Гост оценка среднего
ГОСТ Р 50779.22- 2005
(ИСО 2602:1980)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СТАТИСТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ
Точечная оценка и доверительный интервал для среднего
Statistical interpretation of test results — Estimation of
the mean — Confidence interval
Дата введения 2005-07-01
Задачи, основные принципы и правила проведения работ по государственной стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ Р 1.0-92 "Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения" и ГОСТ Р 1.2-92 "Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки государственных стандартов"
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 125 "Статистические методы в управлении качеством продукции" и Научно-исследовательским центром контроля и диагностики технических систем на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Управлением технического регулирования и стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 2602:1980 "Статистическое представление результатов испытаний. Оценка среднего. Доверительный интервал" (ISO 2602:1980 "Statistical interpretation of test results — Estimation of the mean — Confidence interval", MOD) путем включения отдельных фраз, которые выделены в тексте курсивом, с целью гармонизации с национальными стандартами.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе "Национальные стандарты", а текст изменений — в информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе "Национальные стандарты"
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы определения по результатам испытаний точечной оценки и доверительного интервала среднего (далее — среднее) генеральной совокупности.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю "Национальные стандарты", составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 50779.10.
4 Условия применения методов
Результаты испытаний представлены результатами измерений непрерывной величины. Настоящий стандарт не охватывает обработку результатов испытаний, когда исследуемая величина является дискретной (например, наличие или отсутствие свойства, количество дефектов).
Распределение вероятностей, взятое как математическая модель для генеральной совокупности, — нормальное распределение, для которого параметры (среднее и стандартное отклонение ) неизвестны.
Предположение о нормальности очень широко используют: распределение результатов, полученных в условиях испытаний, обычно нормальное или почти нормальное распределение.
Может быть, однако, полезным проверить предположение о нормальности распределения с помощью соответствующих методов. Вычисления могут быть упрощены изменением начала координат или единицы измерения результатов испытаний, но округлять эти результаты не рекомендуется. Недопустимо отбрасывать любые результаты наблюдений или применять любые корректировки к очевидно неопределенным наблюдениям, не подкрепленные доказательствами на экспериментальной, технической или какой-либо другой основе, которая должна быть четко установлена.
Метод испытаний может быть источником систематических ошибок, которые в настоящем стандарте не определены. Однако существование таких ошибок может сделать неприменимыми методы, изложенные далее.
В частности, если имеет место несистематическое смещение, увеличение выборки размера не повлияет на смещение.
Методы, представленные в ГОСТ Р 50779.21, могут быть использованы в определенных случаях для идентификации систематических ошибок.
5 Точечная оценка среднего
5.1 Случай несгруппированных результатов
После отбрасывания сомнительных результатов серии включают в себя результаты измерений (где 1, 2, 3, . ), некоторые из которых могут быть одинаковыми.
Среднее основного нормального распределения оценивают как среднее арифметическое результатов:
5.2 Случай сгруппированных в классы результатов
Когда число результатов достаточно велико (например, более 50), может быть выгодно сгруппировать их в классы одинаковой ширины. В определенных случаях результаты могут быть получены уже сгруппированными в классы.
Частоту в каждом классе, то есть число результатов в классе, обозначают .
Обозначая число классов , имеют
Среднюю точку класса обозначают . Тогда среднее оценивают как взвешенное среднее всех средних точек классов
6 Доверительный интервал для среднего
Доверительный интервал для среднего совокупности вычисляют на основе оценок среднего и стандартного отклонения.
Альтернативный метод вычисления доверительного интервала с использованием размахов дан в приложении А.
6.1 Оценка стандартного отклонения
6.1.1 Случай несгруппированных результатов
Оценку стандартного отклонения , вычисляемую на основе квадратов отклонений от среднего арифметического, задают формулой
где — значение -го измерения (1, 2, 3. );
— общее число измерений;
— среднее арифметическое измерений, вычисленное по формуле (1).
Для упрощения вычислений рекомендуется использовать формулу
6.1.2 Случай сгруппированных результатов
В случае группирования в классы формула для оценки стандартного отклонения имеет вид
где — средняя точка в -м классе (1, 2, 3, . );
— общее число измерений;
— взвешенное среднее всех средних точек классов, вычисленное по формуле (3).
Для простоты вычислений рекомендуется использовать формулу
В случае сгруппированных данных вычисленное значение может быть скорректировано (поправка Шеппарда). Поскольку эта поправка при правильно выбранной ширине класса невелика, ее вводят не всегда.
6.2 Доверительный интервал для среднего
Доверительный интервал определяется тем, какая выбрана доверительная вероятность (0,95 или 0,99), и тем, какой будет построен интервал (односторонний или двусторонний).
6.2.1 Двусторонний доверительный интервал
Двусторонний доверительный интервал для среднего совокупности определяют по следующим формулам:
Источник
ГОСТ Р 50779.22-2005 Статистические методы. Статистическое представление данных. Точечная оценка и доверительный интервал для среднего
Текст ГОСТ Р 50779.22-2005 Статистические методы. Статистическое представление данных. Точечная оценка и доверительный интервал для среднего
ГОСТ Р 50779.22- 2005
(ИСО 2602:1980)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СТАТИСТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ
Точечная оценка и доверительный интервал для среднего
Statistical interpretation of test results — Estimation of
the mean — Confidence interval
Дата введения 2005-07-01
Задачи, основные принципы и правила проведения работ по государственной стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ Р 1.0-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.2-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки государственных стандартов»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 125 «Статистические методы в управлении качеством продукции» и Научно-исследовательским центром контроля и диагностики технических систем на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Управлением технического регулирования и стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 мая 2005 г. N 112-ст
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 2602:1980 «Статистическое представление результатов испытаний. Оценка среднего. Доверительный интервал» (ISO 2602:1980 «Statistical interpretation of test results — Estimation of the mean — Confidence interval», MOD) путем включения отдельных фраз, которые выделены в тексте курсивом, с целью гармонизации с национальными стандартами.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»
1 Область применения
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы определения по результатам испытаний точечной оценки и доверительного интервала среднего (далее — среднее) генеральной совокупности.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 50779.10-2000 (ИСО 3534-1-93) Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения (ИСО 3534-1:1993, IDТ)
ГОСТ Р 50779.21-2004 Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение (ИСО 2854:1976, NEQ)
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 50779.10.
4 Условия применения методов
Результаты испытаний представлены результатами измерений непрерывной величины. Настоящий стандарт не охватывает обработку результатов испытаний, когда исследуемая величина является дискретной (например, наличие или отсутствие свойства, количество дефектов).
Распределение вероятностей, взятое как математическая модель для генеральной совокупности, — нормальное распределение, для которого параметры (среднее и стандартное отклонение ) неизвестны.
Предположение о нормальности очень широко используют: распределение результатов, полученных в условиях испытаний, обычно нормальное или почти нормальное распределение.
Может быть, однако, полезным проверить предположение о нормальности распределения с помощью соответствующих методов. Вычисления могут быть упрощены изменением начала координат или единицы измерения результатов испытаний, но округлять эти результаты не рекомендуется. Недопустимо отбрасывать любые результаты наблюдений или применять любые корректировки к очевидно неопределенным наблюдениям, не подкрепленные доказательствами на экспериментальной, технической или какой-либо другой основе, которая должна быть четко установлена.
Метод испытаний может быть источником систематических ошибок, которые в настоящем стандарте не определены. Однако существование таких ошибок может сделать неприменимыми методы, изложенные далее.
В частности, если имеет место несистематическое смещение, увеличение выборки размера не повлияет на смещение.
Методы, представленные в ГОСТ Р 50779.21, могут быть использованы в определенных случаях для идентификации систематических ошибок.
5 Точечная оценка среднего
5.1 Случай несгруппированных результатов
После отбрасывания сомнительных результатов серии включают в себя результаты измерений (где 1, 2, 3, . ), некоторые из которых могут быть одинаковыми.
Среднее основного нормального распределения оценивают как среднее арифметическое результатов:
. (1)
5.2 Случай сгруппированных в классы результатов
Когда число результатов достаточно велико (например, более 50), может быть выгодно сгруппировать их в классы одинаковой ширины. В определенных случаях результаты могут быть получены уже сгруппированными в классы.
Частоту в каждом классе, то есть число результатов в классе, обозначают .
Обозначая число классов , имеют
. (2)
Среднюю точку класса обозначают . Тогда среднее оценивают как взвешенное среднее всех средних точек классов
. (3)
6 Доверительный интервал для среднего
Доверительный интервал для среднего совокупности вычисляют на основе оценок среднего и стандартного отклонения.
Альтернативный метод вычисления доверительного интервала с использованием размахов дан в приложении А.
6.1 Оценка стандартного отклонения
6.1.1 Случай несгруппированных результатов
Оценку стандартного отклонения , вычисляемую на основе квадратов отклонений от среднего арифметического, задают формулой
, (4)
где — значение -го измерения (1, 2, 3. );
— общее число измерений;
— среднее арифметическое измерений, вычисленное по формуле (1).
Для упрощения вычислений рекомендуется использовать формулу
. (5)
6.1.2 Случай сгруппированных результатов
В случае группирования в классы формула для оценки стандартного отклонения имеет вид
, (6)
где — средняя точка в -м классе (1, 2, 3, . );
— общее число измерений;
— взвешенное среднее всех средних точек классов, вычисленное по формуле (3).
Для простоты вычислений рекомендуется использовать формулу
. (7)
В случае сгруппированных данных вычисленное значение может быть скорректировано (поправка Шеппарда). Поскольку эта поправка при правильно выбранной ширине класса невелика, ее вводят не всегда.
6.2 Доверительный интервал для среднего
Доверительный интервал определяется тем, какая выбрана доверительная вероятность (0,95 или 0,99), и тем, какой будет построен интервал (односторонний или двусторонний).
6.2.1 Двусторонний доверительный интервал
Двусторонний доверительный интервал для среднего совокупности определяют по следующим формулам:
а) для доверительной вероятности 0,95:
; (8)
б) для доверительной вероятности 0,99:
. (9)
6.2.2 Односторонний доверительный интервал
Односторонний доверительный интервал для среднего совокупности определяют по одной из следующих формул:
а) для доверительной вероятности 0,95:
(10)
; (11)
б) для доверительной вероятности 0,99:
(12)
. (13)
При этом , если необходимо, может быть заменен на в случае сгруппированных в классы результатов.
Здесь — квантили распределения Стьюдента c
степенями свободы.
Их значения даны в таблице 1. В таблице 1 указаны также значения отношений .
Таблица 1 — Значения и отношения для одностороннего доверительного интервала и значения
и отношения
(для двустороннего доверительного интервала.
Доверительная вероятность для двустороннего доверительного интервала
Источник
ГОСТы: Статистические методы
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 0. Введение в систему выборочного контроля по альтернативному признаку на основе приемлемого уровня качества AQL
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 2. Планы выборочного контроля отдельных партий на основе предельного качества LQ
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 3. Планы выборочного контроля с пропуском партий
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля и карты контроля по количественному признаку для процента несоответствующих единиц продукции
Статистические методы. Последовательные планы выборочного контроля по альтернативному признаку
Статистические методы. Последовательные планы выборочного контроля по количественному признаку для процента несоответствующих единиц продукции (стандартное отклонение известно)
Статистические методы. Планы и процедуры статистического приемочного контроля нештучной продукции
Статистические методы. Анализ совпадения результатов проверок по альтернативному признаку
Системы менеджмента качества в автомобилестроении. Особые требования по применению ГОСТ Р ИСО 9001-2001 в автомобильной промышленности и организациях, производящих соответствующие запасные части
Системы качества в автомобилестроении. Метод анализа видов и последствий потенциальных дефектов
Системы качества в автомобилестроении. Методы статистического управления процессами
Системы менеджмента качества в автомобилестроении. Одобрение производства автомобильных компонентов
Системы менеджмента качества в автомобилестроении. Анализ измерительных и контрольных процессов
Системы менеджмента качества в автомобилестроении. Менеджмент качества при планировании, разработке и подготовке производства автомобильных компонентов
Системы менеджмента качества в автомобилестроении. Оценка систем менеджмента качества
Менеджмент риска. Руководство по применению при проектировании
Менеджмент риска. Повышение надежности. Статистические критерии и методы оценки
Статистические методы. Математические символы и знаки для применения в стандартах
Система национальных стандартов в области качества услуг связи. Качество процессов оказания услуг связи. Процесс управления претензиями
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 1. Планы выборочного контроля последовательных партий на основе приемлемого уровня качества
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 3. Контроль с пропуском партий
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 4. Оценка соответствия заявленному уровню качества
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 5. Система последовательных планов на основе AQL для контроля последовательных партий
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 10. Введение в стандарты серии ГОСТ Р ИСО 2859
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по количественному признаку. Часть 1. Требования к одноступенчатым планам на основе предела приемлемого качества для контроля последовательных партий по единственной характеристике и единственному AQL
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по количественному признаку. Часть 2. Общие требования к одноступенчатым планам на основе AQL при контроле последовательных партий по независимым характеристикам качества
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по количественному признаку. Часть 3. Двухступенчатые схемы на основе AQL для контроля последовательных партий
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по количественному признаку. Часть 4. Оценка заявленного уровня качества. Разработка ГОСТ Р. Прямое применение МС с дополнением -EQV (ISO 3951-4:2011).
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по количественному признаку. Часть 5. Последовательные планы на основе AQL для известного стандартного отклонения
Статистические методы. Проверка отклонения распределения вероятностей от нормального распределения
Статистические методы. Контрольные карты. Часть 1. Общие принципы
Статистические методы. Контрольные карты. Часть 3. Приемочные контрольные карты (ISO/FDIS 7870-3). Разработка ГОСТ Р.
Статистические методы. Контрольные карты. Часть 4. Карты кумулятивных сумм
Статистические методы. Последовательные планы выборочного контроля по альтернативному признаку
Статистические методы. Последовательные планы выборочного контроля по количественному признаку для процента несоответствующих единиц продукции (стандартное отклонение известно)
Статистические методы. Руководство по оценке соответствия установленным требованиям. Часть 1. Общие принципы
Статистические методы. Линейная калибровка с использованием образцов сравнения
Статистические методы. Руководство по внедрению статистического управления процессами. Часть 1. Элементы
Статистические методы. Руководство по внедрению статистического управления процессами. Часть 2. Методы и приемы
Статистические методы. Выборочный контроль нештучной продукции. Часть 1. Общие принципы
Статистические методы. Выборочный контроль нештучной продукции. Часть 2. Отбор выборки сыпучих материалов
Статистические методы. Способность обнаружения. Часть 1. Термины и определения
Статистические методы. Способность обнаружения. Часть 2. Методология в случае линейной калибровки
Статистические методы. Способность обнаружения. Часть 5. Методология в случаях линейной и нелинейной калибровки
Статистические методы. Способность обнаружения. Часть 7. Методы оценки с учетом фонового шума
Материалы и изделия строительные. Статистические методы контроля качества
Статистические методы. Количественные методы управления процессами Шесть сигм. Часть 1. Метология DMAIC. Разработка ГОСТ Р. Прямое применение МС с дополнением -EQV (ISO 13053-1:2011).
Статистические методы. Количественные методы управления процессами Шесть сигм. Часть 2. Методы и приемы. Разработка ГОСТ Р. Прямое применение МС с дополнением -EQV (ISO 13053-2:2011).
Статистические методы. Применение при экспериментальной проверке компетентности посредством межлабораторных сравнительных испытаний
Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Уровни качества в несоответствующих единицах продукции на миллион
Статистические методы. Статистическое представление данных. Определение статистических толерантных интервалов
Статистические методы. Статистическое представление данных. Определение предикционных интервалов
Статистические методы. Процедуры статистического приемочного контроля по альтернативному признаку. Система нуль-приемки на основе показателя резерва доверия к качеству продукции
Статистические методы. Комбинированные системы нуль-приемки и процедуры управления процессом при выборочном контроле продукции
Статистические методы. Управление процессами. Часть 1. Основные принципы
Статистические методы. Управление процессами. Часть 3. Анализ пригодности на основе данных измерений готовых деталей. Разработка ГОСТ Р. Прямое применение МС с дополнением -EQV (ISO 22514-3:2008).
Статистические методы. Управление процессами. Часть 6. Статистики воспроизводимости процесса для многомерного нормального распределения
Статистические методы. Управление процессами. Часть 7. Воспроизводимость процессов измерений
Статистические методы. Процедуры рандомизации и отбора случайной выборки
Статистические методы. Генерация случайных чисел
Статистические методы. Двуступенчатые планы контроля по альтернативному признаку с минимальным объемом выборки на основе значений PRQ и CRQ
Статистические методы. Руководство по выбору и применению систем статистического приемочного контроля дискретных единиц продукции в партиях. Часть 1. Общие требования
Статистические методы. Руководство по выбору и применению систем статистического приемочного контроля дискретных единиц продукции в партиях. Часть 2. Выборочный контроль по альтернативному признаку
Статистические методы. Руководство по выбору и применению систем статистического приемочного контроля дискретных единиц продукции в партиях. Часть 3. Выборочный контроль по количественному признаку
Статистические методы. Руководство по применению в соответствии с ГОСТ Р ИСО 9001
Надежность в технике. Критерии проверки постоянства интенсивности отказов и параметра потока отказов
Надежность в технике. Методы сравнения постоянных интенсивностей отказов и параметров потока отказов
Источник
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы определения по результатам испытаний точечной оценки и доверительного интервала среднего (далее — среднее) генеральной совокупности.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 50779.10-2000 (ИСО 3534-1 —93) Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения (ИСО 3534-1:1993, IDТ)
ГОСТ Р 50779.21-2004 Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение (ИСО 2854:1976, NEQ )
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 50779.10.
4 Условия применения методов
Результаты испытаний представлены результатами измерений непрерывной величины. Настоящий стандарт не охватывает обработку результатов испытаний, когда исследуемая величина является дискретной (например, наличие или отсутствие свойства, количество дефектов).
Распределение вероятностей, взятое как математическая модель для генеральной совокупности, — нормальное распределение, для которого параметры (среднее т и стандартное отклонение s ) неизвестны.
Предположение о нормальности очень широко используют: распределение результатов, полученных в условиях испытаний, обычно нормальное или почти нормальное распределение.
Может быть, однако, полезным проверить предположение о нормальности распределения с помощью соответствующих методов. Вычисления могут быть упрощены изменением начала координат или единицы измерения результатов испытаний, но округлять эти результаты не рекомендуется. Недопустимо отбрасывать любые результаты наблюдений или применять любые корректировки к очевидно неопределенным наблюдениям, не подкрепленные доказательствами на экспериментальной, технической или какой-либо другой основе, которая должна быть четко установлена.
Метод испытаний может быть источником систематических ошибок, которые в настоящем стандарте не определены. Однако существование таких ошибок может сделать неприменимыми методы, изложенные далее.
В частности, если имеет место несистематическое смещение, увеличение выборки размера п не повлияет на смещение.
Методы, представленные в ГОСТ Р 50779.21, могут быть использованы в определенных случаях для идентификации систематических ошибок.
5 Точечная оценка среднего
5.1 Случай несгруппированных результатов
После отбрасывания сомнительных результатов серии включают в себя результаты п измерений х i (где i = 1, 2, 3, . n ), некоторые из которых могут быть одинаковыми.
Среднее т основного нормального распределения оценивают как среднее арифметическое п результатов:
5.2 Случай сгруппированных в классы результатов
Когда число результатов достаточно велико (например, более 50), может быть выгодно сгруппировать их в классы одинаковой ширины. В определенных случаях результаты могут быть получены уже сгруппированными в классы.
Частоту в каждом классе, то есть число результатов в классе, обозначают ni.
Обозначая число классов к, имеют
(2)
Среднюю точку класса обозначают yi . Тогда среднее т оценивают как взвешенное среднее всех средних точек классов
6 Доверительный интервал для среднего
Доверительный интервал для среднего совокупности вычисляют на основе оценок среднего и стандартного отклонения.
Альтернативный метод вычисления доверительного интервала с использованием размахов дан в приложении А.
6.1 Оценка стандартного отклонения
6.1.1 Случай несгруппированных результатов
Оценку s стандартного отклонения s , вычисляемую на основе квадратов отклонений от среднего арифметического, задают формулой
(4)
где xi — значение i -го измерения ( i = 1, 2, 3. n );
п — общее число измерений;
— среднее арифметическое п измерений, вычисленное по формуле (1).
Для упрощения вычислений рекомендуется использовать формулу
(5)
6.1.2 Случай сгруппированных результатов
В случае группирования в классы формула для оценки стандартного отклонения имеет вид
(6)
где у i — средняя точка в i -м классе ( i = 1, 2, 3, . к);
к — число классов;
п — общее число измерений;
— взвешенное среднее всех средних точек классов, вычисленное по формуле (3).
Для простоты вычислений рекомендуется использовать формулу
(7)
В случае сгруппированных данных вычисленное значение s может быть скорректировано (поправка Шеппарда). Поскольку эта поправка при правильно выбранной ширине класса невелика, ее вводят не всегда.
6.2 Доверительный интервал для среднего
Доверительный интервал определяется тем, какая выбрана доверительная вероятность 1 — a (0,95 или 0,99), и тем, какой будет построен интервал (односторонний или двусторонний).
6.2.1 Двусторонний доверительный интервал
Двусторонний доверительный интервал для среднего т совокупности определяют по следующим формулам:
а) для доверительной вероятности 0,95:
(8)
б) для доверительной вероятности 0,99:
(9)
6.2.2 Односторонний доверительный интервал
Односторонний доверительный интервал для среднего т совокупности определяют по одной из следующих формул:
а) для доверительной вероятности 0,95:
(10)
(11)
б) для доверительной вероятности 0,99:
(12)
(13)
При этом х, если необходимо, может быть заменен на в случае сгруппированных в классы результатов.
Здесь t 0,975 , t 0,995 , t 0,95 , t 0,99 — квантили распределения Стьюдента с n = п + 1 степенями свободы.
Их значения даны в таблице 1. В таблице 1 указаны также значения отношений ,
,
,
.
Если значения п больше 60, предпочтительно вычислять значения t линейной интерполяцией , используя таблицу 2.
Пример:
п = 250;
t 0,995 = 2,576 + 0,48 ´ (2,617 — 2,576) = 2,596.
7 Представление результатов
7.1 Представляют выражение среднего согласно 5.1 или 5.2.
7.2 Выражают доверительный интервал в форме неравенства (6.2.1, 6.2.2 ), устанавливая доверительную вероятность (0,95 или 0,99). Указывают количество результатов, исключенных из-за их сомнительности, и причины исключения.
Таблица 1 — Значения t 1- a и отношения t 1- a / для одностороннего доверительного интервала и значения
и отношения
/
(для двустороннего доверительного интервала.
Источник
ГОСТ Р 50779.22-2005 (ИСО 2602:1980) СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ СТАТИСТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ ТОЧЕЧНАЯ ОЦЕНКА И ДОВЕРИТЕЛЬНЫЙ ИНТЕРВАЛ ДЛЯ СРЕДНЕГО
Задачи, основные принципы и правила проведения работ по государственной стандартизации в Российской Федерации установлены ГОСТ Р 1.0-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.2-92 «Государственная система стандартизации Российской Федерации. Порядок разработки государственных стандартов»
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 125 «Статистические методы в управлении качеством продукции» и Научно-исследовательским центром контроля и диагностики технических систем на основе собственного аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4
2 ВНЕСЕН Управлением технического регулирования и стандартизации Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 мая 2005 г. № 112-ст
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к международному стандарту ИСО 2602:1980 «Статистическое представление результатов испытаний. Оценка среднего. Доверительный интервал» (ISO 2602:1980 «Statistical interpretation of test results — Estimation of the mean — Confidence interval», MOD) путем включения отдельных фраз, которые выделены в тексте курсивом, с целью гармонизации с национальными стандартами.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в указателе «Национальные стандарты», а текст изменений — в информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована в информационном указателе «Национальные стандарты»
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Термины и определения
4 Условия применения методов
5 Точечная оценка среднего
6 Доверительный интервал для среднего
7 Представление результатов
Приложение А Доверительный интервал для среднего на основе размахов
ГОСТ Р 50779.22-2005
(ИСО 2602:1980)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статистические методы
СТАТИСТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ДАННЫХ
Точечная оценка и доверительный интервал для среднего
Statistical interpretation of test results — Estimation of the mean — Confidence interval
Дата введения — 2005-07-01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает методы определения по результатам испытаний точечной оценки и доверительного интервала среднего (далее — среднее) генеральной совокупности.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 50779.10-2000 (ИСО 3534-1—93) Статистические методы. Вероятность и основы статистики. Термины и определения (ИСО 3534-1:1993, IDТ)
ГОСТ Р 50779.21-2004 Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение (ИСО 2854:1976, NEQ)
Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов по указателю «Национальные стандарты», составленному по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяют в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 50779.10.
4 Условия применения методов
Результаты испытаний представлены результатами измерений непрерывной величины. Настоящий стандарт не охватывает обработку результатов испытаний, когда исследуемая величина является дискретной (например, наличие или отсутствие свойства, количество дефектов).
Распределение вероятностей, взятое как математическая модель для генеральной совокупности, — нормальное распределение, для которого параметры (среднее т и стандартное отклонение s) неизвестны.
Предположение о нормальности очень широко используют: распределение результатов, полученных в условиях испытаний, обычно нормальное или почти нормальное распределение.
Может быть, однако, полезным проверить предположение о нормальности распределения с помощью соответствующих методов. Вычисления могут быть упрощены изменением начала координат или единицы измерения результатов испытаний, но округлять эти результаты не рекомендуется. Недопустимо отбрасывать любые результаты наблюдений или применять любые корректировки к очевидно неопределенным наблюдениям, не подкрепленные доказательствами на экспериментальной, технической или какой-либо другой основе, которая должна быть четко установлена.
Метод испытаний может быть источником систематических ошибок, которые в настоящем стандарте не определены. Однако существование таких ошибок может сделать неприменимыми методы, изложенные далее.
В частности, если имеет место несистематическое смещение, увеличение выборки размера п не повлияет на смещение.
Методы, представленные в ГОСТ Р 50779.21, могут быть использованы в определенных случаях для идентификации систематических ошибок.
Источник