Дипломные проекты (работы) с развитой научно-исследовательской частью, как правило, представляют собой экспериментальные исследования.
Перед проведением работы в таких дипломных проектах на основании анализа задания на дипломное проектирование, исходных данных и литературы, посвященной аналогичным исследованиям, должно разрабатываться техническое задание на проведение исследований. Оно должно содержать:
- цель, назначение и обоснование необходимости проведения исследований (получение новых данных о материалах, объектах, явлениях, закономерностях и др.);
- этапы выполнения;
- технические требования к проведению исследований;
- экономические показатели;
- требования к отчетным документам и др.
Технические требования к выполнению исследований в общем случае имеют ряд ограничений:
- по условиям проведения экспериментов;
- исследуемым параметрам, режимам и их характеристикам;
- предельным погрешностям измерений;
- по методам и средствам испытаний.
На основании анализа литературных источников и требований ТЗ выбирается метод и средство для выполнения экспериментов, составляется план его проведения. В плане проведения эксперимента указывается последовательность работы испытательного оборудования, характер и величина изменения переменных, представляющих варьируемые физические величины. Под испытательным оборудованием - средствам выполнения эксперимента - понимается испытательная аппаратура, измерительные приборы, испытательная машина, образец для эксперимента.
Все результаты измерений и их погрешности должны быть представлены с учетом Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ), в частности с учетом требований ГОСТ 8.001-80.ГСИ.
Погрешность средств измерений должны быть определены и указаны в соответствии со стандартом: ГОСТ 8.401-80.ГСИ, ГОСТ 8.009-84.ГСИ, ГОСТ 8.010-90.ГСИ.
При проведении экспериментов с измерительными системами, содержащими измерительные приборы и преобразователь, изготовленными в единичном экземпляре, необходимо руководствоваться ГОСТ 8.326-89.ГСИ.
Эксплуатация нестандартизированных средств измерений допускается только после их метрологической аттестации, осуществляемой ведомственной метрологической службой.
Прямые измерения должны обрабатываться в соответствии с ГОСТ 8.207-76.ГСИ.
Проверка согласия опытного распределения с предполагаемым теоретическим осуществляется в соответствии с требованиями СТ СЭВ 1190-78.
При подчинении эмпирической выборки нормальному распределению оценка ее параметров должна проводиться по СТ СЭВ 876-78.
Качество измерений при экспериментах определяется следующими факторами:
- результаты экспериментов выражаются в стандартных единицах;
- известны значения погрешности выполненных измерений;
- известны достоверности оценок значений погрешностей измерений;
- погрешности не превышают допускаемых пределов.
С учетом этих факторов разрабатывается методика выполнения измерений (МВИ), где выбор единиц физических величин должен производиться в соответствии с ГОСТ 8.417-81.ГСИ.
Оценка точности результатов эксперимента определяется на основе методики выполнения измерений. Поэтому в ней должна отражаться вся совокупность методов, приемов, способов, процедуры и условий подготовки и проведения эксперимента, а также совокупность приемов и правил обработки результатов измерений. Нормативные документы методики выполнения измерений регламентированы ГОСТ 8.010-90.ГСИ.
При дипломном проектировании в методике выполнения измерений, как минимум, должны быть рассмотрены следующие вопросы:
- выбор и обоснование показателей точностей измерений;
- выбор средств и методов измерений;
- учет условий проведения измерений;
- разработка математической модели погрешностей измерений;
- обработка результатов измерений;
- оценка точности результатов измерений.
Параметры показателей точностей измерений выбираются в соответствии с ГОСТ 8.011-72.ГСИ.
В практике проведения экспериментов при дипломном проектировании достаточно часто встречаются измерения, требующие предварительной оценки их погрешностей. В этом случае заранее выявляются основные источники погрешностей измерений, оценивается из влияние на результаты, регламентируются правила обработки экспериментальных данных и разрабатывается модель погрешностей измерений, на базе которой осуществляется количественная оценка погрешностей измерений. Обычная модель погрешностей измерений представляется суммой некоторых функций, каждая из которых, в свою очередь, является моделью элементарной погрешности.
При этом должны учитываться и методические вопросы, такие, как:
- выбор способов суммирования элементарных погрешностей;
- подбор теоретических функций распределения, согласующихся с данными эмпирических выборок и др.
В качестве примера рассмотрим следующую задачу. Требуется расчетным путем оценить точность результата измерения силы с помощью динамометра, установленного в нагружающую цепь испытательной машины. При этом необходимо определить:
- верхнюю 
и нижнюю 
границы систематической составляющей погрешности измерения с заданной допустимой вероятностью 
;
- функцию распределения случайной составляющей погрешности измерения 
;
- среднее квадратическое отклонение S случайной составляющей погрешности измерения.
Моделью погрешности измерений может быть сумма следующих элементарных погрешностей, источники которых были выявлены при метрологической аттестации:
- неточность динамометра (
);
- влияние условий проведения измерения (
);
- некомпенсация местных перегрузок (
);
- неточность направления приложения нагрузки (
);
- влияние электромагнитных полей (
),
где 
и 
- соответственно нижняя и верхняя границы систематической составляющей погрешности измерения, возникающей под действием i-го фактора; 
- дисперсия рассеяния наблюдений, возникающая при действии i-го фактора.
Алгоритм решения задачи будет следующим.
1 Определение систематической составляющей погрешности измерений суммированием ее элементарных погрешностей с учетом законов их распределений 
.
При отсутствии сведений о функции распределения расчеты осуществляют из наличия самого неблагоприятного случая - распределения 
по закону равной вероятности.
Выбирается значение доверительной вероятности 
для , зависящие от требуемой надежности доверительных границ этой погрешности. Обычно >=0,90. Примем =0,95.
Границы положения неисключенной систематической составляющей погрешности измерения могут быть рассчитаны по формулам:
,
,
где K- коэффициент, зависящий от числа слагаемых и доверительной вероятности.
Например, при большом числе слагаемых m и значение доверительной вероятности =0,95 K=1,1 независимо от числа слагаемых; при = 
0,99 K=1.4, если m>4; при m<4 значение K выбирают по данным графика, приведенного в разделе 4 ГОСТ 8.207-76.
2 Определение функции распределения случайной составляющей погрешности измерения.
Для этого имеются ряд наблюдений, которые представляются графически в виде гистограммы либо полигона. Далее проверяется согласие данных полученной эмпирической выборки с различными теоретическими распределениями. В качестве функции распределения случайной составляющей погрешности принимается та, значения которой имеют наилучшее согласие с эмпирической выборкой. Для сравнения с теоретическими законами используются критерии: Колмогорова, 
, 
и другие.
3 Вычисление значения среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности.
Сначала определяется дисперсия суммы случайных погрешностей 
:
,
где и 
- соответственно, случайная составляющая погрешности измерения и ее дисперсия, возникающие под воздействием i-го фактора;
- коэффициент корреляции случайных погрешностей 
.
Знак »i<j» означает, что суммирование распространяется на все возможные попарные сочетания случайных величин . Если все случайные составляющие некоррелированы, то 
=0.
Данная формула справедлива для суммирования случайных величин, в том числе и погрешностей с любыми законами распределения.
Затем рассчитывается среднее квадратическое отклонение 
.
Для практического применения имеют смысл только значения, взятые со знаком «+».
В заключении необходимо проанализировать полученные значения погрешностей и сделать выводы.