2020-04-20
110
В цьому розділі проводиться обробка результатів прямих багатократних вимірювань з незалежними рівно точними спостереженнями діаметру росточки захвата елеватора.
Задані результати серії (групи, ряду) спостережень фізичної величини L постійного розміру (діаметру). Позначимо їх Di, 
, де 
- число спостережень в серії. Результати спостережень вважаються незалежними (за умовами експерименту). У загальному випадку вони можуть містити систематичну і випадкову похибку, що становлять погрішності вимірювань.
Дано Р=0,95; n=20; 
= ±1.42 
Зведемо результати спостережень в таблицю 4.1:
Таблиця 4.1 – Результати експерименту.
| Номер експерименту, і | Результати експерименту, Di., мм |
| 1 | 2 |
| 1 | 91,67 |
| 2 | 91,69 |
| 3 | 91,76 |
| 4 | 91,62 |
| 5 | 91,73 |
| 6 | 91,79 |
| 7 | 91,70 |
| 8 | 91,79 |
| 9 | 91,71 |
| 10 | 91,64 |
| 11 | 91,73 |
| 12 | 91,67 |
| 13 | 91,73 |
| 14 | 91,73 |
| 15 | 91,68 |
| 16 | 91,64 |
| 17 | 91,71 |
| 18 | 91,71 |
| 19 | 91,80 |
| 20 | 91,68 |
Аналізуємо серію результатів спостережень на наявність промахів. Якщо вони є, то їх виключаємо з подальшої обробки. В нашому випадку промахи відсутні.
Перевіримо відповідність експериментального закону розподілу результатів спостережень Di нормальному. Для цього використовують різні критерії згоди, серед яких найбільш широке застосування знаходить складений критерій.
Складений критерій включає два незалежні критерії, їх позначають І і ІІ. Перший з цих критеріїв (критерій I) забезпечує перевірку відповідності розподілу експериментальних даних нормальному закону поблизу центру розподілу, а другий критерій (критерій II) - на краях розподілу. Якщо при перевірці не задовольняється хоч би один з цих критеріїв, то гіпотеза про нормальність розподілу результатів спостережень відкидається.
Для перевірки гіпотези про нормальність розподілу початкової серії результатів спостережень по критерію I обчислюють параметр який визначається співвідношенням.
, (4.1)
де 
- середнє арифметичне результатів спостережень 
, 
визначається за формулою;
(4.2)
-зміщена оцінка СКВ результатів спостережень Dі.
(4.3)
Розрахуємо середнє арифметичне 
відповідно до співвідношення (4.2), і отримаємо =91.709 мм.
Для полегшення подальших розрахунків зведемо 
і 
в таблицю 4.2.
Таблиця 4.2.
| і |  , мм
| , мм2
|
| 1 | 0,039 | 0,001521 |
| 2 | 0,019 | 0,000361 |
| 3 | 0,051 | 0,002601 |
| 4 | 0,089 | 0,007921 |
| 5 | 0,021 | 0,000441 |
| 6 | 0,081 | 0,006561 |
| 7 | 0,009 | 0,000081 |
| 8 | 0,081 | 0,006561 |
| 9 | 0,001 | 0,000001 |
| 10 | 0,069 | 0,004761 |
| 11 | 0,021 | 0,000441 |
| 12 | 0,039 | 0,001521 |
| 13 | 0,021 | 0,000441 |
| 14 | 0,021 | 0,000441 |
| 15 | 0,029 | 0,000841 |
| 16 | 0,069 | 0,004761 |
| 17 | 0,001 | 0,000001 |
| 18 | 0,001 | 0,000001 |
| 19 | 0,091 | 0,008281 |
| 20 | 0,029 | 0,000841 |
=0 мм
=0,782 мм
=0,0484 мм2.
Розрахуємо зміщену оцінку СКВ 
відповідно до співвідношення (4.3):
0,04918 мм.
Розрахуємо параметр d відповідно до співвідношення (4.1):
0,79498.
Результати спостережень Di вважаються за розподілені по нормальному закону, якщо виконується умова.
d 
(4.4)
де 
- квантилі розподілу параметра d, які знаходимо по таблиці П.1 (додаток 1) значень α - процентних точок розподілу параметра d, за заданим обсягом вибірки n і прийнятому для критерію I рівню значущості α1.
Приймемо α1 і α2 так, щоб виконалася умова α≤α1+α2, де α=1-Р=1-0,95=0,05. Візьмемо α1=0,10 і α2=0,02.
При n=20 і α1=0,10 виконаємо квадратичну інтерполяцію, знайдемо 
за допомогою формули.
Y=Y1+ 
(4.5)
де Y - шукане значення параметра для X=n=20;
Y1 - значение параметра відповідне X1=n1=16;
Y2 - значение параметра відповідне X2=n2=21.
Для зручного обчислення зведемо дані П.1 додатка у таблицю 4.3
Таблиця 4.3
| n | 
|
| 16 | 0,8884 |
| 20 | Y |
| 20 | 0,8768 |
Для знаходження 
проведемо інтерполяцію по формулі (4.5).
Y= 
=0,87912.
Отже =0,87912.
Для зручного обчислення зведемо дані П.1 додатка у таблицю 4.4
Таблиця 4.4
| n | 
|
| 16 | 0,7236 |
| 20 | Y |
| 20 | 0,7304 |
Для знаходження 
проведемо інтерполяцію по формулі (4.5).
Y= 
=0,72904.
Отже =0,72904.
Перевіримо умову (4.4):
0,72904<0,79498<0,87912.
Оскільки воно виконується, переходиться до критерію II.
Відповідно до критерію II результати спостережень Di належать нормальному закону розподілу, якщо не більш за m різниць перевершили значення 
:
де 
- незміщена оцінка СКВ результатів спостережень Li обчислюється за формулою;
(4.6)
- верхня квантиль розподілу інтегральної функції нормованого нормального розподілу, відповідна довірчій вірогідності Р2.
мм.
Значення m і Р2 знаходимо по числу спостережень n і рівню значущості α2 для критерію II по таблиці П.2 (додаток 1). Потім обчислюємо за формулою:
= 
(4.7)
Для n=20 і α2=0,02, маємо m=1 і Р2=0,99.
= = 
.
По таблиці П.3 (додатки 2) інтегральної функції нормованого розподілу знаходимо 
, відповідне обчисленому значенню функції 
.
Для 
= 
=0,995 виконаємо квадратичну інтерполяцію, знайдемо за допомогою формули.
Z=Z1+ 
, (4.8)
де Z - шукане значення для функції 
= 
=0,995;
Z1 - значение відповідне функції 
= =0,9949;
Z2 - значение 
відповідне функції 
= 
=0,9952.
Для зручного обчислення зведемо дані в таблицю 4.5
Таблиця 4.5.
| 
|
| 2,81 | 0,9949 |
| Z | 0,9950 |
| 2,82 | 0,9952 |
Інтерполюємо по формулі (4.8):
Z=2,81+ 
=2,8133.
Отже 
=2,8133.
= 
·2,8133=0,14196 мм.
Значення 
жодного разу не перевершили значення 
=0,14196 мм, отже, розподіл результатів спостережень задовольняє і критерію II.
Висновок: експериментальний закон розподілу відповідає нормальному закону.
Проведемо перевірку грубих похибок результатів спостережень або, по-іншому, оцінку анормальності окремих результатів спостережень. Для цього:
а) складемо впорядкований ряд результатів спостережень, розташуємо початкові елементи в порядку зростання і виконаємо їх пере нумерацію, як показано в таблиці 4.6:
Таблиця 4.6
| Номер експерименту, i | Результат експерименту, Di, мм |
| 1 | 2 |
| 1 | 91,62 |
| 2 | 91,64 |
| 3 | 91,64 |
| 4 | 91,67 |
| 5 | 91,67 |
| 6 | 91,68 |
| 7 | 91,68 |
| 8 | 91,69 |
| 9 | 91,70 |
| 10 | 91,71 |
| 11 | 91,71 |
| 12 | 91,71 |
| 13 | 91,73 |
| 14 | 91,73 |
| 15 | 91,73 |
| 16 | 91,73 |
| 17 | 91,76 |
| 18 | 91,79 |
| 19 | 91,79 |
| 20 | 91,80 |
б) для крайніх членів (результатів спостережень) впорядкованого ряду D1 і D20, які найбільш віддалені від центру розподілу (визначуваного як середнє арифметичне 
цього ряду) і тому з найбільшою вірогідністю можуть містити грубі похибки, знайдемо модулі різниць 
, 
, і для більшого обчислимо параметр t, який визначається співвідношенням.
t= 
(4.9)
де 
- найбільше значення 
при 
;
= 
мм;
= 
мм;
t= 
.
в) по таблиці П.4 (додаток 3) значень параметра tТ, входом якої є число елементів вибірки n і задана довірча ймовірність Р (або рівень значущості α), знайдемо теоретичне або граничне значення параметра tТ і порівняємо його з обчисленим фактичним значенням параметра t.
Отже для n=20, Р=0,95 (α=1-Р=1-0,95=0,05) маємо tТ=2,623.
Критерієм анормальності результату спостережень Li є умова t 
tТ. Оскільки не виконується ця умова 1,803 2,623, то елемент вибірки не виключається з розгляду.
Обчислимо незміщену оцінку СКВ результату вимірювання відповідно до виразу.
(4.10)
=0,01128 мм.
Визначимо довірчі межі 
випадкової складової похибки вимірювань з багатократними спостереженнями залежно від числа спостережень n у вибірці.
Межі 
довірчого інтервалу обчислюють за формулою.
=±ts 
(4.11)
де ts - коефіцієнт Стьюдента, який визначається на підставі розподілу Стьюдента (таблиця П.5, додаток 4) по заданій довірчій ймовірності Р або рівню значущості α і числу ступенів свободи ks=n-1.
Отже для ks=20-1=19 і Р=0,95 маємо ts=2,093.
=±2,093·0,01128=0,02362 мм.
Визначимо довірчі межі 
сумарної не виключеної систематичної складової похибки результату вимірювань з багаторазовими спостереженнями обчислюється за формулою.
, (4.12)
=±1,42·0,01128=±0,01602 мм.
Визначимо довірчі межі 
сумарної (повною) погрішності вимірювань з багатократними спостереженнями.
Обчислення основане на співвідношенні між СКО 
випадкової складової і довірчими межами невиключеної систематичної складової похибки вимірювань з багатократними спостереженнями.
=1,42.
При 0,8≤ 
≤8 довірчі межі сумарної похибки вимірювань з багатократними спостереженнями визначаються по формулі.
Результат вимірювань з багатократними спостереженнями записується у вигляді:
(4.14);
D=(91,71±0,04) мм, при Р=0,95.
ОХОРОНА ПРАЦІ
5.1 Загальні питання охорони праці
5.1.1 Сучасне виробництво характеризується наявністю різноманітних енергетичних систем з небезпечними для оточуючого середовища та людини чинниками, складними технологічними системами із значною кількістю рухомих і ріжучих елементів, високими рівнями загазованості та пилу тощо. Навіть звичайна праця у бухгалтерії або у науковому відділі вже стає небезпечною для здоров’я працівника, тому що при цьому використовуються персональні обчислювальні машини (ПЕОМ), факси, ксерокси та інші прилади, без яких сучасна професійна діяльність неможлива, але всі вони мають високо небезпечні для людини фактори, які у відповідних умовах впливають негативно.
Охорона праці – система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів і засобів, спрямованих на охорону здоров'я й працездатності людини в процесі праці [1].
Охорона праці повинна здійснюватися на глибокій науковій основі, що становлять наступні умови: впровадження нової безпечної техніки, прогресивні методи організації праці й технології виробництва, комплексна механізація, застосування захисних засобів і пристосувань, що забезпечують зниження травматизму.
В умовах суцільної електрифікації особливого значення набуває проблема електробезпечності.
У даному розділі розглянуті питання охорони праці, щодо забезпечення безпечних умов під час науково-дослідницької роботи.
Для персоналу, який працює з електрообладнанням, найважливішим питанням охорони праці є електробезпека, яка являє собою систему організаційних і технічних засобів, що забезпечують захист людей від шкідливого та небезпечного впливу електричного впливу.
Приміщення лабораторії відноситься до приміщень без підвищеної небезпеки ураження електричним струмом, оскільки відсутні висока вологість і температура, немає хімічно-активного середовища [2].
Однак варто дотримуватись вимог електробезпечності при експлуатації приладів, світильників, комп¢ютерів. В приміщенні знаходяться 1 комп’ютера, один принтер фірми Epson, один кондиціонер LG, які живляться від напруги 220 В.
Проводка в приміщенні схована, що зводить ризик одержання електротравми до мінімуму. Також використовується загальний контур заземлення всього будинку. Опір заземлення складає 3,4 Ом. Даний показник допустимий за нормативами. У приміщенні є 5 розеток напругою 220 В, які розташовані на відстані 0,7 м від підлоги.
Експлуатаційними заходами електробезпечності є дотримання правил техніки безпеки при роботі з високою напругою і наступних запобіжних заходів:
1 не підключати і не відключати рознімання кабелів при включеній напрузі мережі;
2 ремонтні роботи проводяться тільки при виключеному живленні мережі.
5.1.2 Науково-дослідницька робота відбувається в лабораторії, геометричні розміри якої рівні: ширина 5,0 м, висота 3,0 м, довжина 5,0м. На одне працюючого по нормативах доводиться 6 м2 площі й 20 м3 обсягу [3].
Приміщення знаходиться на другому поверсі 2-х поверхового цегляного будинку. Будинок, у якому знаходиться приміщення, відноситься до II ступеня по вогнестійкості [4].
За характером навколишнього середовища приміщення відноситься до класу нормальних. До нормального відносять сухі приміщення, у яких відсутні ознаки, властиві приміщенням спекотним, пильним середовищем [5].
За способом захисту від поразки електричним струмом обслуговуючого персоналу приймаємо перший клас захисту, тому що прилад має робочу ізоляцію й елементи заземлення. По пожежо-вибуховій небезпеці приміщення лабораторії характеризується наступними показниками:
а) категорія В – пожежонебезпечне, тому що характеризується наявністю твердих і спаленних речовин і матеріалів [6].
б) клас П-II, П-IIа, тому що приміщення містить тверді або волокнисті речовини [5].
в) дослідження проводилися в приміщенні, виконаному переважно з залізобетону, які ставляться до неспалених матеріалів, по ступені вогнестійкості ставляться до II ступеня [6].
Джерела використовуваної електроенергії:
1. комп'ютер – 660 Вт;
2. лампи – 320 Вт.
В приміщенні частота струму – 50 Гц, рід використовуваного струму – змінний, напруга – 220 В, режим нейтралі – глухо заземлення 6 кВ.
Під час науково – дослідницької роботи використовуємо такі прилади, як: комп'ютер, принтер, сканер.
5.1.3 Аналіз небезпечних і шкідливих виробничих факторів, наявних під час науково – дослідницької роботи, наведені в таблиці 5.1
Таблиця 1.1 – Небезпечні й шкідливі фактори у виробничому приміщенні
| Найменування фактора | Джерело небезпеки | Характер дії на організм людини | Нормована величина та її значення | Нормативні документи |
| Шум | Вентилятор | Фізіологічна дія, шумова хвороба | Рівень звукового тиску, LА, дБА;Lp, дБ LА = 60 дБА | ГОСТ 12.1.003-83* [7] |
| Висока напруга, 220 В | Блок живлення | Термічна, електролітична, механічна, | Змінний постійний Ih, мА 1. Пороговий. | ГОСТ 12.1.038-82* [8] |
| біологічна дія | відчутній, 0,6 – 1,6 мА 5 – 7 мА 2.Пороговий невідпускаюч 10 – 15 мА 50 – 80 мА 3. Фібріляційний 100 мА 300 мА | |||
| Недолік природного освітлення. | Неправильне розташування вікон | Стомлення зорового аналізатора. | Коефіцієнт природної освітленості (КПО), % | ДВН В.2.5-28-2006 СНиП II-4-79 [9, 10] |
| Недолік штучного освітлення. | Неправильне планування штучної системи освітлення | Стомлення зорового аналізатора. | Мінімальна освітленість, Еmin | СНиП II-4-79 [10] |
| Коефіцієнт пульсації газорозрядних ламп | Неповна расфазіровка світильників | Стомлення зорового аналізатора | КП, % | СНиП II-4-79 [10] |
| Вібрація | Вентиляційна система | Вібраційна хвороба, дія на центральну нервову систему | Віброприскорення, м/с2; віброшвидкість, м/с або їх рівні LА, LV, дБ; LV = 75 дБ | ГОСТ 12.1.012-90 [11] |
Промислова санітарія
Метеорологічні умови обрані відповідно до вимог ГОСТ 12.1.05-88 [12], ДСН 3.3.6.042-99 [13] з урахуванням категорії робіт з енерговитрат при виконанні відповідних технологічних операцій та період року.
Робота дослідника ставиться до категорії 1-а легка фізична, тому що не вимагає фізичних навантажень, тому, вибираємо оптимальні норми температури, відносній вологості й швидкості руху повітря. Ці норми представлені в таблиці 5.2
Для підтримки параметрів на необхідному рівні застосовуються кондиціонування, вентиляція (у теплу пору року) і центральне опалення в холодну пору року згідно СНиП 2.04.05–92 [14].
Таблиця 5.2 – Оптимальні норми параметрів мікроклімату робочого місця
| Період року | Категорія робіт | Температура повітря, °С | Відносна вологість, % | Рухливість повітря, м/с |
| Холодний | Легка 1а | 22 – 24 | 40 – 60 | 0,1 |
| Теплий | Легка 1а | 23 – 25 | 40 – 60 | 0,1 |
У лабораторії, де проводиться під час науково-дослідницької роботи передбачена природна й штучна (загально-обмінна, припливно-витяжна) вентиляціі.
Характер опалення – центральне, водяне й відповідає вимогам санітарних норм.
Виробниче освітлення
Характеристика зорової роботи з урахуванням найменшого об'єкта розрізнення в цьому випадку є дуже малої точності, тому що об'єктом розрізнення є розмір літер на моніторі комп’ютера [10].
Раціональне освітлення є одним з найважливіших факторів у боротьбі з виробничим травматизмом. Правильна організація освітлення створює сприятливі умови праці, підвищує працездатність.
Всі виробничі приміщення з постійним знаходженням у них людей, відповідно до санітарних норм і правилами, мають природне освітлення. У нашому випадку використається бічне оконне освітлення.
Природне освітлення виражається через коефіцієнт природної освітленності. Розряд зорових робіт – III. Для міста Харкова (IV-й пояс світлового клімату) нормоване значення КПО визначається по формулі 5.1:
eIV=eIII×m×c, (5.1)
де eIII – нормативний коефіцієнт природної освітленості, для четвертого пояса світлового клімату становить 2 % (для міст України);
m – коефіцієнт світлового клімату, становить 0,9;
с – коефіцієнт сонячності клімату, становить 1,0.
Таким чином, значення КПО для природного освітлення (IV пояс):
У лабораторії застосовується комбіноване освітлення, як штучне джерело світла рекомендується використати люмінесцентні лампи типу ЛБ40-4 тип світильника ЛСП 012×40. Для освітлення лабораторії передбачені стельові світильники із двома лампами.
Так як науково-дослідницька робота проходить під час експлуатації обладнення, треба забезпечити міри електробезпечності за допомогою:
– занулення;
– захисне відключення;
– ізоляційні засоби (гумові коврики);
– конструктивний захист від дотику людини до струмоведучих частин електроустановок (кожухи, блокування, сигналізація) і т.д.
Пожежна безпека
Пожежна безпека – стан об'єкта, при якому із установленою ймовірністю виключається можливість виникнення й розвитку пожежі, а також забезпечується захист матеріальних цінностей і людей.
Відповідно ГОСТ 12.1.004-91 [15] пожежна безпека в лабораторії забезпечується системами протипожежного захисту, запобігання пожежі й організаційно-технічних заходів.
Захід системи протипожежного захисту:
1) наявність засобів повідомлення про пожежу (електрична пожежна сигналізація, телефонний зв'язок і т.п);
2) застосування засобів пожежогасіння (зовнішній водопровід, внутрішній водопровід);
3) первинні засоби пожежегасіння:
– вуглекислотні вогнегасники ВВК - 2А, 1 шт.;
– повітрянно-пінні вогнегасники ППВ -10, 1 шт.;
– ящик з піском;
– волок.
Під час науково – дослідницької роботи не супроводжується забрудненням навколишнього середовища.
З усього вище зазначеного можна зробити висновок, що правильна організація робочого місця створює сприятливі умови праці і підвищує працездатність.
Перелік Джерел інформації
1. Закон України «Про охорону пращ», листопад 2002 р.
2. ПУЭ-87. – Москва:Енергоатоміздат, 1987.
3. НПАОП 0.00-1.31-99. Правила охрони праці при експлуатації електронно-обчислювальних машин. - Діє 01.01.00.
4. ДБНВ.1.1 -7-2002 Пожежна безпека об'ектів будівництва. – Дієз 01.01.03.
5. Долин П. А. Справочник по технике безопасности. - Энергоатомиздат, 1984-824с.
6. НАПБ Б 07.005 - 86. Определение категорий помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности. - Действует с 01.01.87.
7. ГОСТ 12.1.003-83*, ССБТ. Шум. Общие требования безопасности. - Введ. 01.07.1989.
8. ГОСТ 12.1.038 - 82*. ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжения прикосновения и токов. - Введен 01.01.88.
9. ДВН В.2.5-28-2006 Інженерне обладнання будівель та споруд. Природне і штучне освітлення. – К.: МашбудУкр.
10. СНиП II-4-79. Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования. - М: Стройиздат, 1980. – 110 с.
11. ГОСТ 12.1.012. – 90 Вибрационная безопасность. Общие требования.
12. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. -Введ. 01.01.89.
13. ДСН 3.3.6.042-99 Санітарні норми мікроклімату виробничих примщень. - К., 2000
14. СНиП 2.04.05-92 Нормы проектирования. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха – М.: Стройиздат, 1992 г.
15. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования. - Введ. 01. 07. 92.
