ОЦЕНКА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ПАРАМЕТРОВ ШЕЛКОВИЧНЫХ КОКОНОВ

АННОТАЦИЯ

В статье предложены методики расчета расширенной неопределенности при определении качественных параметров шелковых коконов. Для определения качественных параметров шелковичных коконов предложены применение  неразрушающие статистические методы. В результате этого получают сигналы, анализируя и обрабатывая которые при помощи математических методов и программным обеспечением компьютера, можно определить такие качественные параметры как, объемную жесткость образца коконов, шелконосность коконов, степени зрелости коконов, толщину и плотности оболочки коконов. Приведены оценки расширенной неопределенности, рассчитанные на основе данных лабораторного исследования определения шелконосности, массы оболочки коконов тутового шелкопряда по массе кокона и толщине их оболочки урожая 2019-2021 гг. Приведено статистическое исследование взаимосвязи между средними значениями шелконосности коконов и расширенной неопределенностью при их определении.

ABSTRACT

The article proposes methods for calculating the expanded uncertainty in determining the qualitative parameters of silk cocoons. To determine the qualitative parameters of silk cocoons, the use of non-destructive statistical methods is proposed. As a result, signals are obtained, analyzing and processing them using mathematical methods and computer software, it is possible to determine such qualitative parameters as the volumetric rigidity of the cocoon sample, the silkiness of the cocoons, the degree of maturity of the cocoons, the thickness and density of the cocoon shell. The estimates of the expanded uncertainty are given, calculated on the basis of the data of a laboratory study of determining the silkiness, the mass of the shell of silkworm cocoons by the weight of the cocoon and the thickness of their shell of the 2019-2021 crop. A statistical study of the relationship between the average values of cocoon silkiness and the expanded uncertainty in their determination is given.

Ключевые слова: кокон, шелконосность, масса оболочки кокона, толщина оболочки кокона, оценка расширенной неопределенности.

Keywords: cocoon, silkworm, cocoon shell mass, cocoon shell thickness, extended uncertainty assessment.

Для повышения качества шелкового сырья имеет большое значение и считается необходимым контроль качества на всех этапах его производства. Отсутствие необходимых технических средств на основных процессах в гренопроизводстве, выкормке шелкопряда, на базах первичной обработки коконов и несовершенная технология не позволяют вывести отрасль на более высокий уровень. Одним из важных путей повышения народно - хозяйственного значения отрасли считается усовершенствование технологии производства грены и коконов тутового шелкопряда на основе комплексной механизации и автоматизации основных процессов в шелководстве [1]. В связи с этим актуальными задачами являются решение научных и практических вопросов увеличения производства коконного сырья, повышение его качества и разработка новых методов контроля качественных параметров шелковичных коконов и создание на их основе приборов и устройств.

В современной метрологической практике наряду с оценкой доверительных границ погрешности измерений все шире используется понятие “неопределенность результата измерения”. Это понятие учитывает не только вариативность измеряемого показателя, но и влияние различных факторов на результаты измерения [2,3].

Процесс оценивания и выражения значения измеряемой величины инеизбежно сопровождающую ее неопределенность можно представить в виде следующих восьми этапов: описание измеряемой величины и составление его модели; определение оцененных значений входных величин; оценивание стандартной неопределенности; анализ корреляций; расчет оценки выходной величины; оценивание суммарной стандартной неопределенности; оценивание расширенной неопределенности и составление отчета о неопределенности.

В связи с этим настоящая работа посвящена оценке неопределенности при измерении шелконосности, массы оболочки коконов тутового шелкопряда по массе кокона и толщине их оболочки на основе результатов исследования коконов тутового шелкопряда урожая 2019-2021 гг.

Образцы кокона (250 г) отбирают методом определения количества шелка по массе [4]. Измеряют массу оболочки кокона (M_об) и массу кокона (M_кок) этих выбранных коконов (таблица 1).

Рассчитав коэффициент корреляции Пирсона, можно определить, насколько их линейные отношения близки к прямой линии.

Коэффициент корреляции r определяется следующим образом:

                                                   (1)

где , – выбранное среднее значение, которое определяется следующим образом:

                                                          (2)

                                                          (3)

Таблица 1.

Определение коэффициента корреляции

Чем ближе коэффициент корреляции r к 1, тем ближе он к прямой линии, поэтому сумму можно записать в виде:

                                                                   (4)

где, a, b – коэффициенты выбранных сортов кокона.

Масса кокона прямо пропорциональна массе оболочки кокона, а масса оболочки кокона прямо пропорциональна толщине оболочки кокона. Коэффициенты “а” и “b” в уравнении наименьших квадратов  определяются следующим образом

                                                            (5)

                                                  (6)

где n – количество измерений (n=10), x=M_кок – масса кокона (г), y= M_об – масса оболочки кокона (г).

                                                     (7)

                                                     (8)

Определение коконов с расширенными неопределенностями измерения приведено в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты определения параметры шелковичных коконов и оценки неопределенности экспериментальных исследований

u_A - Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу A;

u_B - Стандартная неопределенность, оцениваемая по типу В;

u(x) - стандартная неопределенность измерений;

c_x - коэффициент чувствительности;

u_c - Суммарная стандартная неопределенность;

U - Расширенная неопределенность;

Y - Результат.

Стандартная неопределенность типа А:

                                        (9)

Стандартная неопределенность типа B:

- Погрешность стандартных измерений:

                                           (10)

- Общая стандартная неопределенность:

           (11)

Из расчетов, приведенных в табл. 2, видно, что шелконосность, определенный по взрезки коконов, отличаются на ±0,188 от шелконосности коконов, рассчитанных по предложенным формулам.

График зависимости массы оболочки кокона от массы кокона показан на рисунке 1. По оси ординат отложена масса оболочки кокона М_обол (г), а по оси абцисс - величина массы кокона М_кок (г) живых коконов. Видно, что масса оболочки живых коконов растет с увеличением их массы кокона:

                             (12)

Рисунок 1. Зависимость массы оболочки кокона от массы кокона

График зависимости массы оболочки кокона от толщины оболочки кокона представлен на рисунке 2. По оси ординат отложена масса оболочки кокона М_об (г), а по оси абсцисс - величина толщина оболочки Т (мм) живых коконов. Видно, что масса оболочки живых коконов растет с увеличением их толщины оболочки:

                                   (13)

Рисунок 2. Зависимость массы оболочки кокона т от толщины оболочки кокона

Заключение

В работе предложены методики расчета расширенной неопределенности при испытаниях шелконосности, массы оболочки коконов тутового шелкопряда по массе кокона и толщине их оболочки коконов без их взрезки, проводимых согласно отраслевым стандартам, действующим на территории Республика Узбекистан.

По предложенным методикам рассчитаны оценки значений расширенной неопределенности при определении среднего значения шелконосности, массы оболочки коконов тутового шелкопряда по массе кокона и толщине их оболочки коконов без их взрезки 2019-2021 гг. [5].

Установлен вид статистической взаимосвязи между средними значениями шелконосности, массы оболочки коконов тутового шелкопряда по массе кокона и толщине их оболочки коконов без их взрезки неопределенностью при их измерении.

Список литературы:

1. Mirsaatov Ravshanbek Muminovich, Khudoyberganov Sardorbek Bakhodirovich METHOD FOR DETERMINING THE SILKINESS OF COCOONS WITHOUT CUTTING THEM // European science. 2020. №7 (56).
2. Бурханов Шавкат Джалилович, Мирсаатов Равшанбек Муминович, Кадыров Бахтиёр Халилович, Худойберганов Сардорбек Баходирович СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШЕЛКОНОСНОСТИ ШЕЛКОВИЧНЫХ КОКОНОВ БЕЗ ИХ ВЗРЕЗКИ // Universum: технические науки. 2021. №2-1 (83).).
3. Мирсаатов Р.М., Худойберганов С.Б., Юркевич Н.П. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШЕЛКОНОСНОСТИ ПО ДЛИНА КОКОНОВ БЕЗ ИХ ВЗРЕЗКИ // Sciences of Europe. 2021. №75-1.
4. Tut ipak qurtining tirik pillalari. Teknikaviy shartlar. Davlatlararo standart, ГОСТ 31257-2004.
5. Burkhanov, S.D. Relationship of parameters that characterize the quality of live cocoons / Burkhanov, S.D., Mirsaatov, R.M., Khudoyberganov, S.B., Kadyrov, B.H. // IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciencethis link is disabled, 2021, 677(4), 042032.