Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.
Nástěnka
❗22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
❗04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
❗23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.
Nejste přihlášen(a). Přihlásit
Stránky: 1
Ahoj,
je pravda, že tahle otázka souvisí s mojí diplomkou, ale vzhledem k tomu, že tohle téma se bere už na střední škole, zařadil jsem jej zde.
V diplomce měřím tloušťky a přilnavosti povlaku. Mám celkem čtyři vzorky, na kterých to měřím. Ty hodnoty, zejména tloušťky se obecně velice liší (cca od 200 do 800 mikrometrů). Chtěl bych tuto odlišnost popsat nějak matematicky a zároveň odlišnosti jednotlivých vzorků porovnat.
Napadlo mě pro každé měření spočítat aritmetický průměr a taky směrodatnou odchylku, která by tu odlišnost od střední hodnoty měla popisovat. Narazil jsem na to, že existuje taky výběrová směrodatná odchylka. No narazil... V protokolech jsme vždy počítali s tou výběrovou, která má ve jmenovateli n-1 a přitom ji označovali jako "pouze" směrodatnou odchylku. Někde jsem našel strohé srovnání, ale úplně jsem z toho nepochopil, pro jaké aplikace se vlastně liší.
A proto by mě zajímalo. Přijde Vám pro to srovnání vhodné použít směrodatnou odchylku, popř. raději výběrovou? Docela by se mi hodilo, vzhledem k tomu srovnávání jednotlivých vzorků, jí vyjádřit procentuálně vůči aritmetickému průměru. Je to matematický korektní?
Jinak nepíšu vůbec matematickou diplomku, jde o strojařské téma, proto mi jde spíš o jednodušší metody.
Mockrát děkuju.
Offline

↑ WRC:
Ahoj,
v popsanem pripade chces pouzit vyberovou smerodatnou odchylku, protoze obe veliciny (prumer a smerodatnou odchylku) jenom odhadujes z mereni.
Kdybys chtel rozumet tomu, proc to tak je, doporucuju precist si o Besselove korekci, predevsim odstavec Source of bias. Na zaver si jeste rozklikni Proof of correctness – Alternative 3, kde je vysvetlujici odstavec Intuition.
Offline
Ahoj, díky "nejsem_tonda",
ale chtěl bych se zeptat ještě na jednu obdobnou věc. V diplomce měřím kromě tloušťky ještě přilnavost povlaku. Měřím celkem čtyři vzorky, pro každý vzorek celkem tři měření přilnavosti. U dvou vzorku (s označením 1 a 4), vyšla přilnavost okolo 15 MPa, u dalších dvou (2 a 3) okolo 5 MPa. To se bavím o průměrných hodnotách, které mi u každého vzorku z třech naměřených hodnot vyšly. To znamená, že přilnavost u dvojice vzorků 1 a 4 vyšla zhruba třikrát vyšší než u dvojice vzorků 2 a 3.
Naměřené hodnoty pro každý jeden vzorek se však moc neliší, určitě oproti tomu, že rozdíl přilnavostí mezi dvojicemi vzorků je zhruba trojnásobný. Abych to slovní spojení "moc neliší" nějak převedl do matematiky, napadlo mě, že bych pro tyto měření taky vypočetl variační koeficient. Potom můžu říct, že variační koeficienty všech čtyřech měření dosahují hodnot v intervalu od 12 do 28%. A tedy kolísavost naměřených hodnot každého jednoho vzorku je nepoměrně nižší než procentuální rozdíl mezi dvojicemi vzorků, kdy se přilnavost liší zhruba o 200% (15 a 5 MPa). Pokud jste mě doteď nepochopil, tak tím chci říct, že naměřené hodnoty v rámci jednoho vzorku se relativně shodují a proto je pravděpodobné, že ona nezvykle nízká přilnavost okolo 5 MPa opravdu charakterizuje plochu celého vzorku.
Teď ale otázka. Můžu počítat a porovnávat jednotlivé variační koeficienty, když mám pro jeho výpočet pouze tři hodnoty?
Pokud ne. Jak byste tu relativně "malou kolísavost naměřených hodnot" popsali jinak?
Mockrát děkuji, snad se někdo ozve.
Offline
Ta výběrová směrodatná odchylka je odhadem té skutečné, pokud máš k dispozici jen málo vzorků. A měl by to být nejlepší odhad, co se dá z daných hodnot určit. Takže ano - používej ten vzorec, kde je (n-1), protože dává nejlepší odhad.
Když bys měl měření hodně, tak je to víceméně jedno...ovšem pokud máš měření jen 4, a výsledky jsou v rozmezí 200-800, (jako například 200, 400, 600, 800) tak je na zvážení, jestli je nějaká statistika vůbec vhodná, a jestli zrovna Gaussovo rozložení. Protože když jsem si to zkoušel, vyšla mi střední hodnota 500 a ta odchylka v řádu 250, což znamená, že je dost nezanedbatelná pravděpodobnost, že bude tloušťka i záporná ... což je samozřejmě nesmysl).
Že se tak ptám ... ty vzorky měly být jako stejné, nebo měl být každý jiný?
Ono když si řeknu, že si uříznu 4 tyčky, každou jinak dlouhou (jako třeba 5cm, 50cm, 2m, 4m), tak nedává žádný velký smysl z toho dělat průměr a odchylku. Smysl by to dávalo, když by všechny tyčky měly být stejné, a tohle byla chyba výroby.
Ale dělat nějakou statistiku z hodnot, které sis předtím sám zvolil, je v podstatě blbost...
Offline
Ahoj, díky za reakci. Nepochopil si mě úplně správně (nebo jsem se špatně vyjádřil). Zkusím to napsat srozumitelněji.
Mám celkem čtyři vzorky (označeny 1, 2, 3 a 4). Jsou to ocelové L-profily o rozměrech 150x150-500 s tloušťkou stěny 12 mm, na které byl nanesen zinkový povlak.
U každého vzorku jsem změřil celkem 20x tloušťku povlaku (nedestruktivní magnetickou metodou), to odpovídá tomu intervalu naměřených hodnot od 200 do 800. Abych matematicky vyjádřil, že se tyto naměřené hodnoty (20 pro každý vzorek, tzn. 80 celkem) hodně liší, udělal jsem výpočet směrodatné odchylky a abych to měl procentuálně (protože aritmetické průměry tlouštěk pro každý vzorek se liší), vypočetl jsem a srovnal variační koeficenty (které vycházejí cca kolem 25%).
Pak jsem měřil přilnavost toho povlaku (a tu zmiňují ve svém druhém zdejším příspěvku). U vzorku 1 a 4 mi vyšly průměrné přilnavosti okolo 15 MPa (15,04 MPa a 14,16 MPa) u vzorků 2 a 3 okolo 5 MPa (4,49 MPa a 5,13 MPa). Ty čtyři profily jsou jinak úplně identické a povlaky by měly být také, tzn. že by se měly shodovat i jejich přilnavosti, jelikož jejich nanesení spadá pod jeden technologický postup (žárový nástřik). "Nesedí" hodnoty okolo 5 MPa, protože taková hodnota přilnavosti není u těchto typů povlaků běžná. "V normě" jsou ty hodnoty okolo 15 MPa.
Přilnavost se měří tak, že se na povlakovanou plochu vzorku nalepí tzv. terč, nechá se den zaschnout a pak se pomocí trhacího stroje měří síla, při které se to odtrhlo a převede na MPa dle plochy terče. Abych vyloučil to, že jsem zrovna v případě těch šesti měření (pro vzorky 2 a 3) nenalepil terč do místa, kde byla z nějakého důvodu lokálně nižší přilnavost, ale odpovídá přilnavosti pro celu plochu povlaku vzorku, napadlo mě udělat taky statistiku. Naměřené hodnoty přilnavostí okolo 5 MPa se totiž "docela" shodují (u vzorku 2 naměřeno - 5,37; 3,89; 4,21 Mpa, u vzorku 3 naměřeno - 4,16; 4,44; 6,8 MPa =>var. koef. z těch třech měření pro vzorek 2=17,34%, pro vzorek 3=28,25 %). Abych to "docela" nějak matematicky popsal, spočítal jsem ten variační koeficient. Tzn. kolísavost naměřených hodnot pro každý jeden vzorek je procentuálně nepoměrně nižší než procentuální rozdíl mezi přilnavostí dvojicí vzorku (15 a 5 MPa = tzn. 200% rozdíl).
Offline
↑ WRC:Velkých odchylek mezi jednotlivými vzorky bylo shledáno při měření přilnavosti odtrhovou zkouškou, kdy u vzorku 2 a 3 byly naměřeny a následně vyhodnoceny průměrné hodnoty okolo 5 MPa (4,49 MPa a 5,13 MPa), kdežto u vzorků 1 a 4 hodnoty téměř 3x větší (14,28 MPa a 15,04 MPa). Nižší hodnoty, okolo 5 MPa neodpovídají běžným přilnavostem, které povlaky nanesené metalizaci elektrickým obloukem běžně dosahují. Vzhledem k tomu, že kolísavost naměřených hodnot v rámci každého jednoho vzorku (vyjádřena pomocí variačního koeficientu v intervalu od 12 do 28 %) je nepoměrně nižší než procentuální rozdíl mezi dvojicemi vzorků 1,4 a 2,3, není pravděpodobné, že by tyto nezvykle nízké hodnoty (u vzorků 2 a 3) byly naměřeny např. z důvodu nalepení zkušebních terčů do míst s lokálně nižší přilnavostí, ale pravděpodobně opravdu charakterizují přilnavost pro celý vzorek.
Takto jsem to popsal v závěru.
Offline
Stránky: 1