Tài liệu Đề cương ôn tập chi tiết phương pháp nghiên cứu thực nghiệm pptx

Tại sao việc phân tích độ không ổn định lại quan trọng trong giai đoạn ban đầu khi lập kế hoạch thực nghiệm?. Bằng cách nào mà việc phân tích độ không ổn định lại có thể làm giảm độ khôn

Trường đại học kỹ thuật công nghiệp

Khoa cơ khí

Bộ môn:Dụng cụ cắt vật liệu kỹ thuật

đề cương ôn tập chi tiết

PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU THỰC NGHIỆM

(PPNCTN)

(2 tín chỉ)

Dành cho đào tạo theo tín chỉ ngành cơ khí chế tạo máy – HỆ CHẤT LƯỢNG CAO

Biên soạn: GVC Ths cao thanh long

Trưởng bộ môn

Thái nguyên – 05/2008

CÂU HỎI THẢO LUẬN VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 1

1 Thực nghiệm và thí nghiệm là gì? Vai trò của thực nghiệm trong công tác nghiên cứu khoa học?

2 Tại sao nói: Trong kỹ thuật, chỉ có thực nghiệm mới cho chúng ta kết quả chính xác để kiểm định chân lý khoa học?

3 Nêu khái niệm về phép thử và biến cố?

4 Trình bày quan hệ giữa các biến cố? Mô tả các quan hệ này bằng hình học nếu có thể?

5 Có hai người cùng bắn mỗi người một viên đạn vào bia Gọi Ai = { người thứ i bắn trúng bia}, i = 1, 2 Có bao nhiêu biến cố có thể xảy ra Hãy viết các biến cố đó qua A1, A2

6 Hai chiến sĩ tự vệ là A và B cùng bắn vào một mục tiêu một cách độc lập với nhau Xác suất trúng đích của A là 0.6 còn của B là 0.5 Tìm khả năng xảy ra các tình huống sau: a) A bắn trúng đích ngay trong ba phát đầu

b) Chỉ đến phát thứ 3, B mới bắn trúng đích

c) A và B cùng bắn trúng đích khi mỗi người chỉ bắn một viên đạn

d) Ít nhất có một người bắn trúng đích khi mỗi người chỉ được bắn một phát đạn

7 Bắn liên tiếp vào một mục tiêu cho đến khi có một viên đạn đầu tiên trúng bia thì ngừng bắn Tìm xác suất sao cho phải bắn đến viên thứ 4 đạn mới trúng mục tiêu, biết rằng xác suất trúng mục tiêu mỗi lần bắn là như nhau và bằng 0.25

8 Một chứa 03 bi màu trắng, 07 bi màu vàng và 15 bi màu tím Một hộp khác chứa 09 bi màu trắng, 06 bi màu vàng và 10 bi màu tím Lấy ngẫu nhiên từ mỗi hộp một viên bi Tìm xác xuất để hai viên bi lấy ra cùng màu nhau?

9 Trình bày ý nghĩa của độ nhạy, độ chính xác và độ nét?

10 Phân biệt sự khác biệt giữa thứ nguyên và đơn vị đo? Lấy ví dụ minh họa?

11 Tại sao việc hiệu chuẩn / khắc vạch một dụng cụ đo là cần thiết?

12 Tại sao lại cần có các tiêu chuẩn đo lường và cho biết ý nghĩa của việc tiêu chuẩn hóa?

13 Trình bày ý nghĩa của phản hồi tần số?

14 Định nghĩa hằng số thời gian?

15 Loại tương thích trở kháng (tổng trở) nào được mong muốn cho (a) truyền công suất lớn nhất và (b) ảnh hưởng ít nhất đến thông số đầu ra của hệ thống?

16 Tại sao việc thu thập tài liệu hiện có lại quan trọng trong giai đoạn ban đầu khi lập kế hoạch thực nghiệm?

17 Tại sao việc phân tích độ không ổn định lại quan trọng trong giai đoạn ban đầu khi lập kế hoạch thực nghiệm?

18 Bằng cách nào mà việc phân tích độ không ổn định lại có thể làm giảm độ không ổn định thực nghiệm chung?

19 Thời gian khởi động là gì?

20 Ý nghĩa của hệ thống bậc không, bậc 1 và bậc 2?

21 Ý nghĩa của phản hồi trạng thái ổn định là gì?

22 Những thụng số nào ảnh hưởng đến hằng số thời gian trong hệ thống bậc nhất?

23 Phõn biệt độ chớnh xỏc và độ nột (độ chụm)?

24 Cho biết nguyờn tắc hiệu chuẩn một dụng cụ đo?

25 Để ý dụng cụ đo ỏp suất trờn hỡnh vẽ 1.1, hóy xỏc định cỏc bộ phận của nú tương ứng với cỏc khối trờn hỡnh 1.2? Nờu những nhận xột cần thiết (nếu cú)?

Biến số vật lý đo được

Bộ phận dò - chuyển đổi

Nguồn tín hiệu lấy chuẩn

tương ứng với giá trị đã

biết của biến số vật lý

Bộ phận trung gian

Nguồn nuôi

Bộ phận

điều khiển

Bộ phận chỉ thị

Bộ phận ghi Tín hiệu phản hồi

Tín hiệu chuyển đổi Tín hiệu điều chỉnh

Tín hiệu

đầu vμo

Tín hiệu

lấy chuẩn

Bộ phận đầu ra

Hình 1.2 Sơ đồ tổng quát hệ thống đo

0 10 20 30

Quạt răng

Lò xo tóc Bánh răng

Đĩa khắc độ

Đồng hồ chia độ

Bộ phận dò - chuyển đổi bằng ống Bourdon (mặt cắt ngang)

Tăng áp lực tạo ra sự dịch chuyển ống theo hướng nμy

Bộ phận điều chỉnh bánh răng hình quạt

áp lực Hình 1.1 áp kế ống Bourdon

26 Trỡnh bày cỏc giai đoạn trong một quỏ trỡnh nghiờn cứu thực nghiệm? Nội dung trỡnh bày trong bảng 1.3 nằm trong giai đoạn nào của quỏ trỡnh nghiờn cứu thực nghiệm?

CÂU HỎI ễN TẬP và BÀI TẬP CHƯƠNG 2

2.1 Sai số khỏc với độ khụng ổn định như thế nào?

2.2 Thế nào là sai số cố định và sai số ngẫu nhiờn?

2.3 Định nghĩa độ lệch chuẩn và phương sai?

2.4 Trong phõn bố sai số chuẩn, P(x) đại diện cho cỏi gỡ?

2.5 Tiờu chuẩn Chauvenet là gỡ? Áp dụng nú như thế nào?

2.6 Cho biết mục đớch của việc phõn tớch độ khụng ổn định?

2.7 Tại sao việc phõn tớch độ khụng ổn định lại cú vai trũ quan trọng trong giai đoạn ban đầu của việc lập kế hoạch thực nghiệm?

2.8 Bằng cỏch nào mà việc phõn tớch độ khụng ổn định lại cú thể làm giảm độ khụng ổn định chung?

2.9 Độ lệch chuẩn của giỏ trị trung bỡnh là gỡ?

2.10 Phõn tớch bỡnh phương cực tiểu là gỡ?

2.11 Hệ số tương quan là gỡ?

2.12 Phõn tớch hồi quy là gỡ?

2.13 Mức ý nghĩa và độ tin cậy là gỡ?

2.14 Phõn tớch thống kờ được sử dụng để đỏnh giỏ độ khụng ổn định như thế nào?

2.15 Phân bố t – Student được sử dụng như thế nào?

2.16 Test chi square được sử dụng như thế nào?

2.17 Phân tích thống kê được sử dụng để xác định số lần đo cần thực hiện ứng với mức tin cậy đã cho như thế nào?

2.18 Khi hệ số tương quan là 1.0, nó có nghĩa như thế nào?

2.19 Người ta đo giá trị của một điện trở 10 lần và nhận được các kết quả sau: 100, 100.9, 99.3, 99.9, 100.1, 100, và 100.5 Tính toán độ không ổn định của điện trở?

2.20 Đặt vào 1 điện trở một điện áp 110.2 V và cho dòng điện 5.3 A đi qua Độ không ổn định của điện áp là ±0.2V và của cường độ dòng điện là ±0.06A Tính công suất tiêu thụ trên điện trở và độ không ổn định của nó?

2.21 Một mảnh đất hình chữ nhật có các kích thước hai cạnh là 50.0 và 150 m Độ không ổn định của chiều dài 50 m Tính độ không ổn định mà với giá trị không ổn định này kích thước

150 m đo được sẽ đảm bảo độ không ổn định tổng cộng trên diện tích thửa đất không lớn hơn 150

% giá trị nó sẽ có nếu kích thước 150 m là chính xác?

m

01 0

±

2.22 Người ta muốn tạo ra một điện trở có trị số 50 Ω Phòng thí nghiệm hiện có 02 điện trở có trị số R1 =25Ω±0.08% và có 02 điện trở có trị số R2 =100Ω±0.01%

Hãy:

1) Cho biết sơ đồ đấu nối điện trở nào nên được sử dụng: đấu nối tiếp hai điện trở R1 hay đấu song song hai điện trở R2?

2) Tính toán độ không ổn định (giá trị tuyệt đối và tương đối) cho mỗi sơ đồ nối điện trở?

3) Nêu nhận xét về kết quả tính toán?

2.23 Có hai điện trở R1 và R2 được mắc theo kiểu (1) nối tiếp và kiểu (2) mắc song song Giá trị

đo được của hai điện trở là:

% 03 0 50

% 1 0 100 2

1

± Ω

=

± Ω

=

R

R

Hãy:

1) Vẽ sơ đồ và tính giá trị điện trở danh nghĩa cho cả hai kiểu mắc?

2) Tính toán độ không ổn định (tuyệt đối và tương đối) của điện trở tương đương (tổ hợp của R1 và R2) cho cả hai trường hợp?

3) Nêu nhận xét từ kết quả tính toán?

2.24 Một người tung chiếc móng ngựa đến đích cách chỗ người ném một khoảng cách là 30 ft kết quả các lần tung cho trong bảng sau:

Lần tung Độ lệch so với đích, ft Lần tung Độ lệch so với đích, ft

2 +3 7 -2.6

3 -4.2 8 +3.5

5 1.5 10 0

Trên cơ sở số liệu trên, ta có thể nói người chơi tốt hay kém? Bạn có lời khuyên gì cho người

chơi để cải thiện kết quả?

2.25 Giảng viên môn học “ Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm” cho biết kết quả điểm thi kết

thúc học phần của lớp KSCLC có kết quả trung bình cả lớp là 75 (điểm cao nhất có thể có là 100)

và kết quả thi của toàn lớp được phân bố như sau:

Nhóm A B C D F

Hãy xác định phần trăm phân bố của các điểm trên khi số sinh viên bị trượt lần lượt là 5, 10, và

15%?

2 26 Sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu để nhận được hàm quan hệ giữa biến y như là

hàm bậc 2 của biến x theo các số liệu nhận được khi thí nghiệm như sau:

y 1 2 3 4 5

2.27 Người ta cho rằng tỉ lệ phế phẩm của máy đùn cốc nhựa sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ mà tại đó

chiếc cốc được tạo thành Một loại các thử nghiệm để kiểm tra giả thiết này được tiến hành có kết

quả như sau:

Tổng số cốc

Trên cơ sở dữ liệu này, bạn có đồng ý với nhận định trên hay không?

2.28 Người ta tiến hành đo chiều dài một chi tiết và kết quả thu được như sau:

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

x, m 49.36 50.12 48.98 49.24 49.26 50.56 49.18 49.89 49.33 49.39

Tính toán độ lệch chuẩn, giá trị trung bình và độ không ổn định Sử dụng tiêu chuẩn Chauvenet

nếu cần

2.29 Ủy ban an toàn giao thông quyết định tiến hành khảo sát và phân tích ảnh hưởng của rượu

đến tai nạn giao thông Ủy ban thấy rằng 30% số lái xe trong khoảng thời gian từ 10 giờ đêm thứ

7 đến 2 giờ sáng Chủ nhật có sử dụng rượu Trong khoảng thời gian này, đã xảy ra 50 vụ tai nạn

giao thông Trong 50 vụ tai nạn này, 50 % lái xe trong tổng số 100 xe ô tô lưu thông trong

khoảng thời gian đó có uống rượu Từ những dữ kiện này, cho biết rượu có ảnh như thế nào đến tai nạn giao thông? Bạn có thể có cách gì tốt hơn để giải quyết bài toán này?

2.30 Thực hiện đo 100 lần chiều dài một chi tiết và nhân được giá trị trung bình là 6.823 cm, độ lệch chuẩn là 0.01 cm Có bao nhiêu lần đo mà kết quả nằm trong khoảng:

a) ±0.005cm b)±0.02cm c) ±0.05cm d) 0.001cm từ giá trị trung bình

CÂU HỎI ÔN TẬP CÁC CHƯƠNG 3, 4 VÀ 5

1 Tại sao lại cần nghiên cứu cách đo điện? Ý nghĩa của việc tìm ra quan hệ lực điện từ và dòng điện?

2 Tại sao hệ đếm cơ số 2 hay được sử dụng trong các thiết bị số? Một bạn biểu diễn số

55510 dưới dạng hệ 2 là 10001010112 ; một bạn khác biểu diễn dưới dạng

0101 0101 01012 ; Hãy giải thích các cách biểu diễn này; cách nào hay được dùng trong các thiết bị DAQ?

3 Theo bạn, có thể đo điện áp bằng thiết bị đo tương tự như thế nào? Có thể đo dòng điện,

đo điện trở bằng thiết bị đo số như thế nào?

4 So sánh ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của 2 loại cảm biến: cảm biến biến dạng - điện trở (Strain gage) và cảm biến áp điện (Piezoeletric transducer)?

5 Thiết bị đo LVDT là thiết bị đo số hay tương tự? LVDT có thể được dùng trong các ứng dụng đo các đại lượng nào? Giải thích cụ thể?

6 Các thiết bị đo momen xoắn hoạt động dựa trên nguyên lý gì? Theo bạn, tại sao cảm biến

áp điện (Piezoelectric) rất nhạy lại ít được dùng để đo momen xoắn?

7 Các thiết bị đo rung động có thể sử dụng các loại cảm biến nào? Tại sao cảm biến biến dạng (Strain gage) lại không được dùng để đo rung động?

8 Giải thích tại sao các cảm biến áp điện hay được sử dụng trong thiết bị đo rung động?

9 Khi sử dụng thiết bị DAQ để thu thập dữ liệu thí nghiệm, bạn cần quan tâm đến các thông

số nào? Tại sao? Cho ví dụ minh họa?

10 Một thiết bị DAQ 8 bit, có điện áp làm việc định mức từ -10 V đến + 10 V Hãy tính toán

độ phân giải thấp nhất của thiết bị Nếu bạn đo một tín hiệu điện áp hình sin có giá trị thay đổi từ min =-120 μV đến max =+150 mV; bạn sẽ xác lập dải điện áp đo thế nào? Khi này

độ phân giải đạt được là bao nhiêu? Nếu tín hiệu thay đổi với tần số 120 Hz, bạn sẽ chọn tần số lấy mẫu bằng bao nhiêu? Giải thích tại sao?

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 6

1) Tại sao danh sách các thuật ngữ lại cần thiết khi viết một báo cáo thí nghiệm hoặc trong một báo cáo khoa học?

2) Hãy viết một danh sách tài liệu tham khảo có thể chấp nhận được?

3) Mục đích của một tóm tắt báo cáo là gì?

4) Phần kết luận có khác biệt gì so với phần tóm tắt một báo cáo khoa học?

5) Tại sao không có mô hình thiết kế chung cho các dạng thí nghiệm?

6) Protocol trong khoa học tự nhiên và kỹ thuật được hiểu như thế nào?

7) Phân biệt sự khác nhau giữa dạng Nghiên cứu phát triển theo yêu cầu độc quyền của doanh nghiệp và dạng Nghiên cứu phát triển có kết quả mở

8) Hãy xếp các dạng nghiên cứu thực nghiệm (từ 1 đến 8) theo đặc tính dạng báo cáo hoặc

ấn phẩm mà người thực hiện nó sẽ công bố dưới một trong 8 dạng sau:

- Các báo cáo tại hội thảo khoa học, các bài báo đăng trên các tạp chí khoa học

- Báo cáo nội bộ, với từng phần có thể được công bố trên các tạp chí khoa học

- Kết quả mở bất kể công trình đã đăng kí phát minh hoặc được bảo hộ

- Các báo cáo nội bộ, một số chỉ được báo cáo trong phạm vi hẹp

- Báo cáo nội bộ hoặc báo cáo cho cơ quan điều hành

- Tài liệu dùng để quảng cáo, sản phẩm mẫu

- Báo cáo không chính thức

- Báo cáo nội bộ