实验设计与数据处理贵州大学.docx
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实验设计与数据处理贵州大学
机械工程学院
《试验设计与数据处理》
实验指导书
张富贵编写
适用专业:
所有工学类本科专业
贵州大学
二OO七年八月
前言
通过本课程的实验教学，使学生掌握试验设计和数据分析的基本原理和方法，为学生在后续的学习如专业试验、毕业论文（设计）环节的试验和今后在工作中开展产品设计、质量管理和科学研究打下良好的试验基础。
具体包括：
1．通过实验教学培养学生的动手能力和创新能力，加强学生基本技能的训练，培养学生运用所学知识和技能解决生产实践和科学研究中有关试验数据处理问题的能力。
2．通过对试验数据的方差分析和回归分析，掌握科研试验中一般性试验数据的分析处理方法。
掌握正交试验设计的一般应用。
目录
实验一：
试验数据的表图表示3
实验二：
试验数据的方差分析5
实验三：
试验数据的回归分析7
实验报告的基本内容及要求9
实验报告格式10
实验一：
试验数据的表图表示
实验学时：
2
实验类型：
验证性实验
实验要求：
必修
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生了解Excel的图表功能，常用数据处理函数与公式以及数据分析工具；掌握利用Excel的图表功能，对给定的试验数据进行表图表示。
二、实验内容
给出若干试验数据，利用Excel的图表功能，对给定的试验数据进行表图表示。
三、实验原理、方法和手段
1、有以下一组试验数据，利用Excel求出数据的算术平均值、几何平均值、调和平均值、算术平均误差、样本标准误差s、总和。
8.29，8.30，8.31，8.30，8.32，8.34，8.33。
2、由试验得到某物质的溶解度与绝对温度之间的关系可用模型C=aTb表示，试验数据列在下表中，利用Excel的图表功能在对数坐标系中画出两变量之间的关系曲线。
C/%
23.5
26.2
30.3
37.1
46.8
57.4
T/K
273
283
293
313
333
353
3、已知某正交试验直观分析结果如下，试验指标为抗压强度。
利用Excel画出三个因素的趋势图，假设各因素的水平序号与其实际大小一致。
ki
A
B
C
k1
k2
k3
8.83
12.80
10.07
9.10
6.73
15.87
14.30
8.20
9.20
4、根据以下两个产地几种植物油的凝固点（℃）数据，用Excel画出柱形图或条形图。
产地
花生油
棉子油
蓖麻油
菜子油
甲地
乙地
2.9
3.5
-6.3
-6.2
-0.1
0.5
5.3
5
四、实验组织运行要求
根据本实验的特点采用集中授课形式。
五、实验条件
计算机，投影仪。
六、实验步骤
首先预习实验指导书相关实验内容说明和《试验设计与数据处理》教材中有关Excel图表功能内容，然后在指导教师指导下开展实验。
七、思考题
上网查询至少一种专业的统计软件，介绍其功能特点。
八、实验报告
本实验报告必须符合本实验指导书规定的格式和要求。
九、其它说明
除了以上数据以外，学生可以结合自己的其他课程试验数据进行分析。
实验二：
试验数据的方差分析
实验学时：
3
实验类型：
设计性实验
实验要求：
必修
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生了解Excel的方差分析功能，掌握利用Excel对给定的试验数据进行方差分析。
二、实验内容
给出若干试验数据，利用Excel的方差分析功能，对给定的试验数据进行方差分析。
三、实验原理、方法和手段
由学生自行设计实验方案并加以实现，基础数据如下：
1、已知α＝0.05，下表数据为某饮料生产企业研制出的一种新型饮料的销售量，饮料的颜色共有四种，分别为橘黄色、粉色、绿色和无色透明。
销售量为随机从五家超市收集而得。
进行方差分析后，同时说明饮料的颜色是否对销售量产生影响。
超市序号
橘黄色
粉色
绿色
无色
1
2
3
4
5
26.5
28.7
25.1
29.1
27.2
31.2
28.3
30.8
27.9
29.6
27.9
25.1
28.5
24.2
26.5
30.8
29.6
32.4
31.7
32.8
2、已知α＝0.05，在用原子吸收分光光度法测定镍电解液中微量杂质铜时，研究了乙炔和空气流量变化对铜在某波长上吸光度的影响，得到下列所示的吸光度数据。
进行方差分析后，同时分析乙炔和空气流量的变化对铜吸光度的影响。
乙炔流量/（L/min）
空气流量/（L/min）
8
9
10
11
12
1.0
1.5
2.0
2.5
81.1
81.4
75.0
60.4
81.5
81.8
76.1
67.9
80.3
79.4
75.4
68.7
80.0
79.1
75.4
69.8
77.0
75.9
70.8
68.7
四、实验组织运行要求
根据本实验的特点采用集中授课形式。
五、实验条件
计算机，投影仪。
六、实验步骤
由学生自行设计实验方案并加以实现，指导教师予以适当指导。
七、思考题
写出方差分析的步骤和在机械工程中的应用。
八、实验报告
本实验报告必须符合本实验指导书规定的格式和要求。
九、其它说明
除了以上数据以外，学生可以结合自己的其他课程试验数据进行方差分析。
实验三：
试验数据的回归分析
实验学时：
3
实验类型：
设计性实验
实验要求：
必修
一、实验目的
通过本实验的学习，使学生了解Excel的回归分析功能，掌握利用Excel对给定的试验数据进行回归分析。
二、实验内容
给出若干试验数据，利用Excel的回归分析功能，对给定的试验数据进行回归分析。
三、实验原理、方法和手段
由学生自行设计实验方案并加以实现，基础数据如下：
1、已知α＝0.05，表中数据为某物质在溶液中的浓度c（%）与其沸点温度T之间的关系数据，先画出散点图，求出它们之间的函数关系，然后进行回归分析，检验所建立的函数方程是否有意义。
C/%
19.6
20.5
22.3
25.1
26.3
27.8
29.1
T/℃
105.4
106.0
107.2
108.9
109.6
110.7
111.5
2、已知α＝0.05，由试验得到某物质的溶解度与绝对温度之间的关系可用模型C=aTb表示，试验数据列在下表中，利用回归分析确定其中的系数值，并检验显著性。
T/K
273
283
293
313
333
353
C/%
20
25
31
34
46
58
四、实验组织运行要求
根据本实验的特点采用集中授课形式。
五、实验条件
计算机，投影仪。
六、实验步骤
由学生自行设计实验方案并加以实现，指导教师予以适当指导。
七、思考题
写出回归分析的步骤和在机械工程中的应用。
八、实验报告
本实验报告必须符合本实验指导书规定的格式和要求。
九、其它说明
除了以上数据以外，学生可以结合自己的其他课程试验数据进行回归分析。
实验报告的基本内容及要求
每门课程的所有实验项目的报告必须以课程为单位装订成册，格式参见附件五。
实验报告应体现预习、实验记录和实验报告，要求这三个过程在一个实验报告中完成。
1．实验预习
在实验前每位同学都需要对本次实验进行认真的预习，并写好预习报告，在预习报告中要写出实验目的、要求，需要用到的仪器设备、物品资料以及简要的实验步骤，形成一个操作提纲。
对实验中的安全注意事项及可能出现的现象等做到心中有数，但这些不要求写在预习报告中。
设计性实验要求进入实验室前写出实验方案。
2．实验记录
学生开始实验时，应该将记录本放在近旁，将实验中所做的每一步操作、观察到的现象和所测得的数据及相关条件如实地记录下来。
实验记录中应有指导教师的签名。
3．实验总结
主要内容包括对实验数据、实验中的特殊现象、实验操作的成败、实验的关键点等内容进行整理、解释、分析总结，回答思考题，提出实验结论或提出自己的看法等。
实验报告格式
贵州大学实验报告（小三号，加黑）
学院：
专业：
班级：
姓名
学号
实验组
实验时间
指导教师
成绩
实验项目名称
实验目的
实验要求
实验原理
实验仪器
实验步骤
实验内容
实验数据
实验总结
指导教师意见
签名：
年月日
注：
各学院可根据教学需要对以上栏木进行增减。
表格内容可根据内容扩充。
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