7.5.4 Для
и
все три зависимости являются тождественными, поэтому в случае, когда a располагается вблизи нуля и/или d располагается вблизи единицы, две или все три данные зависимости будут обеспечивать практически равноценное соответствие; предпочтение должно быть отдано зависимости I, поскольку она допускает нижеследующее простое утверждение: "Два результата измерений считаются сомнительными, если они различаются более чем на (100 b) %".
С точки зрения статистической терминологии данная формулировка означает, что коэффициент вариации (
) постоянен для всех уровней.
7.5.5 Если на графике функции
в зависимости от аргумента
или на графике функции
в зависимости от аргумента
обнаруживается, что совокупность точек лежит достаточно близко к прямой линии, то может оказаться достаточной графическая аппроксимация; однако если из каких-то соображений предпочтение отдается аналитическому методу аппроксимации, то для зависимостей I и II рекомендуется методика, изложенная в 7.5.6, а для зависимости III - методика, представленная в 7.5.8.
7.5.6 С точки зрения статистики аппроксимация прямой линией осложняется за счет того, что как
, так и
являются оценками и, следовательно, подвержены ошибкам. Однако поскольку угловой коэффициент b обычно невелик (порядка 0,1 или менее), то ошибки в оценке
имеют небольшое влияние, и превалируют ошибки в оценке s.
7.5.6.1 Хорошая оценка параметров линии регрессии требует взвешенной регрессии, так как стандартное отклонение величины s пропорционально прогнозируемому значению
.
Весовые коэффициенты должны быть пропорциональны
, где
представляет собой прогнозируемое стандартное отклонение повторяемости для уровня j. Однако
зависит и от параметров, которые еще только должны быть рассчитаны.
Математически правильная методика нахождения оценок, соответствующих наименьшим взвешенным среднеквадратичным отклонениям, довольно сложна. Рекомендуется нижеследующая методика, которая оказалась удовлетворительной на практике.
7.5.6.2 При весовых коэффициентах
, равных
, где N = 0, 1, 2... для последовательных итераций, расчетные формулы выглядят следующим образом:
,
,
,
.
Тогда для зависимости
значение b равно
.
Для зависимости II (
):
, (25)
. (26)
7.5.6.3 В случае зависимости I алгебраическая подстановка весовых коэффициентов
, причем
, приводит к упрощенному выражению:
, (27)
и нет необходимости в каких бы то ни было итерациях.
7.5.6.4 В случае зависимости II начальные значения
представляют собой исходные значения s, полученные в соответствии с 7.4. Они используются для расчета
(j = 1, 2,... q)
и вычисления
и
по формулам из 7.5.6.2.
Это приводит к
.
Затем расчеты повторяют для
с целью получения
.
Та же самая методика могла бы быть теперь повторена еще раз для весовых коэффициентов
, вытекающих из данных равенств, однако это повлечет за собой лишь незначительные изменения. Стадия от
до
является эффективной с точки зрения исключения грубых ошибок в весах, и равенство для
должно рассматриваться в качестве окончательного результата.
7.5.7 Стандартное отклонение для lg s не зависит от s, и поэтому в данном случае подходящей является невзвешенная регрессия lg s по
.
7.5.8 Для зависимости III расчетные формулы выглядят следующим образом:
,
,
,
,
и значит
, (28)
. (29)
7.5.9 В 7.5.9.1-7.5.9.3 для одной и той же совокупности данных приводятся примеры аппроксимирующих зависимостей I-III, представленных в 7.5.2. Числовые данные взяты из В.3 приложения В и используются здесь лишь для того, чтобы проиллюстрировать числовую процедуру. Они рассмотрены подробнее в приложении В.
7.5.9.1 Пример аппроксимирующей зависимости I представлен в таблице I.
Таблица 1 - Зависимость I:
3,94 | 8,28 | 14,18 | 15,59 | 20,41 | |
0,092 | 0,179 | 0,127 | 0,337 | 0,393 | |
0,023 4 | 0,021 6 | 0,008 9 | 0,021 6 | 0,019 3 | |
| |||||
s=bm | 0,075 | 0,157 | 0,269 | 0,296 | 0,388 |
7.5.9.2 Пример аппроксимирующей зависимости II представлен в таблице 2, где
,
- такие же, как в 7.5.9.1.
Таблица 2 - Зависимость II:
118 | 31 | 62 | 8,8 | 6,5 | |
0,093 | 0,132 | 0,185 | 0,197 | 0,240 | |
116 | 57 | 29 | 26 | 17 | |
0,092 | 0,159 | 0,251 | 0,273 | 0,348 | |
118 | 40 | 16 | 13 | 8 | |
0,093 | 0,160 | 0,251 | 0,273 | 0,348 | |
| * Отличие от | |||||
| Примечание - Значения весовых коэффициентов не являются критичными; достаточно двух значащих цифр. | |||||
7.5.9.3 Пример аппроксимирующей зависимости III представлен в таблице 3.
Таблица 3 - Зависимость III:
^ lg m_j lg s_0j | + 0,595 - 1,036 | + 0,918 - 0,747 | + 1,152 - 0,896 | + 1,193 - 0,472 | + 1,310 - 0,406 |
lg s=-1,506 5 + 0,772 lg m или s=0,031 m(0,77) | |||||
s | 0,089 | 0,158 | 0,239 | 0,257 | 0,316 |
7.6 Статистический анализ как поэтапная процедура