Закон назван псевдонимом В.С. Госсета. Закон применяется при обработке небольшого числа (от 2 до 20) многократных измерений, погрешности которых подчинены нормальному закону распределения.
Закон распределения Стьюдента описывает распределение плотности вероятности значений случайной величины как функцию относительного аргумента
, (2.16)
где — число повторных измерений.
Распределение Стьюднта приближается к нормированному нормальному распределению с увеличением числа повторных измерений.
Для определения вероятности при законе распределения Стьюдента необходимо вычислить интеграл
. (2.17)
Предел интегрирования называется коэффициентом Стьюдента. При расчете коэффициента Стьюдента задаются доверительной вероятностью и числом повторных наблюдений n, поэтому коэффициент Стьюдента обозначают или просто t. Значения коэффициентов Стьюдента приведены в таблице 2.2
Таблица 2.2 – Значения коэффициентов Стьюдента
n-1 | |||||
0.90 | 0.95 | 0.98 | 0.99 | 0.999 | |
6.31 | 12.7 | 31.8 | 63.7 | 636. | |
2.92 | 4.30 | 6.96 | 9.92 | 31.6 | |
2.35 | 3.18 | 4.54 | 5.84 | 12.9 | |
2.13 | 2.78 | 3.75 | 4.60 | 8.61 | |
2.02 | 2.57 | 3.36 | 4.03 | 6.87 | |
1.94 | 2.45 | 3.14 | 3.71 | 5.96 | |
1.90 | 2.36 | 3.00 | 3.50 | 5.41 | |
1.86 | 2.31 | 2.90 | 3.36 | 5.04 | |
1.83 | 2.26 | 2.82 | 3.25 | 4.78 | |
1.81 | 2.23 | 2.76 | 3.17 | 4.59 | |
1.78 | 2.18 | 2.68 | 3.05 | 4.32 | |
1.76 | 2.14 | 2.62 | 2.99 | 4.14 | |
1.74 | 2.12 | 2.58 | 2.95 | 4.02 | |
1.73 | 2.10 | 2.55 | 2.88 | 3.92 | |
1.72 | 2.09 | 2.53 | 2.85 | 3.85 |
На основе распределения Стьюдента разработан критерий отбора ошибочных результатов измерений. Согласно критерия Стьюдента считаются ошибочными измерения, удовлетворяющие условию
, (2.18)
где погрешность i – го измерения . t – коэффициент Стьюдента при заданной вероятности P и числе повторных измерений n. Критерий Стьюдента отсеивает с надежностью P такие результаты измерений, которые не попадают в доверительный интервал , при этом надежность P определяется вероятностью P получения точного результата и зависит от погрешности измерительного прибора.