Тәжірибені жобалау

Тәжірибені жобалау

Экспериментті жоспарлау – талап етілетін дәлдікпен қойылған міндетті шешу үшін қажетті және жеткілікті тәжірибе жүргізу шарттарын, процедураларын және әдістерін, олардың саны мен шарттарын таңдау процесі.

Экспериментті жоспарлауға қойылатын талаптар:

1) тәжірибенің саны эксперимент рәсімін қиындатпауы және оның құнын ұлғайтпауы үшін, бірақ нәтиженің дәлдігіне зиян келтірмеуі үшін ең аз болуы тиіс;

2) эксперимент нәтижелеріне әсер ететін факторлардың жиынтығын анықтау, оларды саралау, басты, ал елеусіз айнымалыларды анықтау қажет;

3) эксперимент дұрыстығының шарты-зерттелетін процеске өзара әсер ететін барлық айнымалы (факторлармен) бір мезгілде түрленуді есептеу керек;

4) эксперименттегі бірқатар іс-әрекеттер олардың модельдерімен (ең алдымен математикалық) ауыстырылуы мүмкін, бұл ретте модельдердің барабарлығы тексерілуі және бағалануы тиіс;

5) эксперимент стратегиясын және се іске асыру алгоритмін әзірлеу қажет: эксперимент сериялары келесі серияға өту алдында олардың әрқайсысы аяқталғаннан кейін талдануы тиіс.

Эксперимент жүргізу жоспары келесі бөлімдерді қамтуы тиіс:

1. Зерттеу тақырыбының атауы

2. Эксперименттің мақсаты мен міндеттері.

3. Эксперимент шарттары: оңтайландыру параметрі және өзгермелі факторлар

4. Зерттеу жүргізу әдістемесі

5. Тәжірибе санының негіздемесі (эксперимент көлемі)

6. Өлшеу құралдары мен әдістемесі

7. Экспериментті материалдық қамтамасыз ету (жабдықтар тізімі)

8. Эксперименттік деректерді өңдеу және талдау әдістемесі

9. Сынақ жүргізудің күнтізбелік жоспары, онда оларды орындау мерзімдері, орындаушылар, ұсынылатын эксперимент деректері көрсетіледі

10. Шығындар сметасы.

Эксперименттің мақсаты мен міндеттері – жоспардың бастапқы тармағы. Олар ғылыми гипотезаны талдау, өз зерттеулерінің теориялық нәтижелері немесе басқа авторлардың зерттеулері негізінде қалыптасады.

Мақсаты эксперименттің соңғы нәтижесін анықтайды, яғни зерттеушінің нәтижесінде алуы керек. Мысалы, дұрыс ғылыми гипотезаларды растау; үлгілердің, әдістемелердің барабарлығын, жұмыс қабілеттілігін және практикалық жарамдылығын тәжірибеде тексеру; технологиялық процестің оңтайлы шарттарын анықтау және т. б.

Әр түрлі жағдайларда мақсаттар әртүрлі шығындарды, өлшеу құралдары мен әдістерін, эксперимент уақытын талап етеді, оны жүргізу әдістемесінде көрсетіледі. Жоспардың бұл тармақтары әртүрлі болады, мысалы, зертханалық, далалық және өндірістік эксперименттер жағдайында.

Эксперимент міндеттері соңғы мақсатқа қол жеткізуге болатын жеке мақсаттарды немесе оған қол жеткізу жолдарын анықтайды. Мысалы, фуллерді нанотүбырларды дайындау кезінде температура мен қысымның оңтайлы көрсеткіштерін анықтау; бастапқы материалдардың оңтайлы арақатынасын анықтау; технологиялық процестің өту жылдамдығын негіздеу және т. б.

Эксперименттің жеке міндеттері оны жоспарлау кезінде болуы мүмкін:

- олардың шынайылығын растау мақсатында теориялық ережелерді тексеру;

- математикалық немесе басқа модельдердің константаларын тексеру (нақтылау) ;

- қандай да бір процестің оңтайлы (рұқсат етілген) шарттарын іздеу;

интерполяциялық аналитикалық тәуелділікті құру.

    Эксперименттің жеке тапсырмалары бірнеше деңгейде болуы мүмкін, яғни ағаш тәрізді. 2-4 күрделі есептерді және 10-15 қарапайым есептерді тұжырымдау ұсынылады.

Эксперимент жүргізу шарттарын қалыптастыру - оптимизация параметрі және түрленетін факторлар.

Жүргізілген эксперимент нәтижесін сипаттайтын шама әсер етуге жүйенің оңтайландыру (жауап беру) параметрі деп аталады. Оңтайландыру параметрін қабылдайтын көптеген мәндер оны анықтау аймағы деп аталады.

Оңтайландыру параметрі сандық болуы керек, санмен берілуі керек және факторлардың кез келген тіркелген деңгейімен өлшенетін болуы керек. Ол бір мәнді сипаттауға міндетті, яғни факторлардың берілген деңгейі жиынтығына эксперимент қателігінің дәлдігімен сәйкес келуі тиіс, оңтайландыру параметрінің бір мәні. Оңтайландыру параметрі зерттеу объектісін жан-жақты сипаттауы, әмбебаптылық пен толықтықтың талаптарын қанағаттандыруы тиіс. Эксперименттің нәтижелерін кейіннен түсіндіруді қамтамасыз ету үшін қарапайым және оңай есептелетін физикалық мағынасы болуы керек.