Давлат қЎмитаси тошкент автомобиль йўлларини лойиҳалаш, Қуриш ва эксплуатацияси институти

Экспериментнинг методологияси экспериментнинг умумий структураси (лойиҳаси), яъни экспериментал тадқиқотлар ифодаси ва ўтказиш кетма-кетлигидир. Экспериментнинг методологияси қуйидаги асосий босқичларни ўз ичига олади:
1) экспериментнинг режа-дастурини ишлаб чиқиш;
2) ўлчаш ишларини баҳолаш ва эксперимент ўтказиш учун воситаларни танлаш;
3) эксперимент ўтказиш;
4) экспериментал маълумотларни қайта ишлаш ва таҳлил қилиш.
Ушбу босқичлар анъанавий эксперимент учун амал қилади. Сўнгги пайтларда математик эксперимент назарияси кенг қўлланилиб, у аниқлик даражасини кескин ошириш ва экспериментал тадқиқотлар ҳажмини камайтириш имконини беради.
Бу ҳолда экспериментнинг методологияси қуйидаги босқичларни ўз ичига олади: экспериментнинг режа-дастурини ишлаб чиқиш; ўлчаш ишларини баҳолаш ва эксперимент ўтказиш учун воситаларни танлаш; экспериментни математик режалаштириш ва шу вақтнинг ичида экспериментал тадқиқотларини ўтказиш, маълумотларни тўплаш ва таҳлил қилиш.
Энди экспериментал тадқиқотлар босқичлари ҳақида тўхтаб ўтайлик.
Режа-дастур тадқиқот мавзуси номи, ишчи гипотеза, эксперимент методикаси, зарурурий материаллар, приборлар, қурилмалар, эксперимент ижрочилари рўйхати, иш календар режаси ва экспериментни бажариш учун сметани ўз ичига олади. Баъзи ҳолларда унга приборлар, аппаратлар, мосламаларни конструкторлаш ва тайёрлаш, уларнинг методик текшириш ишлари, шунингдек корхоналарда тажриба ишларининг дастурлари ҳам киради.
Режа-дастурнинг асоси - эксперимент методикаси ҳисобланади (юқорига қаранг). Режа-дастурни ишлаб чиқишнинг энг муҳим босқичларидан бири экспериментнинг мақсад ва вазифаларини аниқлашдир. Аниқ асосланган вазифалар - уларнинг ечимига катта ҳисса қўшишдир. Вазифалар сони кўп бўлмаслиги керак. Муайян (комплекс бўлмаган) эксперимент учун оптимал вазифалар сони 3-4 бўлиши, катта, комплекс экспериментда, уларнинг сони 8-10 та бўлиши мумкин.
Ўзгарувчи омилларни тўғри танлаш, яъни ўрганилаётган жараёнга таъсир қилувчи асосий ва иккиламчи тавсифларни аниқлаш, керак. Аввалида, жараённинг ҳисоб (назарий) схемалари таҳлил қилинади. Бунга асосланиб, барча омиллар таснифланади ва ушбу эксперимент учун аҳамияти жиҳатидан муҳимлиги нуқтаи назаридан омиллар кетма-кетлиги тузилади. Экспериментнинг самарадорлигига асосий ва иккиламчи омилларни тўғри танлаш муҳим аҳамият касб этади, чунки эксперимент натижасида ушбу омиллар орасидаги боғлиқланишлар аниқланади. Асосий ва иккиламчи омиллар ролини дарҳол аниқлаш қийин бўлган ҳолларда катта бўлмаган қидирув эксперименти амалга оширилади.
Тавсифларнинг аҳамиятини аниқлашнинг асосий тамойили ўрганилаётган жараёндаги унинг ролидир. Бунинг учун жараён битта ўзгарувчига боғлиқ равишда қолганларини ўзгармас деб ҳисоблаб ўрганилади. Экспериментни ўтказишнинг ушбу принципи фақат ўзгарувчи параметрлар сони кичик 1-3 та бўлган ҳолларда ўзини оқлайди. Ўзгарувчи параметрлар кўп бўлган ҳолда, кўпфакторли таҳлил принципини қўллаш мақсадга мувофиқдир.
Ўлчаш воситаларини асослаш - бу кузатиш ва ўлчаш учун зарур бўлган приборлар, ускуналар, машиналар, қурилмалар ва бошқаларни танлашдир. Ўлчов воситалари стандартларидан танланиши ёки унинг йўқлигида мустақил равишда тайёрланиши мумкин.
Бунда ўлчаш аниқлиги ва унинг хатолигини аниқлаш жуда муҳим аҳамиятга эга. Ўлчов усуллари махсус фан - метрология фани қонунларига асосланган бўлиши керак.
Методикада эксперимент ўтказиш жараёни батафсил ёритилади. Бошида ўлчаш ва кузатиш операциялари тартиби (кетма-кетлиги) тузилади. Сўнгра синчковлик билан эксперимент ўтказиш учун танланган воситаларни ҳисобга олган ҳолда ҳар бир операция ифодаланади. Минимал (илгари белгиланган) миқдордаги ўлчашлар ёрдамида юқори ишончлиликни ва берилган аниқликни таъминлайдиган операцияларнинг сифат назорати усулларига алоҳида эътибор қаратилади. Кузатишлар ва ўлчовлар натижаларини қайд этиш учун журналлар шакллари ишлаб чиқиш.
Методиканинг муҳим қисми экспериментал маълумотларни қайта ишлаш ва таҳлил қилиш усулларини танлашдир. Маълумотларни қайта ишлаш барча рақамларни тизимлаштириш, таснифлаш, таҳлил қилишга қаратилади. Эксперимент натижалари ўқилиши қулай бўлган кўринишдаги ёзувга - олинган натижаларни тез ва сифатли солиштириш имконини берадиган жадваллар, графиклар, формулалар, номограммалар кўринишига келтирилиши зарур.
Методикада экспериментал маълумотларни қайта ишлаш ва таҳлил қилишнинг математик усулларига, яъни эмпирик боғланишларни ўрнатиш, ўзгартиралидиган параметрлар ўртасидаги алоқаларни аппроксимациялаш, мезон ва ишонч оралиқларини аниқлаш ва бошқаларга, алоҳида эътибор берилиши керак.
Методика ишлаб чиқилгандан сўнг, назарий ишланмаларнинг чуқурлигига, қабул қилинган ўлчов воситаларининг аниқлиги даражасига боғлиқ бўлган экспериментал тадқиқотлар ҳажми ва меҳнат сарфи аниқланади. Тадқиқотнинг назарий қисми қанчалик аниқ ифодаланган бўлса, эксперимент ҳажми шунчалик камроқ бўлади.
Эксперимент ўтказишнинг учта ҳолати бўлиши мумкин.
Биринчиси, ўрганилаётган жараённи аниқ ифодалаб берадиган аналитик боғланиш назарий жиҳатдан олинган. Масалан,
у = 6е^5х.
Бу ҳолда, бу боғлиқликни тасдиқлаш учун экспериментнинг ҳажми минималдир, чунки функция экспериментал маълумотлар билан аниқ ифодаланади.
Иккинчи ҳолат - назарий жиҳатдан боғланишнинг фақат тавсифи аниқланган. Масалан,
у = ае^*х .
Бу ҳолда, эгри чизиқлар оиласи берилган. а ва * ни экспериментал тарзда аниқлаш керак. Бунда эксперимент ҳажми ошади.
Учинчи ҳолат - назарий жиҳатдан ҳеч қандай боғланишлар олинмади. Жараённинг сифатий қонуниятлари ҳақида фақат тахминлар ишлаб чиқилган. Кўпгина ҳолларда, қидирув экспериментини ўтказиш мақсадга мувофиқ бўлади. Экспериментал ишларнинг ҳажми кескин ортади. Бу ҳолда экспериментни математик режалаштириш усули мос келади.
Эксперимент ҳажми ва меҳнат сарфига унинг тури таъсир қилади. Дала экспериментлари, одатда, жуда катта меҳнат сарфини талаб қилади. Экспериментал ишнинг ҳажми аниқлангандан кейин зарур ўлчаш воситалари рўйҳати, материаллар миқдори, ижрочилар рўйхати, календар режа ва харажатлар сметаси тузилади. Режа-дастурни илмий раҳбар кўриб чиқади, илмий жамоа томонидан муҳокама қилинади ва белгиланган тартибда тасдиқланади.
Экспериментни ўтказиш энг муҳим ва энг кўп вақт сарфлайдиган босқичдир. Экспериментал тадқиқотлар тасдиқланган режа-дастурга ва айниқса эксперимент методикаси бўйича амалга оширилиши керак. Экспериментни бажаришга киришганда, уни бажариш методикаси, синовлар кетма-кетлиги узил-кесил аниқлаштирилади.
Мураккаб экспериментларда кўпинча кутилган натижа режада кўрсатилган муддатлардан кейин олиниши ҳоллари пайдо бўлади. Шунинг учун илмий ходим сабр-тоқатни, қатъиятни намоён этиши ва экспериментни охиригача, натижаларни олишгача етказиши керак.
Эксперимент ўтказиш учун мажбурий талаб журнал юритишдир. Журнал шакли ихтиёрий бўлиши мумкин, лекин барча омиллар максимал белгилаб борадиган ўрганилаётган жараён учун мос бўлиши керак. Журналда илмий-тадқиқот иши мавзуси ва эксперимент мавзуси, бажарувчи фамилияси, исми, шарифи, эксперимент ўтказиш вақти ва жойи, атроф-муҳит тавсифи, эксперимент объекти ва ўлчаш воситалари ҳақида маълумотлар, кузатув натижалари ва олинаётган натижаларни баҳолайдиган бошқа маълумотлар қайд этиб борилади.
Ўлчовлар билан бир вақтда ижрочи натижаларни олдиндан қайта ишлаши ва уларни таҳлил қилиши керак. Айниқса бу ерда унинг ижодий қобилияти намоён бўлиши керак. Бундай таҳлил ўрганилаётган жараённи назорат қилиш, экспериментни тўғрилаш, методикани яхшилаш, эксперимент самарадорлигини ошириш имконини беради.
Экспериментнинг якуний қисми бўлган таҳлилга алоҳида ўрин берилади. Унинг асосида илмий гипотеза тасдиқланади. Эксперимент таҳлили - тадқиқотнинг ижодий қисми ҳисобланади. Баъзан рақамлар ортидан жараённинг физик моҳиятини аниқ тасаввур қилиш қийин. Шунинг учун у ёки бу жараённинг кечишига сабабчи бўладиган фактлар, сабабларни таққослаш ва гипотеза ҳамда эксперимент ўртасидаги адекватликни аниқлаш зарур бўлади.
Ўлчов ва кузатишлар натижаларини қайта ишлаш жараёнида график тасвирлаш усуллари кенг қўлланилади. График тасвир эксперимент натижаларини ҳақида аниқ тасаввур беради ва ўрганилаётган жараённинг физик моҳиятини тушунишга, ўрганилаётган ўзгарувчи катталиклар функционал боғланишларини умумий характерини аниқлашга, функциянинг максимуми ёки минимуми мавжудлигини аниқлашга имкон беради.
Графикнинг кескин оғиши ўлчов хатоликлари билан тушунтирилади.
Экспериментлар натижалари график кўринишда тасвирланганда, координаталар тизимини ёки координата сеткасини танлаш катта аҳамиятга эга.
Координаталар сеткаси бир хил узунликда ва бир хил бўлмаган узунликда бўлиши мумкин. Бир хил узунликдаги координаталар сеткасида ординаталар ва абсциссалар бир хил шкалага эга. Мисол учун, тўғри бурчакли координаталар тизимида иккала ўқда бўлиниш оралиқлари бир хил бўлади.
Бир хил бўлмаган координаталар сеткасидан энг кенг тарқалганлари сифатида яримлогарифмик, логарифмик, эҳтимолликларни кўрсатиб ўтиш мумкин.
Яримлогарифмик сеткада ордината бир хил узунликка ва логарифмик абсциссага эга.
Логарифмик сеткада иккала ўқ ҳам логарифмик бўлади; эҳтимолликда - ордината, одатда бир хил ва абсцисса - эҳтимоллик шкаласи бўлади.
Бир хил бўлмаган сеткаларнинг вазифаси турлича. Кўпинча улар функцияларни янада яққолроқ намойиш этиш учун ишлатилади. Жумладан, логарифмик сеткаларда кўплаб эгри чизиқли функциялар тўғриланади. Эҳтимоллик сеткаси турли ҳолларда қўлланилади: ўлчовларни қайта ишлашда уларнинг аниқлигини текшириш учун, ҳисоб тавсифларини аниқлашда.
Экспериментал ўлчашлар давомида функциянинг иккита қийматининг статистик кўрсаткичлари олинади:
y = f (x). (3)