正交实验的原理是什么?

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科创17
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正交实验的原理是什么?

我们知道如果有很多的因素变化制约著一个事件的变化,那么为了弄明白哪些因素重要,哪些不重要,什么样的因素搭配会产生极值,必须通过做实验验证(模拟也可以说是试验,只不过试验装置是计算机),如果因素很多,而且每种因素又有多种变化(专业称法是:水平),那么试验量会非常的大,显然是不可能每一个试验都做的。那我们这个试验来讲,影响主轴温升的因素很多,比如转速、预紧力、油气压力、喷油间隙时间、油品等等;每种因素的水平也很多,比如转速从 8Krpm到20Krpm,等等,坤哥算了一下,所有因素都做,大概一共要900次试验,按一天3次试验计,要不停歇的做10个月,显然是不可能的。
能够大幅度减少试验次数而且并不会降低试验可行度的方法就是使用正交试验法。首先需要选择一张和你的试验因素水平相对应的正交表,已经有数学家制好了很多相应的表,你只需找到对应你需要的就可以了。所谓正交表,也就是一套经过周密计算得出的现成的试验方案,他告诉你每次试验时,用那几个水平互相匹配进行试验,这套方案的总试验次数是远小于每种情况都考虑后的试验次数的。比如3水平4因素表就只有9行,远小于遍历试验的81次;我们同理可推算出如果因素水平越多,试验的精简程度会越高。
建立好试验表后,根据表格做试验,然后就是资料处理了。由于试验次数大大减少,使得试验资料处理非常重要。首先可以从所有的试验资料中找到最优的一个数据,当然,这个资料肯定不是最佳匹配资料,但是肯定是最接近最佳的了。这是你能得到一组因素,这是最直观的一组最佳因素。接下来将各个因素当中同水平的试验值加和(注:正交表的一个特点就是每个水平在整个试验中出现的次数是相同的),就得到了各个水平的试验结果表,从这个表当中又可以得到一组最优的因素,通过比较前一个因素,可以获得因素变化的趋势,指导更进一步的试验。各个因素中不同水平试验值之间也可以进行如极差、方差等计算,可以获知这个因素的敏感度。等等等等...还有很多处理资料的方法。然后再根据统计资料,确定下一步的试验,这次试验的范围就很小了,目的就是确定最终的最优值。当然,如果因素水平很多,这种寻优过程可能不止一次。
讲了这么多,你也许会问,你说那个表很准,能代表大趋势,为什么呢?这个问题是有证明的,不过我们不必去看那个证明(很复杂,看不懂:P),我的考虑是这样的,如果我们将所有的试验情况排列成一条线,正交表所取得那些试验点,就肯定正好为于这条线的一组均分点上,由此就可以大致估算出整个试验的大致走向了,不过均分为多少个点倒是问题,取多了失去正交试验的意义,少了无法代表趋势,这点我还没考虑清楚。我师弟的考虑到是有道理,他认为取的这些点是所有试验点的一组最小正交基,也就是说所有试验点都可以由这几个基本点衍生表示,故而考虑基的性质就能推断所有的点的性质了,我觉得这个是个最好的解释了,呵呵。
在生产和科研中,为了研制新产品,改革生产工艺,寻找优良的生产条件,需要做许多多因素的试验。 在方差分析中对于一个或两个因素的试验,我们可以对不同因素的所有可能的水平组合做试验,这叫做全面试验。当因素较多时,虽然理论上仍可采用前面的方法进行全面试验后再做相应的方差分析,但是在实际中有时会遇到试验次数太多的问题。例如,生产化工产品,需要提高收率(产品的实际产量与理论上投入的最大产量之比),认为反应温度的高低、加碱量的多少、催化剂种类等多种因素,都是造成收率不稳的主要原因。根据以往经验,选择温度的三个水平:80<SUP>0</SUP>C、85<SUP>0</SUP>C、90<SUP>0</SUP>C;加碱量的三个水平:35、48、55(kg);催化剂的三个水平:甲、乙、丙三种。如果做全面试验,则需3<SUP>3</SUP>=27次。如果有3个因素,每个因素选取4个试验水平的问题,在每一种组合下只进行一次试验,所有不同水平的组合有4<SUP>3</SUP>=64种,如果6个因素,5个试验水平,全面试验的次数是5<SUP>6</SUP>=15,625次。对于这样一些问题,设计全面的试验往往耗时、费力,往往很难做到。因此,如何设计多因素试验方案,选择合理的试验设计方法,使之既能减少试验次数,又能收到较好的效果。“正交试验法”就是研究与处理多因素试验的一种科学有效的方法
正交试验法在西方发达国家已经得到广泛的应用,对促进经济的发展起到了很好的作用。在我国,正交试验法的理论研究工作已有了很大的进展,在工农业生产中也正在被广泛推广和应用,使这种科学的方法能够为经济发展服务。
正交试验法就是利用排列整齐的表 -正交表来对试验进行整体设计、综合比较、统计分析,实现通过少数的试验次数找到较好的生产条件,以达到最高生产工艺效果。正交表能够在因素变化范围内均衡抽样,使每次试验都具有较强的代表性,由于正交表具备均衡分散的特点,保证了全面试验的某些要求,这些试验往往能够较好或更好的达到试验的目的。正交试验设计包括两部分内容:第一,是怎样安排试验;第二,是怎样分析试验结果。

Western Blot 实验的原理是什么?

原理与Southern或Northern杂交方法类似,但Western Blot采用的是聚丙烯酰胺凝胶电泳,被检测物是蛋白质,“探针”是抗体,“显色”用标记的二抗。经过PAGE分离的蛋白质样品,转移到固相载体(例如硝酸纤维素薄膜)上,固相载体以非共价键形式吸附蛋白质,且能保持电泳分离的多肽型别及其生物学活性不变。以固相载体上的蛋白质或多肽作为抗原,与对应的抗体起免疫反应,再与酶或同位素标记的第二抗体起反应,经过底物显色或放射自显影以检测电泳分离的特异性目的基因表达的蛋白成分。该技术也广泛应用于检测蛋白水平的表达。 生物帮上面有很多相关的内容的, :product.bio1000./101887/ Western Blotting试剂盒

裂桶实验的原理是什么?

因为液体的压强等于密度、深度和重力加速度常数之积。在这个实验中,水的密度不变,但深度一再增加,则下部的压强越来越大,而受力面积(桶的内表面积)不变,压力等于压强除以受力面积,那么压力越来越大,终于超过桶能够承受的上限,随之裂开。 帕斯卡桶裂实验 1648年,著名法国物理学家帕斯卡在巴黎用水和葡萄酒做实验.在12m长的管中盛水之后把结实的新木桶胀破了.这就是历史上有名的帕斯卡桶裂实验. 帕斯卡“桶裂”实验可以很好地证明液体压强与液体的深度有关

趣味实验的原理是什么?

实验步骤:1、取一张白纸,将手指在白纸用力的按一下,一定要记住按的地方。
2、将碘酒倒入干净的试管内,用试管夹将其固定,
3、点燃酒精灯,用酒精灯加热试管。将压有指纹的白纸放在试管上方。
4、约5~10分钟,之上就显出清晰的指纹。
原理:手指上有油脂,油脂为非极性分子,碘分子也是非极性分子,碘蒸汽溶解在油脂中而显出碘的颜色,相似相容。

 浦丰实验的原理是什么? 

在1777年出版的《或然性算术实验》一书中提出他的著名的投针问题,蒲丰提出了用实验概率方法计算 π 。这个实验方法的操作很简单:找一根粗细均匀,长度为 d 的细针,并在一张白纸上画上一组间距为 l 的平行线(方便起见,常取 l = d/2),然后一次又一次地将小针任意投掷在白纸上。这样反复地投多次,数数针与任意平行线相交的次数,于是就可以得到 π 的近似值。因为蒲丰本人证明了针与任意平行线相交的概率为 p = 2l/πd 。利用这一公式,可以用概率方法得到圆周率的近似值。在一次实验中,他选取 l = d/2 ,然后投针2212次,其中针与平行线相交704次,这样求得圆周率的近似值为 2212/704 = 3.142。当实验中投的次数相当多时,就可以得到 π 的更精确的值。
1850年,一位叫沃尔夫的人在投掷5000多次后,得到 π 的近似值为3.1596。目前宣称用这种方法得到最好结果的是义大利人拉兹瑞尼。在1901年,他重复这项实验,作了3408次投针,求得 π 的近似值为3.1415929,这个结果是如此准确,以致于很多人怀疑其实验的真伪。如美国犹他州奥格登的国立韦伯大学的L·巴杰就对此提出过有力的质疑。
不过,蒲丰实验的重要性并非是为了求得比其它方法更精确的 π 值。蒲丰投针问题的重要性在于它是第一个用几何形式表达概率问题的例子。计算 π 的这一方法,不但因其新颖,奇妙而让人叫绝,而且它开创了使用随机数处理确定性数学问题的先河,是用偶然性方法去解决确定性计算的前导。

双缝实验的原理是什么?

双缝实验 让我们考虑这一“原型的”量子力学实验。一束电子或光或其他种类的“粒子--波”通过双窄缝射到后面的萤幕去。为了确定起见,我们用光做实验。按照通常的命名法,光量子称为“光子”。光作为粒子(亦即光子)的呈现最清楚地发生在萤幕上。光以分立的定域性的能量单位到达那里,这能量按照普郎克公式E=hv恒定地和频率相关。从未接收过“半个”(或任何部分,光子的能量。光接收是以光子单位的完全有或完全没有的现象。只有整数个光子才被观察到。 然而,光子通过缝隙时似乎产生了类波动的行为。先假定只有一条缝是开的(另一条缝被堵住)。光通过该缝后就被散开来,这是被称作光衍射的波动传播的一个特征。但是,这些对于粒子的影象仍是成立的。可以想象缝隙的边缘附近的某种影响使光子随机地偏折到两边去。当相当强的光也就是大量的光子通过缝隙时,萤幕上的照度显得非常均匀。但是如果降低光强度,则人们可断定,其亮度分布的确是由单独的斑点组成--和粒子影象相一致--是单独的光子打到萤幕上。亮度光滑的表观是由于大量的光子参与的统计效应。(为了比较起见,一个60瓦的电灯泡每一秒钟大约发射出100000000000000000000个光子!)光子在通过狭缝时的确被随机地弯折--弯折角不同则概率不同,就这样地得到了所观察到的亮度分布。 然而,当我们开启另一条缝隙时就出现了粒子影象的关键问题!假设光是来自于一个黄色的钠灯,这样它基本上具有纯粹的非混合的颜色--用技术上的术语称为单色的,也即具有确定的波长或频率。在粒子影象中,这表明所有光子具有同样的能量。此处波长约为5×10-7米。假定缝隙的宽度约为0.001毫米,而且两缝相距0.15毫米左右,萤幕大概在一米那么远。在相当强的光源照射下,我们仍然得到了规则的亮度模式。但是现在我们在萤幕中心附近可看到大约三毫米宽的称为干涉模式的条纹的波动形状。我们也许会期望第二个缝隙的开启会简单地把萤幕的光强加倍。如果我们考虑总的照度,这是对的。但是现在强度的模式的细节和单缝时完全不同。萤幕上的一些点--也就是模式在该处最亮处--照度为以前的四倍,而不仅仅是二倍。在另外的一些点--也就是模式在该处最暗处--光强为零。强度为零的点给粒子影象带来了最大的困惑。这些点是只有一条缝开启时粒子非常乐意来的地方。现在我们打开了另一条缝,忽然发现不知怎么搞的光子被防止跑到那里去。我们让光子通过另一条途径时,怎么会在实际上变成它在任何一条途径都通不过呢? 在光子的情形下,如果我们取它的波长作为其“尺度”的度量,则第二条缝离开第一条缝大约有300倍“光子尺度”那么远(每一条缝大约有两个波长宽),这样当光子通过一条缝时,它怎么会知道另一条缝是否被开启呢?事实上,对于“对消”或者“加强”现象的发生,两条缝之间的距离在原则上没有受到什么限制。 当光通过缝隙时,它似乎像波动而不像粒子那样行为!这种抵消--对消干涉--是波动的一个众所周知的性质。如来两条路径的每一条分别都可让光通过,而现在两条同时都开放,则它们完全可能会相互抵消。我解释了何以致此。如果从一条缝隙来的一部分光和从另一条缝隙来的“同相”(也就是两个部分波的波峰同时发生,波谷也同时发生),则它们将互相加强。但是如果它们刚好“反相”(也就是一个部分波的波峰重叠到另一部分的波谷上),则它们将互相抵消。在双缝实验中,只要萤幕上到两缝隙的距离之差为波长的整数倍的地方,则波峰和波峰则分别在一起发生,因而是亮的。如果距离差刚好是这些值的中间,则波峰就重叠到波谷上去,该处就是暗的。关于通常巨集观的经典波动同时以这种方式通过两个缝隙没有任何困惑之处。波动毕竟只是某种媒质(场)或者某种包含有无数很小点状粒子的物体的一种“扰动”。扰动可以一部分通过一条缝隙,另一部分通过另一条缝隙。但是这里的情况非常不同;每一个单独光子自身是完整的波动!在某种意义上讲,每个粒子一下通过两条缝隙并且和自身干涉!人们可将光强降得足够低使得保证任一时刻不会有多于一个光子通过缝隙的附近。对消干涉现象,因之使得两个不同途径的光子互相抵消其实现的可能性,是加在单独光子之上的某种东西。如果两个途径之中只有一个开放,则光子就通过那个途径。但是如果两者都开放,则两种可能性奇迹般地互相抵消,而发现光子不能通过任一条缝隙! 读者应该深入思考一下这一个非同寻常事实的重要性。光的确不是有时像粒子有时像波那样行为。每一个单独粒子自身完全地以类波动方式行为;一个粒子可得到的不同选择的可能性有时会完全相互抵消! 光子是否在实际上分成了两半并各自穿过一条缝隙呢?大多数物理学对这样的描述事物的方式持否定态度。他们坚持说,两条途径为粒子开放时,它们都对最后的效应有贡献。它们只是二中择一的途径,不应该认为粒子为了通过缝隙而被分成两半。我们可以考虑修正一下实验,把一个粒子探测器放在其中的一条缝隙,用来支援粒子不能分成两部分再分别通过两缝隙的观点。由于用它观测时,光子或任何其他种类的粒子总是作为单独整体而不是整体的一部分而出现,我们的探测器不是探测到整个光子,就是根本什么也没探测到。然而,当把探测器放在其中的一条缝隙处,使得观察者能说出光子是从哪一条缝隙通过时,萤幕上的波浪状的干涉花样就消失了。为了使干涉发生,显然必须对粒子“实际上”通过那一条缝隙“缺乏知识”。 为了得到干涉,两个不同选择都必须有贡献,有时“相加”--正如人们预料的那样相互加强到两倍--有时“相减”--这样两者会神秘地相互“抵消”掉。事实上,按照量子力学的规则,所发生的事比这些还更神秘!两种选择的确可以相加(萤幕上最亮的点),两者也的确可以相减(暗点);但它们实际上也会以另外奇怪的组合形式结合在一起,例如 “选择A”加上i乘以“选择B”, 事实上任何复数都能在“不同选择的组合”中起作用! 读者可能会记得在第三章时我的复数对于“量子力学的结构是绝对基本的”警告。这些数绝不仅仅是数学的精巧。它们通过令人信服的、使人意外的实验事实来迫使物理学家注意。我们必须接受复数权重才能理解量子力学。现在我们接着考虑它的推论。 别人的答案,希望对您有帮助。

拉瓦锡实验的原理是什么?

把少量的汞(水银)放在密闭的容器里,连续加热达十二天之久,结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色的粉末,同时容器里的空气的体积差不多减少了五分之一。拉瓦锡研究了剩余的那部分空气,发现这部分空气既不能供给人类及动物呼吸来维持人类及动物的生命,也不能支援可燃物的燃烧,他误认为这些气体都是氮气(拉丁文原意是“不能维持生命”)。拉瓦锡再把汞表面上所生成的红色粉末(现已证明是氧化汞)收集起来,放在另一个较小的容器里经过强热后,得到了汞和氧气,而且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气的那部分体积。
实验结论
他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的约五分之四体积的气体里去,结果得到的气体同空气的物理性质、化学性质都完全一样。通过这些实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气所组成的这一结论。

指纹显影实验的原理是什么

先对准指纹处喷洒AgNO3溶液,使之与人体分泌出的 汗水中的某种离子结合,然后进行光照,化合物见光分解。

托里拆利实验的原理是什么?

就是大气压强等于水银柱下产生的压强
就是相当于大气压托住了760mm的水银柱

化学三色杯实验的实验原理是什么?

在试管中依次加入1mlCCl4、2ml H2O、1ml异戊醇(不得振荡)。用溼润的玻璃棒沾取少许KI与单质碘的混合物,放入试管中。
实验原理:CCl4与H2O、H2O与异戊醇,两两互不相溶(极性分子与非极性分子间不易溶)。三者的密度还有别(CCl4为1.595、异戊醇为0.81),所以可以保持以三层的形式存在。
但CCl4与异戊醇互溶(相似相溶),所以新增试剂必须按实验所给的次序、且新增及搅拌的动作都要很轻,避免CCl4与异戊醇的接触。且不易用上下垂直移动玻璃棒的方法来“搅拌”。
溶液颜色不同是由于有溶剂合物生成的缘故。单质碘在CCl4中不生成溶剂合物,仍保持分子状态(与在气体中相同)。但在其余两个溶液中都有溶剂合物生成,且溶剂合物都是棕色。
各层颜色的深浅则是由其中单质碘的浓度不同而造成的。而浓度则由分配系数(溶质在相邻两相中的浓度比——是一个常数)决定。单质碘在CCl4与含有碘化钾的H2O间的分配系数好像是1.3左右。
KI起的作用是使单质碘在水中溶解度增大。由于KI与单质碘间有可逆反应(KI+I2=KI3),生成易溶的KI3而使单质碘在水中溶解度极为显著地增加。同时还能使各液层中单质碘的浓度能较快地达到溶解平衡。

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