试验设计与数据处理第一章ppt课件.ppt

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1、试验设计与数据处理姜奉华材料学院工程教研室8/13/20211课程内容：试验设计与数据处理所要解决的问题本课程所学内容学习方法及考试方法认真听课，做好课堂笔记，做好课后的练习，如果不认真做练习，那么这门课是学不好的。平时听不懂的问题及时提问，及时解决。考试采用考试的方法，没有难题、怪题，但量较大，难以做弊，要靠自己来完成。8/13/20212试验设计与数据处理所要解决的问题在自然界中，有很多的现象是没有一个特定的规律——即没有一个数学模型，是不能用我们以前所学的知识所能解决的，在我们材料研究领域更是如此。比如我们在陶瓷研究中，要研制一种大红釉料，它是由许多种颜料

2、配合，再通过高温烧制而成。可以用多少种颜料来配料，烧成温度需要多高，这都是未知数。而且没有一定的规律可言。那就需要我们进行大量的试验来寻找它的配方及烧制温度。试验设计所要作的工作就是用最少的试验次数，尽快找出这些参数的最佳范围。数据处理是对试验数据进行分析后，去掉那些对试验影响不大的因素，来确定最佳的试验方案。8/13/20213教材内容说明第一章概论讲述测量方法及测量误差第二章误差理论及数理统计基础讲述测量误差的分类及如何处理这些误差第三章试验设计讲述试验设计思想方法及如何用最少的试验得出最佳的试验结果第四章正交试验设计与数据处理正交试验是一种试验方法——即优

3、选试验方法，就是用最少的试验次数得到最佳参数的一种实用方法。学会它对我们今后的学习与工作具有非常大的指导意义。第五章回归分析自然界中大多数的事物是没有规律性的，即它没有数学模型，但是我们可以在忽略一些次要因素的同时通过回归分析的方法，寻找出它的较佳的数学模型，以指导我们的社会实践活动。8/13/20214第一章概论1.1数据测量的基本概念(1)物理量物理量是反映任何物理现象的状态及其过程特征的数值量。任何物理量一般都有如下特点：物理量都是有相应的单位，数值为1的物理量称为单位物理量；同一物理量可以用不同的物理单位来描述，如能量可以用焦耳、千瓦小时等不同单位来表述

4、。(2)测量以确定量值为目的的一组操作。操作的结果可得到量值，即得到数据，这组操作称为测量。例如：用米尺测得桌子的长度为1.2米。(3)测量结果测量结果就是根据已有的信息和条件对被测量物理量的最佳估计，既是物理量真值的最佳估计。在测量结果的完整表述中，应包括测量误差，必要时还应给出自由度及置信概率。测量结果具有重复性和复现性。8/13/20215重复性是指在相同测量条件下，对同一被物理量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。相同测量条件既称之为“重复性条件”主要包括：相同的测量程序、相同的测量仪器、相同的观测者、相同的地点、在短期内的重复测量、相同的测量环境。若

5、每次的测量条件相同，则在一定的误差范围内，每一次测量结果的可靠性是相同的，这些测量值服从同一分布。复现性是指在改变测量条件下，对被测量进行多次测量时，每一次测量结果之间的一致性。即在一定的误差范围内，每一次测量结果的可靠性是相同的，这些测量值服从同一分布。(4)测量方法根据给定的测量原理，在测量中所用的并按类别描述的一组操作逻辑次序和划分方法，常见的有替代法、微差法、零位法、异号法等。数据测量就是用单位物理量去描述或表示某一未知的同类物理量的大小。8/13/202161.1.2数据测量的分类一、按计量的性质分为：检定、检验和校准检定：由法制计量部门,为确定和证实

6、计量器具是否完全满足检定规程的要求而进行的全部工作。检定是由国家法制计量部门所进行的测量，在我国主要是由各级计量院所以及授权的实验室来完成，是我国开展量值传递最常用的方法。检定必须严格按照检定规程运作，对所检仪器给出符合性判断，既给出合格还是不合格的结论，而该结论具有法律效应。检定方法一般分为整体检定法和分项检定法两种。检测：对给定的产品、材料、设备、生物体、物理现象、工艺过程或服务，按照一定的程序确定一种或多种特性或性能的技术操作。检测通常是依据相关标准对产品的质量进行检验，检验结果一般记录在称为检测报告或检测证书的文件中。校准:在规定条件下，为确定测量仪器或

7、测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。二、按测量目的的分类分为：定值测量和参数检验定值测量:按一种不确定度确定参数实际值的测量。其目的是确定被测量的量值是多少,通常预先限定允许的测量误差。参数检验：以技术标准、规范或检定规程为依据，判断参数是否合格的测量。其目的是判断被检参数是否合格，通常预先限定参数允许变化的范围（如公差等）。8/13/20217三、按测量值获得的方法分为：直接测量、间接测量和组合测量（一）直接测量法用一个预先标定好的测量仪器去直接测量未知物理量的大小。如用万用表去测量电压、电阻、

8、电流等；用圈尺去测量长度