32

Измерения и измеряемые величины
Измерения – это процесс определения значения физической

величин опытным путём с помощью специальных технических средств.
Путём специально спланированного физического эксперимента сравнивают величину, подлежащую определению, с некоторым её значением, принятым за единицу.

Слайд 33

При этом измеряется длина, количество, электрическое напряжение, сила тока

и сотни других величин различной физической природы. Полученные в результате измерений численные величины дают возможность установить количественные и качественные отношения, характеризующие связь между исследуемыми явлениями или закономерностями развития исследуемого процесса.

Слайд 34

Теорией и практикой измерения занимается метрология - наука об

измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Метрология включает следующие разделы: общую теорию измерений, единицы физических величин и их системы, например Международную систему единиц – СИ, методы и средства измерений, методы определения точности измерений.

Слайд 35

Все измерения подразделяются на: абсолютные и относительные;
прямые и косвенные;
совокупные

и совместные.

Слайд 36

Абсолютные измерения – это измерения в единицах измеряемой величины,

например живое сечение решета в м2.
Относительные измерения – отношение измеряемой величины к одноименной величине, выступающей в роли единичной исходной величины, например, коэффициент живого сечения, определяемый как отношение живого сечения к общей площади решета (в долях единицы или %).

Слайд 37

При косвенных измерениях искомую величину определяют функционально от других величин,

установленных прямыми измерениями. Например, уровень топлива в баке определяется через посредство изменяющегося сопротивления реохорда.
Совокупные методы измерения используются, когда искомая величина определяется путём решения уравнения или даже системы уравнений, в которые входят несколько одноименных величин, установленных путём прямых измерений.
При совместных измерениях одновременно проводят определение нескольких неодноименных величин и находят зависимость между ними.

Слайд 38

Измеряемые величины
Существует 4 группы физических величин:
геометрическая,
кинематическая,
динамическая и
Группа простых

величин.

Слайд 39

К геометрическим величинам относя линейные размеры, объёмы, углы, перемещения

(линейные и угловые) амплитуды колебаний.
К кинематическим величин относятся скорости движения (линейные и угловые), ускорения (линейные и угловые), частота вращения, колебания и вибраций.
В группу динимических физических величин входят массы, расходы (жидкостей, гпзов и др.), напряжения, давления, моменты сил, работа и мощность.

Слайд 40

В группу прочих величин входят все остальные: время, температура,

цвет, освещённость, ила света, акустические сигналы, параметры структурных, химических свойств, излучения.

Слайд 41

По степени зависимости измеряемые величины, называемые в науке переменными, подразделяют

на 3 вида: независимые, зависимые м внешние.
Независимые – которые изменяются по воле исследователя. Например, глубина вспашки.
Зависимые – которые меняются вследствие изменения независимых переменных. Например, тяговое сопротивление, зависящее от глубины вспашки.
Внешние переменные – величины, влияющие на результаты эксперимента вне воли экспериментатора (но учитываемое им). Например, неровности рельефа поля, влияющие на глубину заделки семян.

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Экспериментальные исследования

Содержание

ПЛАН:План.1. Задачи эксперимента.

В науке используют 2 приема исследования – наблюдение и эксперимент.

Часто наблюдение не является самостоятельным приёмом, а составляет часть эксперимента.

В эксперименте исследователь часто искусственно вызывает явление (или иммитирует его)

Эксперимент имеет 3 задачи:1) подтверждение рабочей гипотезы, результатов теоретических исследований,

Эксперименты классифицируют по 7 признакам.1. По областям науки и производства

3. По структуре исследуемых объектов э. делят на поисковые, простые

4. По способу организации э. делят на лабораторные и натурные.

В натурных э. изучаются реальные объекты в реальных естественных

5. По степени контролируемости параметров и управления ими э. делят

6. По числу варьируемых факторов э. могут быть одно- и

Требования, предъявляемые к эксперименту. 1. Типичность э. Он д.б. выполнен

4. Целенаправленность э. – чтоб в нём варьировался только тот

7. Необходимость тщательного оформления документации: плана с обоснованием темы э.,

Этапы экспериментальных исследований1. Первый этап э. исследований – формирование и

4. Четвёртый этап – проведение э.. Получаются разобщённые данные, записанные на

7. Седьмой этап –принятие решений. Они могут быть разными, но на

Место проведения экспериментаИм могут быть лаборатория, производственное помещение, полигон, участок поля

Лаборатория – это часть рабочего пространства, э. в виде специально

Классический план эксперимента Исходя из возможности повторения,э. могут быть воспроизводимыми и

Однако идеально воспроизводимый э. трудно провести. Приборы и инструменты имеют

По степени обоснованности, степени достоверности и объёму работ эксперименты

По степени обоснованности, степени достоверности и объёму работ эксперименты

Б.Классическое планирование многофакторного эксперимента В многофакторном э. под

В зависимости от цели э. многофакторный план может быть неполным и

Рандоминизированный план э. В нём уровни факторов расположены не нарастающей ранговой

Оптимальное планирование многофакторного экстремального эксперимента Все решаемые исследователями задачи объединяются в

Оптимальное планирование многофакторного э. – это способ числа и условий

В многофакторном э. под факторами понимают переменные величины, влияющие на

Оптимальное планирование многофакторного э. имеет ряд преимуществ:1. сокращение числа опытов

Измерения и измеряемые величиныИзмерения – это процесс определения значения физической

При этом измеряется длина, количество, электрическое напряжение, сила тока

Теорией и практикой измерения занимается метрология - наука об

Все измерения подразделяются на: абсолютные и относительные;прямые и косвенные;совокупные

Абсолютные измерения – это измерения в единицах измеряемой величины,

При косвенных измерениях искомую величину определяют функционально от других величин,

Измеряемые величины Существует 4 группы физических величин:геометрическая,кинематическая,динамическая иГруппа простых

К геометрическим величинам относя линейные размеры, объёмы, углы, перемещения

В группу прочих величин входят все остальные: время, температура,

По степени зависимости измеряемые величины, называемые в науке переменными, подразделяют

Похожие презентации

ПЛАН:
План.
1. Задачи эксперимента.

Эксперимент имеет 3 задачи:
1) подтверждение рабочей гипотезы, результатов теоретических исследований,

Эксперименты классифицируют по 7 признакам.
1. По областям науки и производства

Требования, предъявляемые к эксперименту.
1. Типичность э. Он д.б. выполнен

Этапы экспериментальных исследований
1. Первый этап э. исследований – формирование и

Место проведения эксперимента
Им могут быть лаборатория, производственное помещение, полигон, участок поля

Классический план эксперимента
Исходя из возможности повторения,э. могут быть воспроизводимыми и

Б.Классическое планирование многофакторного эксперимента
В многофакторном э. под

Рандоминизированный план э.
В нём уровни факторов расположены не нарастающей ранговой

Оптимальное планирование многофакторного экстремального эксперимента
Все решаемые исследователями задачи объединяются в

Оптимальное планирование многофакторного э.
имеет ряд преимуществ:
1. сокращение числа опытов

Измерения и измеряемые величины
Измерения – это процесс определения значения физической

Все измерения подразделяются на: абсолютные и относительные;
прямые и косвенные;
совокупные

Измеряемые величины
Существует 4 группы физических величин:
геометрическая,
кинематическая,
динамическая и
Группа простых