Действующий
4.2 При статистической обработке группы результатов прямых многократных независимых измерений выполняют следующие операции:
- исключают известные систематические погрешности из результатов измерений;
- вычисляют оценку измеряемой величины;
- вычисляют среднее квадратическое отклонение результатов измерений;
- проверяют наличие грубых погрешностей и при необходимости исключают их;
- проверяют гипотезу о принадлежности результатов измерений нормальному распределению:
- вычисляют доверительные границы случайной погрешности (доверительную случайную погрешность) оценки измеряемой величины;
- вычисляют доверительные границы (границы) неисключенной систематической погрешности оценки измеряемой величины;
- вычисляют доверительные границы погрешности оценки измеряемой величины.
4.3 Проверку гипотезы о том, что результаты измерений принадлежат нормальному распределению, проводят с уровнем значимости q от 10% до 2%. Конкретные значения уровней значимости должны быть указаны в конкретной методике измерений.
4.4 Для определения доверительных границ погрешности оценки измеряемой величины доверительную вероятность Р принимают равной 0,95.
В случаях, когда измерение не представляется возможным повторить, помимо границ, соответствующих доверительной вероятности Р = 0,95, допускается указывать границы для доверительной вероятности Р = 0,99.
В особых случаях, например при измерениях, результаты которых имеют значение для здоровья людей, допускается кроме доверительной вероятности Р = 0,99 указывать более высокую доверительную вероятность.
4.5 В настоящем стандарте изложены требования к методам обработки результатов измерений и к оцениванию точности измеряемой величины посредством погрешностей.
5 Оценка измеряемой величины и среднее квадратическое отклонение
5.1 Оценку измеряемой величины
, за которую принимают среднее арифметическое значение исправленных результатов измерений, вычисляют по формуле
, | (1) |
где
- i-й результат измерений;
n - число исправленных результатов измерений.
Примечание - Если во всех результатах измерений содержится постоянная систематическая погрешность, ее допускается исключить после вычисления среднего арифметического значения неисправленных результатов измерений.
5.2 В целях удобства вычислений
формулу (1) допускается записать в виде
, | (2) |
где а - близкое к
значение, удобное для расчета;
.
5.3 Среднее квадратическое отклонение S группы, содержащей n результатов измерений, вычисляют по формуле
. | (3) |
Примечание - Наличие случайных погрешностей вызывает рассеяние результатов измерений. В качестве основной числовой характеристики случайного рассеяния результатов измерений принята дисперсия
или стандартное отклонение
. Ограниченное число результатов измерений позволяет получать лишь оценки этих характеристик (
и S). Математическое ожидание оценки
равно дисперсии (
), однако математическое ожидание оценки S отлично от
, так как оценка S смещена.
Несмещенную оценку S допускается вычислять по упрощенной формуле
.
В этом случае смещение оценки S не более 1%.
5.4 Среднее квадратическое отклонение среднего арифметического (оценки измеряемой величины)
вычисляют по формуле
. | (4) |
6 Исключение грубых погрешностей
6.1 Для исключения грубых погрешностей используют критерий Граббса. Статистический критерий Граббса исключения грубых погрешностей основан на предположении о том, что группа результатов измерений принадлежит нормальному распределению. Для этого вычисляют критерии Граббса
и
, предполагая, что наибольший
или наименьший
результат измерений вызван грубыми погрешностями:
, . | (5) |
Сравнивают
и
с теоретическим значением
критерия Граббса при выбранном уровне значимости q.
Таблица критических значений критерия Граббса приведена в
приложении А.
Если
, то
исключают как маловероятное значение. Если
, то
исключают как маловероятное значение. Далее вновь вычисляют среднее арифметическое и среднее квадратическое отклонения ряда результатов измерений и процедуру проверки наличия грубых погрешностей повторяют.
Если
, то
не считают промахом и его сохраняют в ряду результатов измерений. Если
, то
не считают промахом и его сохраняют в ряду результатов измерений.
7 Доверительные границы случайной погрешности
7.1 Доверительные границы случайной погрешности оценки измеряемой величины в соответствии с настоящим стандартом устанавливают для результатов измерений, принадлежащих нормальному распределению.
При невыполнении этого условия методы вычисления доверительных границ случайной погрешности должны быть указаны в методике измерений.
7.2 При числе результатов измерений
принадлежность их к нормальному распределению не проверяют. При этом вычисление доверительных границ случайной погрешности оценки измеряемой величины по методике, предусмотренной настоящим стандартом, допускается только в том случае, если заранее известно, что результаты измерений принадлежат нормальному распределению.
Примечание - Если не известно распределение погрешностей оценки искомой величины, способы нахождения доверительных границ случайной погрешности могут быть указаны в методике измерений с учетом того, что подобные измерения повторяют.
7.3 При числе результатов измерений
для проверки принадлежности их к нормальному распределению предпочтителен составной критерий, приведенный в
приложении Б.
7.4 При числе результатов измерений n > 50 для проверки принадлежности их к нормальному распределению предпочтителен один из критериев:
К. Пирсона или
Мизеса-Смирнова. Критерий К. Пирсона
приведен в
приложении В, критерий
Мизеса-Смирнова - в
приложении Г.
7.5 Доверительные границы
(без учета знака) случайной погрешности оценки измеряемой величины вычисляют по формуле
, | (6) |
где t - коэффициент Стьюдента, который в зависимости от доверительной вероятности Р и числа результатов измерений n находят по
таблице, приведенной в
приложении Д.
8 Доверительные границы неисключенной систематической погрешности
8.1 Неисключенная систематическая погрешность (далее - НСП) оценки измеряемой величины образуется из составляющих, в качестве которых могут быть приняты НСП: