Элементарлы өлшеу құралдары
КЖ 1013000.23.18.ТХ
Парақ
№ құжат
Қолы
Күні
Дайындаған
Сапиолла Н.Б
Элементарлы өлшеу
құралдары
Литер
Парақ
Парақтар
Жетекші
Ахметов А.Б.
У
2
38
Ә.Мусин атындағы БГТК КИП-20-9
Бақылау н.
Жумартов Б.Ш
Бекіткен
КЖ 1013000.23.18.ТХ
Парақ
№ құжат
Қолы
Күні
Дайындаған
Сапиолла Н.Б
Элементарлы өлшеу
құралдары
Литер
Парақ
Парақтар
Жетекші
Ахметов А.Б.
У
2
38
Ә.Мусин атындағы БГТК КИП-20-9
Бақылау н.
Жумартов Б.Ш
Бекіткен
МАЗМҰНЫ
Кіріспе 1
1.ТАРАУ. ЖАЛПЫ ЭЛЕМЕНТАРЛЫ ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫ. 2
1.1 Өлшеу құралдары және түрлері.
1.2 Элементарлы өлшеу құралдары. 5
1.3 Өлшеу жəне бақылау құралдарының жалпы құрылымдық сұлбасы. 17
2.ТАРАУ. ӨЛШЕУ МЕН ОНЫҢ НЕГІЗГІ ОПЕРАЦИЯЛАРЫ . 23
2.1 Өлшеу және оның негізгі операциялары.
2.2 Өлшеу міндеттері. 27
2.3 Өлшеу принциптері мен әдістері . 30
2.4 Өлшеу аспаптары мен қондырғылары. 32
3.ТАРАУ.ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ. 34
3.1 Еңбекті қорғау. Техникалық тәсілдер.
Қорытынды. 37
Қолданылған әдебиеттер. 38
Кіріспе
Өлшеу - адамның тәжірибелік әрекеттер теориясын біріктіретін табиғаттың адамға тағайындалған жолдарының бірі болып табылады. Ол ғылыми бөлімдердің бірі болып саналады, материалдық рессурстарды санау, өнімнің қажетті сапасын қамтамасыз ету, технологияны толығымен жетілдіру, өнімді автоматтандыру үшін және адам қызметінің көптеген басқа салалары үшін қызмет етеді. Өлшеу мен өлшеу техникасының теориялық негізі болып жалпы метрология жатады, ол объектінің қасиеттері мен берілген дәлділігі мен сенімділігі жөніндегі мөлшерлі ақпараттары алу үшін арналған пән болып табылады.
Метрология құралдары - бұл өлшеу құралдары мен метрологиялық стандарттардың рационалды түрде пайдалануын қамтамасыз ететін жиынтығы. Өлшеудің ғылыми аспектісінде олардың көмегімен ғылымда теория мен тәжірибенің байланысы жүзеге асырылады.
Өлшеу басқару немесе бақылау объектісі жөніндегі мөлшерлі ақпараттарды алуды қамтамасыз етеді, техникалық процестің барлық берілген шарттарын дәл көрсету, бұйымның жоғарғы сапасын қамтамасыз ету және объектіні тиімді түрде басқару мүмкін емес.
Берілген оқу құралы өлшеу мен құралдарын таңдап алу, әртүрлі физикалық шамаларды өлшеуге, өлшеу нәтижелерінің дәлдігін бағалауға байланысты өндірістік және ғылыми есептерді шешу үшін қажет білімдер мен дағдылық негіздерін беретін мәселелер қарастырылған.
Өлшеу техникасы метрологиялық эксперименттер жасау, өлшеу нәтижелерін өңдеу және метрологиялық жұмыстарды стандарттау мен сертификаттаудың жалпы ережелерін оқытатын ғылым ретіне де көзқарас қалыптастырады.
Өлшеу ұғымы әртүрлі ғылым (математика, физика, химия, психология, экономика және т.б.) салаларында кездеседі және олардың әрқайсысында ол әртүрлі түсіндірілуі мүмкін. Бұл курста автоматтандыру мен басқару саласында физикалық шамаларды өлшеуге қатысты мәселелер ғана қарастырылады.
Кез-келген өнімді өндіру бірнеше өлшеулер жүргізу арқылы жасалынады. Өлшеу арқылы өнімнің сапасына, өлшем бірліктеріне басқада қасиеттеріне қойылатын талаптар анықталады.
Метрология және өлшеудің негізі ғылыми-өндірістік мәслелелерді шешу барысында қажетті өлшеу әдістерін, жабдықтарын дұрыс, нақты таңдауға мүмкіндік беретін білім мен дағдылар негізін үйрету.
1.ТАРАУ. ЖАЛПЫ ЭЛЕМЕНТАРЛЫ ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫ.
1.1 Өлшеу құралдары және түрлері.
Өлшеу құралдары - бұл өлшеуге арналған техникалық құрал (немесе олардық кешені), олардың белгілі уақыт аралығында өлшемі өзгермейтін (орнатылған қателіктер аралығында) физикалық шама бірлігін сақтайтын және (немесе) көрсететін мөлшерленген метрологиялық сипаттамалары болады. Өлшеу құралдарын калибрлеу - бұл мемлекеттік қадағалауға жатпайтын өлшеу құралдарының жарамдылығы мен нағыз метрологиялық сипаттамасын қою мақсатымен этолон көмегімен анықталған сәйкес шама мәні мен өлшеу құралдарымен алынған шама мәні арасындағы қатынасты қоятын операциялық жиынтығы. Өлшеу құралдарын калибрлеу өткізуге бекітілген тәртіпте аккредиттеуден өткен метрологиялық қызымет бөлімшесінің заңды тұлғаларының құқысы бар. Өлшеу құралдарын сынау - оларды сынау кезінде сыналатын объектіге әртүрлі сынау әсерлер (пайдалану кезінде оларға әсер ететін әсерлер) қолдану арқылы бекітілген нормаларға сәйкестілік дәрежесін анықтау үшін өткізілетін операциялар жинағы. Өлшем (мера) - берілген мөлшердің физикалық шамасын қайта қалпына келтіруге арналған өлшеу құралдары.
Мысалыға тұрақты сыйымдылықты конденсатор бір мән өлшем рөлін атқарады, ал айнымалы сыйымдылықты конденсатор көп мәнді. Өлшеу приборлар - бақылаушымен тікелей қабылдай алатын түрдегі, өлшеу ақпарат сапасын жасауға арналған өлшеу құралы.мөлшеу приборлары ұқсастықты және санды көрсететін жіне жазушы болуы мүмкін. Өлшеу қондырғысы - бір жерде орналасқан және бақылаушымен тікелей қабылдауға ыңғайлы түрдегі өлшеу ақпарат сигналын
жасауға арналған құралдары мен көмекші құралдар. Бақылау - өлшеудің бір түрі, мұнда физикалық шаманың жеткілікті мәнге сәйкестігін анықтайды.
Метрология - бұл қажетті дәлдікті алу амалдары мен бірлікті қамтамасыз ететін құралдар мен әдістер және өлшем туралы ғылым.
Метрология үш бөлімнен тұрады: теориялық, заң шығарушы және қолданбалы метрология.
Теориялық метрология - метрология дамудың іргелі негізін, физикалық тұрақты шама бірлігінің жүйесін жасаумен және жаңа өлшеу әдістерін дамытумен айналысады.
Заң шығарушы метрология - мемлекетте қолданылатын өлшеу лабараториялары, өлшеу құралдары, өлшеу әдістері мен өлшем бірлігі мен рұқсат етілген мемлекеттік талаптарды орнатады.
Қолданбалы метрология - әртүрлі саладағы теориялық және заң шығарушы метрологияның практикалық қолдануын жүзеге асырады.
Практикалық жұмыста өлшемді қолданбайтын ешқандай облыс жоқ, егер де ол кезде өлшем бірлігі мен өлшенетін ауқымның арасындағы қатынас табылатын болса, қандай да болсын реттеу, бақылау, жоспарлау, болжау анализдері кезінде, өнімнің сапасы мен өлшемі туралы, дайын өнім мен техникалық опперациялардың жүруі туралы және барлық өндіру цикілі туралы нақты мәліметтер болуы керек. Бұндай мәліметтерді олар параметралері мен көрсеткіштердің, әр түрлі физикалық шамалардың едәуір санын өлшеу жолымен алады. Қажетті нақты алынған өлшеу мәліметтері, дұрыс шешімді қабылдауды қамтамасыз етеді. Дұрыс емес мәлімет өнім сапасының төмендеуіне, аварияларға, ғылыми-зерттеу кезінде дұрыс емес шешімдерге, пайдалы кеңдер қорын дұрыс емес бағалауына, сауда-коммерциялық операциялар кезінде есептен жеп қоюына әкеп соғады. Өлшемге бірдей көзқарас келісуші мәліметпен алмасуды, өлшеу құралдары мен әдістерін стандартизациялау мүмкіндігін, халықаралық сауда алмасу жүесіндегі сыналған өнім мен өлшеу нәтижелерін келісіліп қолдау кепілін береді. Барлық мамандарылған метрологтардың өлшемдері кезінде (техникалық құралдармен өлшенген кездегі табылатын мән) алынған мәндері дұрыс деп үміттенеді. Алынған өлшеу нәтижелеріндегі үміттін жоқтығы ғана, оларды қайта өлшеп, басқа мамандар мен өлшеу лабараторияларын қатыстырады. Н.И. Тюриннің Метрологияға кіріспе кітабында өлшеу қандай болсын мұқияттықпен өткізілгенімен, қандай да болсын нақты өлшеу құралдарын қолданғанымен өлшемнің нақты мәнін алу мүмкін емес деп жазған, яғни өлшем мәнінің қателігі нөлге тең болмайды. Ықтималдық теориясы алынған өлшемді өлшенетін мәннің нақтысына жақындауына мүмкіндік береді, және де ықтималдық теориясы бізді шектен шықпайтын ықтималдық қателік шекарасын бағалауды үйретті. Өлшемнің дұрыстығы алынған өлшем нәтижелерінің сенімділік деңгейімен сипатталады. Міне осы өлшеу негізіне алынған.
Егер де біз өлшем туралы нақты және толық мәліметті білмесек, ғылыми-зерттеу жұмыстардағы жетістіктеріміз, ғарышты танып білуіміз, барлық салалардағы өнімнің сенімділігін қамтамасыз ететін жаңа техналогиялар мен материалдарды құру мүмкін емес болушы еді. Көп жағдайларда қиын мәселелерді, әр түрлі жердегі, әр түрлі уақыттағы әр түрлі өлшеу құралдарының қолдануымен алынған өлшемдердің көп болуы негізінде шешуге болады. Бұндай мәндерді тек қана олардың бір-біріне жарампаздық шарты кезінде ғана қолданылады. Дәлдікті бір-біріне жарампаздықты, өлшемнің нақтылығын жоғарлатуын өндірістің автоматизациясы мәжбүр етеді. Мәселенің неғұрлым қиындығы, метрология мәндері соғұрлым көп болады. Барлық әрекеттер өлшемсіз мүмкін емес. Көп өндіріс салаларында өлшемге байланысты жыл сайын шығын көлемі 30%-ті құрайды.
Метрологияны қамтамасыз етудегі үлкен мәнді, энергетикалық, материалдық және т.б. ресурстардың үнемдеу мәселесін иеленеді, себебі өлшемнің нақты есебін, үнемдеу мен су ресурстарын, мұнай және мұнай өнімдерін, газ, электрлік және жылу энергетикасының материалдар құндылықтарын жоғалтпау негізі болып табылады. Қазіргі таразы құралдарының қателігі мынандай: өлшеу процесінде өндірістің барлық өлшенген өнімнен 1% аңғарылмай қалады. Мұнай, газ, жанар майдың көп мөлшері ескерілмейді. Егер электрлік энергия счетчигінің қателігі - 2% болса, онда 2% энергия ескерілмей қалады. Егер де осы пайызды дән, мұнай, газ, болат, шойын үшін тоннада; электр энергиясы үшін килловатта берілсе онда жыл сайынғы шығын миллиондаған теңгені құрайды. Егер дәлдік есебі екі есе ғана болса, онда өнім мен материалдың үлкен саны есептеледі. Метрологиялық қызметтін жоқ болуы, өлшем бірлігін қамтамасыз ету шартының бұзылуы өнім сапасын бақылау кезіндегі техналогиялық процесстерді реттеу, ауруларды емдеу мен диагностика кезіндегі және т.б. өлшеулер үлкен шығынға әкеледі.
Өнімді өндіру кезінде тек қана дайын өнімнің сапасын бағалау кезінде өлшеу күйін ескеріп қана қоймай, сонымен қатар белсенді бақылау құралының көмегімен, техналогиялық процесстердің өзінде сапа көрсеткіштерін бағалау мүмкіндігі мен өлшеу күйін де ескеру керек. Жаңа бұйымды жасамас бұрын, техналогиялық процесстегі өндірістің метрологиялық жағынан дайындық мәселелерін шешіп, сынау мен өлшеу құралдарын жасау және аттестациялау әдістерін қолдану қажет. Медицинадағы метрологияның мәні өте үлкен. Медициналық өлшеу және сынау құралдарының (адамға қалпына келтіретін әсер жасаушы) үлкен саны шығарылды. Медицинадағы өлшеулер гигиенада, терапия және диагностика кезінде өткізіледі. Биалогиялық объект параметрлерінің өлшеу көрсеткіштері бойынша адамның барлық және жеке мүшелерінің қызметі мен жұмысқа қабілеттігі туралы пікір айтады. Биалогиялық объектіні емдеу мақсатымен өткізілетін тарапта жанама ықпал етеді, оның параметрлері өлшеу жолымен қадағалап, нормаланған болуы керек. Жанама ықпалы мен ағза параметрлерінің өлшемдері нәтижесі бойынша емдеу жолының дұрыстығы мен іс-әрекеттердің тиімді ықпал етуі туралы қортынды жасайды.
Гигиенада ағзаға қоршаған ортаның (су, ауа және т.б.) әсері зерттеледі, ол үшін көп өлшемдер жүргізіледі. Оператор алынған өлшеу нәтижелерінде күмәні болмауы керек. Ол үшін эксплуатация кезінде үнемі слыстырып тексеруден өтетін, метрологиялық аттестациясы бар, сынаудан өткен өлшеу құралдарын ғана қолдану керек. Өлшеу кезіндегі әдіс, метрологиялық аттестация мен регистрациядан өтуі керек. Аттестациялық әдістің талаптарын ескеріп, қолданған опператор өзінің өлшеу нәтижелерінің дұрыстығында сенімді болуға болады және егер де оның қателігі берілген шектен шықпаса. Барлық бағыттағы объектілерде заң шығарушы метрологияның негізін біліп, теориялық метрологияны жетілдіре біліп, осының бәрін практикада қолдана алатын мамандар болуы керек (басты метролог,өлшеу күйі үшін жауап беруші, өлшемдерді қамтамасыз ететін операторлар). Өлшемді өткізу шығындары, өндірілетін өнімді жасау үшін жалпы шығынның бөлігін құрайды. Өлшеу кез-келген өндіріс бұйымы үшін қадағалау, сынау, дайындау және жобалаудың барлық деңгейлерінен өтетді. Өлшеу техникасының даму деңгейіне байланысты (өлшеу құралдары мен техникасы) өндірісі дамыған мемлекеттердің техникалық және ғылыми потенциалының көрсеткіші бағаланады.
Өлшем (физикалық шаманың өлшемі, ҚР СТ 2.1-2000) деп берілген мөлшердегі физикалық шаманы жаңғырту (сақтау) үшін қолданылатын өлшем құралы. Өлшемнің бұл құралдарына кірлер, ұзындықтық ұштың өлшемдері, т.б. жатады. Тәжірибеде бір мәнді және көп мәнді өлшемдер, сондай-ақ өлшемдер жиыны және магазині қолданылады. Бір мәнді өлшемдер бір мөлшердегі шамаларды жаңғыртады (кірлер). Көп мәнді өлшемдер физикалық шаманың бірнеше өлшемдерін бейнелейді. Мысалы, миллиметрлік сызғыш заттың ұзындығын сантиметрмен де, миллиметрмен де көрсете алады. Өлшемнің жиындары мен магазиндері шаманың кейбір аралық немесе қосынды мәндерін бейнелеуге мүмкіндік алу үшін бір мәнді және көп мәнді өлшемдердің бірігуін көрсетеді. Өлшемдер жиыны әртүрлі мөлшердегі біртекті өлшемдердің жиынтығын көрсетеді, ол жиынды қолдануға мүмкіндік береді, мысалы, лабораториялық кір жиыны. Өлшемдер магазині - бір механикалық бүтінге конструктивті біріктірілген өлшемдер магазині. Бір мәнді өлшемдерге стандартты үлгілер және стандартты заттар жатады. Стандартты үлгі - белгілі бір сипаттаманың сандық мәнін орнату мақсатында метрологиялық аттестациялауға ұшырайтын, қажетті түрде рәсімделген заттың белгілі мөлшері (пробасы). Бұл сипаттама (немесе қасиет) сыртқы ортаның белгіленген жағдайларында мәні белгілі шама болып табылады. Мұндай үлгілерге, мысалы, қаттылықтың нақтымәндері бар минералдар жиыны жатады. Олар осы параметрді басқа минералдарда анықтау үшін пайдаланылады (Моос шкаласы).
Өлшемдерді пайдаланғанда немесе жұмыс істегенде көбінесе басты назарды олардың номиналды және нақты мәндерін, сондай-ақ өлшем қателігі мен разрядын (дәрежесін) ескеру қажет. Номиналды деп өлшемде көрсетілген мәнді атайды. Өлшемнің нақты мәні ресми эталонды пайдаланған жоғары сапалы өлшеу нәтижесі ретінде арнайы куәлікте көрсетілуі керек. Номиналды және нақты мәндердің айырмасы өлшемнің қателігі деп аталады. Қателікке таңбасы бойынша қарама-қарсы шама өлшемде көрсетілген номиналды мәнге түзетуді білдіреді. Аттестациялау кезінде қателіктер табылуы мүмкін болғандықтан, өлшемдер разрядтарға бөлінеді (1, 2-разрядты) және разрядты эталондар деп аталады (үлгіліөлшеуішқұралдар). Оларды өлшем құралдарды салыстырып тексеру үшін пайдаланады. Өлшем қателіктерінің шамасы өлшемдерді топтарға (кластарға) бөлу үшін негіз болады.
1.2 Элементарлы өлшеу құралдары.
Ғылым мен техниканың әртүрлі облыстарда қолданылуына сәйкес өлшеу құралдары сан алуан. Бірақ бұл сан алаунның ішінен қолданылу облысына тәуелсіз өлшеу құралдарының жалпы қасиеттерін бөліп алуға болады.
Өлшеу бірлігін қамтамасыз ететін жүйедегі рөлі бойынша өлшеу құралдары төмендегідей бөлінеді:
· метрологиялық, метрологиялық мақсаттар үшін арналған - бірліктің шығарылуы және (немесе) жұмысшы өлшеу құралдарына бірліктің өлшемін жіберу және сақтау;
· жұмысшы, бірліктің өлшемін беруімен байланысы жоқ өлщеулерде қолданылады.
Практикада қолданылатын өлшеу құралдарының көпшілігі екінші топқа жатады. Метрологиялық өлшеу құралдары айтарлықтай көп емес. Олар арнайы мамандандырыған ғылыми-зерттеу орталықтарда жасалады, өндіріледі және эксплуатацияланады.
Автоматизация днңгейі бойынша барлық өлшеу құралдары 3 топқа бөлінеді:
· автоматты емес;
· автоматтандырылған, өлшеу операцияларының бір немесе басқа бөлігін автоматты режимде жүргізіледі;
· автоматты, автоматты режимде өлшеулердің нәтижелерімен, тіркелуімен, басқарушы сигналдардың өндірілуімен байланысты барлық операцияларды жүргізеді.
Қазіргі кезде автоматтандырыған өлшеу құралдары кең таралған. Бұл өлшеу құралдарында электронды және микропроцессорлы техниканың қолданылуымен байланысты.
Стандартизация деңгейіне байланысты өлшеу құралдары төмендегідей бөлінеді:
· стандартизацияланған, мемлекттік және салалық стандарттың талаптарына сәйкес жасалған;
· стандартизацияланбаған (бірден-бір), стандартизацияда талаптары міндетті емес арнайы өлшеу есептерді шешуге арналған.
Өлшеу құралдарының негізгі көпшілігі стандартизацияланған болып табылады. Олар өнеркәсіпті орындарда сериялармен шығарылады және міндетті түрде мемлекеттік сынақтардан өтеді. Стандартизациялабаған өлшеу құралдары мамандандырылған ғылыми-зерттеу орындарында өндіріледі және жағыз (дара) данада шығады. Олар мемлекттік сынақтан өтпейді, олардың сипаттамалары метрологиялық аттестацияда анықталады.
Өлшенетін физикалық шамаға байланысты өлшеу құралдары бөлінеді:
· негізгі - бұл мәні өлшеу есебіне сәйкес алынатын физикалық шаманың өлшеу құралдары;
· көмекші - бұл негізгі өлшеу құралына немесе өлшеу объектісіне әсерін өлшеудің талап етілетін дәлдікте нәтижесін алу үшін ескерілуі қажет физикалық шаманың өлшеу құралдары.
Элементарлы өлшеу құралдары тура өлшеудің жеке операцияларын жасау үшін арналған.
Өлшем бұл өлшеу құралы, берілген өлшемдегі физикалық шаманы сақтайды және жасайды. Мысалы, масса өлшемі - кір, индуктивтілік өлшемі - үлгілі индуктивтілік катушкасы.
Өлшемдер бірөшемді және өпөлшемді болады:
· бірөлшемді, бір өлшемді физикалық шамалар. Мысалы, кір, калибр, қаттылық үлгілері, кедергі катушкасы;
· көпөлшемді, әртүрлі өлшемдегі физикалық шамалар. Мысалы, соңғы өлшемдер жиынтығы, айнымалы сыйымдылық конденсаторы, өлшеу сызғыштары.
Бұдан басқа, өлшемдер жиынтығы, өлшемдер магазины, орнатыатын, енгізілетін жәнеішіне салынған өлшемдер де бар.
Өлшемдер жиынтығы
Тек қана жеке емес, керісінше, әртүрлі өлшемдегі аттас қатарларды жасау үшін әртүрлі бірігулермен қоланылатын біртипті элементтердің арнайы таңдалған жиынтығы, мысалы, өлшеу резисторларының немесе конденсаторларының жиынтығы.
Өлшемдер магазины өлшемдер магазинының құраушыларын керекті бірігулерде біріктіретін, есептеуші құрылғымен бйланысқан қарапайым немесе автоматизацияланған қосқыштарды біріктіру мүмкіндігі қарастырылған конструкциялы бір құрылғыға біріктірілген өлшемдер жиынтығы. Осындай принциппен электр кедергілер магазины жасалған.
Салыстыру құрылғысы (компаратор) - біртекті шамалардың өлшемдерін немесе өлшеу аспаптарының көрсеткіштерін бір-бірімен салыстыру мүмкіндігін беретін өлшеу құралы. Мысалға алатын болсақ: рычагты таразы, оның бір табақшасына үлгілі кір, ал екіншісіне - өлшенетін зат салынады. Қарапайым өлшеу құралдарына қатысты қарағанда компаратор рөлін адамның сезу мүшелері ақара алады, негізгісі көру, мысалы, аспаптың сілтеуішінің және оның шкаласына қойлған бөлу санының арасындағы ауытқу.
1.1-сурет - Өлшеу процессі мен атқаратын қызметі бойынша өлшеу құралдарының классификациясы
Өлшеу түрлендіргіші - өлшеу құралы, жіберу, түлендіру, өңдеу және сақтау үшін ыңғайлы формадағы өлшеу ақпаратын өңдеуге арналған, бірақ бақылаушының қабылдауына берілмейді. Өлшеу түлендіргіштері өлшеу құралдарының құрамына кірумен қатар жеке өз бетінше де қолданыла алады. Бұл өлшеу трансформаторлары және күшейткіштер, қысым түрлендіргіштері.
Кешенді өлшеу құралдары барлық өлшеу процедурасын жүзеге асыруға раналған. Оларға өлшеу аспаптары, өлшеу орнатулары, өлшеу жүйелері және өлшеу - есептеуіш кешендер жатады.
Өлшеу аспабы - өлшеу құралы, бақылаушының қабылдауына жетерліктей формада өлшеу ақпаратының арнайы түрдегі сигналын өндіру үшін арналған.
Электронды техникада, радиотехникалық тізбектерде, құрылғыларда және жүйелерде, сонымен қатар байланыс жүйелерінде өлшеу ақпаратының сигналы электрлік сигналы болып табылады, ол өлшенетін физикалық шамамен функционалды байланысты. Өлшеу құралының кіріс электрік сигналының ақпараттаушы параметрі болып кіріс сигналының параметрі қызмет етеді, ол өлшенетін физикалық шамамен және оның жіберілуіне қолданылатын мәні немесе өлшеу шамасының өзімен функционалды байланысты.
Өлшеу аспаптарын спецификалық сипаттар қатары бойынша классификациялау қабылданған.
Өлшенетін шаманың индикациялық формасы бойынша өлшеу асапатарын ажыратады:
· Көрсететін, өлшенетін шаманың көрсетуінің тек есептеуін ғана жібереді. Мысалы, бағыттауышты немесе цифрлі вольтметр;
· Тіркеуші бір немесе басқа ақпаратты тасымалдаушының көрсетуінің тіркелуін қарастырады, мысалы, қағаз лентадағы. Өздігінен жазылатын және басылатын аспаптар болып бөлінеді.
Өздігінен жазылатын өлшеу аспап - тіркеуші аспап, мұнда көрсетулер диаграмма түрінде қарастырылады.
Басылатын (терілетін) өлшеу аспап - тіркеуші өлшеу аспабы, мұнда көрсету басылымы цифрлі формада қарастырылады.
Өлшенетін шаманың түрленетін әдісі аспаптарды тура, компенсацияланған, (теңестірілетін) және аралас түрлену бойынша ажыратады.
Тағайындалуы бойынша өлшеу аспаптары амперметрлерге, вольтметрлерге, омметрлерге және т.б бөлінеді.
Қолданылатын өлшеу сигналдарының түрлену формасы бойынша аспаптарды аналогты және цифрлы түрге бөлінеді.
Аналогты өлшеуіш аспап - өлшеу құралы, оның көрсетілуі өлшенетін шаманың өзгерісінің үзіліссіз функциясы болып табылады.
Аналогты аспаптарды әр түрлі өлшеу мақсаттар бойынша төрт негізгі топқа бөлінеді.
Біріншіге - ең үлкеніне - сигналдардың параметрлері мен сипаттамаларын өлшеу аспаптары кіреді (мысалы, осциллографтар, вольтметрлер, жиілік өлшеуіштер және т.б).
Екінші топты құрайтындар электр схемаларының активті және пассивті элементтерінің параметрлері мен сипаттамаларын өлшеуге арналған аспаптар. Бұл - кедергіні, сыйымдылықты, индуктивтілікті, микросхеманың параметрлерін, транзисторларды өлшеуіштер, сонымен қатар жиілікті және ауыспалы сипаттамаларды көрсететін аспаптар.
Үшінші топ - өлшеу генераторлары, олар әртүрлі амплитуданың, форманың және жиіліктің сигналдарының көзі болып табылады.
Төртінші топқа өлшеуіш схемалардың түрлендіргіштер және т.б. сияқты элементтері кіреді.
Цифрлі өлшеуіш аспап деп - көрсетілімі цифрлі формада берілген, өлшеуіш ақпараттың дискретті сигналдарын автоматты түрде жасап шығарушы өлшеу құралын айтады.
Цифрлі өлшеуіш аспаптар аналогты өлшеуіш аспаптарға қарағанда төмендегідей артықшылықтарымен ерекшеленеді:
· Өлшенетін шаманың есебінің объективтілігі және ыңғайлы;
· Өлшеу нәтижелерінің жоғарғы дәлдігі;
· Жоғарғы шешуші қабілетілігінде кең динамикалық диапазон;
· Элетромеханикалық қозғалмалы элементтердің болмауынан жоғары тез әсер етушілік;
· Өлшеу процессінің автоматизациясының мүмкіндігі;
· Конструкциялау және дайындау кезінде микроэлектрониканың жаңа жетістіктерін қолдану мүмкіндіктері;
· Ішкі механикалық және климаттық әсерлерге жоғары тұрақтылық.
Әсер теу принципі бойынша өлшеу аспаптарын төменде келтіргендей кластар қатарына бөледі:
Тура әсердегі өлшеу аспаптары, мұнда өлшеуіш ақпараттың бір бағытта сигналдың бір немесе бірнеше түрлендіру қарастырылған, яғни кері байланыстағы тізбекті қолданбағанда; мысалы, амперметрлер, вольтметрлер.
Салыстыру өлшеу аспаптары , берілген шама мен өлшенетін шаманы салыстыруға арналған, электр өлшеуіш потенциомер.
Интегралдаушы өлшеу аспаптары - уақыт және басқа тәуелсіз айнымалы арқылы келтірілетін шама интегралданатын құрылғы, мысалы, энергияның электрлік есептеуіші.
Қосынды өлшеу аспаптары - екі немесе бірнеше шамалардың функционалды қосындысынан тұратын аспап, мұнда басқа каналдарға елтіпу болады, мысалы, бірнеше электр генераторлардың қуатының қосындысын өлшеуге арналған ваттметрлер.
Өлшеу орнатылуы - функционалды біріккен өлшеу құралдардың тізбегі және көмекші құралдар, олар бақылдаушының ыңғайлы қабылдауына арналған және бір орныда орналасқан формадағы өлшеу ақпараттарының сигналдарын шығаруға арналған қосымша құрылғы.
Тәжірибелік стенд деп - бұйымдарды тәжірибелеуге арналған өлшеуіш орнатылым. Поверкаланатын орнатылым деп - өлшеу құралдарын поверкалауға арналған үлгілі өлшеу құралдары бар өлшеу құралдары.
Өлшеуіш машина деп - радиолокационды станция типтес радиотехникалық кешендерді поверкалауға қолданатын кейбір үлкен өлшеу орнатылымдары.
Өлшеу жүйесі - өзара каналдар бойынша байланысқан ыңғайлы автоматты тексеру және әртүрлі басқару жүйелерінде қолдану және көшіру формасындағы өлшеу ақпарат сигналдарын шығаруға арналған есептеу техника құралдары мен қосымша құрылғылар. Өлшеу аспаптары жұмыс режиміне әсер етпейді, ол тек ақпаратты жинау және де сақтау қызметін атқарады.
Ақпаратты өлшеу жүйелері - тұтынушыға қажетті түрде өлшеу ақпараттарын көрсетуге арналған.
Өлшеу - бірқатар құрылымдық элементтердің өзара қарым-қатынасын қамтитын күрделі процесс. Оларға жататындар: өлшеу міндеті, өлшеу объектісі, қағидасы, әдісі, өлшем құралы және үлгісі, өлшеу жағдайлары, өлшеу субъектісі, өлшеу қателіктері мен нәтижелері.
Өлшеу әдістері дегеніміз - нақты бір өлшеуіш міндет үшін таңдалған өлшеу қағидалары мен құралдарын пайдалану іс-әрекеттерінің жиынтығы. Өлшеу әдісі түсінігіне өлшеу қағидаларын теориялық негіздеумен қатар, өлшеу құралдарын қолдану іс-әрекеттерін әзірлеу де кіреді.
Өлшеу әдістері классификациясының ішінен өлшеу қағидалары мен құралдарын пайдалану іс-әрекеттерінің жиынтығы бойынша классификация кеңінен қолданылады. Бұл классификация бойынша тікелей бағалау әдісі және салыстыру әдісі ажыратылады (22-сурет)
· Тікелей багалау әдісі арқылы өлшеген кезде шаманың ізделетін мәні сәйкес бірліктерде градуирленген өлшем құралының есептеуіш құрылғысы бойынша анықтайды. Мысалы, циферблатты таразыда өлшеу, бұйым мөлшерін микрометр көмегімен анықтау немесе қысымды серіппелі манометрмен өлшеу.
· Шамамен салыстыру әдісі - өлшенетін шаманы өлшемнің жаңғыртатын шамасымен (мысалы, рычагтық таразыда массаны салыстыру) салыстыратын әдіс. Салыстыру әдістерінің ерекше белгісі өлшемнің өлшеу процедурасына тікелей қатысуында. Ал тікелей бағалау әдісінде өлшем өлшеу процесіне қатыспайды, оның мөлшері градуирлеу кезінде өлшем құралына алдын ала өлшеуіш құрылғысына беріліп қояды. Салыстыру әдісі кезінде салыстыру құрылғысы міндетті болуы қажет.
Өлшеммен салыстыру әдісінің бірнеше түрі бар:
· Нөлдік әдіс;
· Дифференциалды әдіс;
· Алмастыру әдісі;
· Сәйкес келу әдісі;
· Нөлдік әдіс - салыстыратын құрылғыға өлшенетін шаманың нәтижелі әсер етуі эффектісі мен шаманың қарама-қарсы әсері нөлге келтірілетін өлшеммен салыстыру әдісі;
· Дифференциалды әдіс кезінде толық теңестіру жасалмайды, ал өлшенетін шама мен өлшемнің жаңғыртатын шамасының арасындағы айырма аспап шкаласы бойынша есептеледі. Дифференциалды әдіс дене температурасы мен қаттылығы сияқты шамаларды өлшеуде пайдаланылмайды;
· Алмастыру әдісі -- өлшенетін шаманы өлшемнің жаңғыртатын белгілі шамасымен алмастыру арқылы өлшеммен салыстыру әдісі. Мысалы; бұйымның мөлшерін рычагты микрометрмен өлшеу немесе электрлік шамаларды айнымалы ток көпірлері көмегімен өлшеу;
· Сәйкес келу әдісінде өлшенетін шама мен өлшеммен жаңғыртылатын шама арасындағы айырма шкала белгілерінің немесе периодты белгілердің сәйкес келуін пайдалану арқылы өлшейді.
Қазіргі кездегі анықтама бойынша метрология - өлшеу туралы, өлшеу бірегейлігін және дәлдігін қамтамасыз етудің жолдары мен тәсілдері туралы ғылым. Метрологияның негізгі бағыттары: жалпы өлшеу теориясы; физикалық шама бірліктері (ФШ) және олардың жүйесі; өлшем құралдары және әдістері (ӨҚ); өлшеу дәлдігін анықтау әдістері; физикалық шаманың бірлігі және размерлігі; үлгілі және жұмысшы құралдар және эталондар; физикалық шама бірлігінің эталоны.
Мемлекеттік метрологиялық қызметтің міндеті метрологияның ғылыми - техникалық жағдайларын шешу, қажетті зңдарды шығару және бақылау болып табылады. Мемлекеттік метрологиялық органдарға өте кең құқық беріледі. Мемлекеттік метрологиялық қызмет өлшем бірегейлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесі арқылы іске асырылады. Өлшем бірегейлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесінің нормативтік - техникалық құжаты - мемлекеттік стандарт. Мемлекеттік стандарттардың негізінде халық шаруашылығының түрлі салаларында және өлшемнің түрлері мен әдістерінде қолданылатын стандарттарға қойылатын талаптарды анықтайтын нормативтік - техникалық құжаттар жасалынады.
Бұл стандарт МЕСТ 16263 Мемлекеттік өлшем бірегейлігін қамтамасыз ету жүйесі. Физикалық шама - деп сапа жағынан көптеген физикалық объектілерге бірдей, ал сан жағынан әр объект үшін әр түрлі мәні бар қасиетт.
Егер физикалық шаманың белгі бір объектідегі сандық мөлшерін көрсету қажет болатын болса, онда оны размер деп атайды. Ал физикалық шаманың мәні деп шаманың бірлік бойынша есептелінген сандық мәнін айтады. Физикалық шаманың бірлігі ол да физикалық шама, оның сандық мәні 1 - ге тең.
Өлшеу - дегенiмiз физикалық шаманың мәнін тәжірибелік жолмен техникалық құралдардың көмегімен табу.
Өлшеу объектісі деп - әр біреуі жеке өлшенуге мүмкіндігі бар көптеген жеке физикалық шаманы сипаттайтын құбылыс.
Физикалық шама дейтін ұғым сандық мәндері өлшеу арқылы анықталатын қасиеттерге қолданылады.
Өлшеу нәтижесi - өлшеу кезiнде тәжiрбие жолымен алынған шаманы айтады. Өлшенген шаманың нәтижесі мына теңдеумен анықталады. Х= А[Х]. Мұндағы: А - физикалық шаманың кез-келген сандық мәні; [Х]-физикалық шаманың бірлігі.
Барлық өлшеу құралдар (ӨҚ) - деп өлшеу жұмыстары үшін қолданылатын, нормаланған метрологиялық қасиеттері бар техникалық құралдарды айтады. Өлшенетін шаманың мәнін дұрыс табу өлшем құралдарына байланысты.
Өлшем құралдарын дәлдеу - деп метрологиялық органдар арқылы өлшем құралдарының қатесін, олардың дәлдігі жағынан қолдануға жарамдылығын тексеруді айтады. Мұнда тексеруді тек дәлдікті тексеру деп түсіну керек, ал бұзылған құралдарды тексеріп жөндеу метрологиялық тексеруге жатпайды. Метрологиялық дәлдеудің бір түрі салыстыру. Салыстыру - деп тексеру кезінде өлшем құралдарының дәлдігін эталондармен немесе үлгі құралдармен салыстырып анықтайды.
Өлшемнің дұрыстығы - деп өлшем нәтижелерінің жүйелі қатесінің нөлге жақын болуын, яғни өлшем жұмысының сапасын айтады. Берілген шаманы бірнеше рет қайталап өлшегенде жүйелі қатенің мәні әр өлшеуде тұрақты болады немесе белгілі бір заңдылықпен өзгереп отырады. Өлшем дұрыстығы қолданылатын өлшем құралдарының дұрыстығымен байланысты болады.
Өлшем анықтығы - ол өлшем нәтижелерінің сенімділігін көрсетеді. Өлшем нәтижелерін олардың шын мәндерімен ауытқуына қарап анық және анық емес нәтижелер деп екі топқа бөлінеді. Анықтығы белгісіз нәтижелердің ешқандай құндылығы жоқ, олар көбінесе жалған деректерді беруі мүмкін. Өлшемнің қатесінің болуы өлшем анықтығына шек қояды, яғни өлшенетін шаманың сандық мәнін қөрсететін цифрдың дұрыстығын шектейді, сөйтіп өлшем дәлдігіне әсер етеді. Қатені есептеп бағалау үшін ықтималдық теориясының заңдары мен математикалық статистика әдістері қолданылады.
Өлшем ұқсастығы - деп бірдей жағдайда орындалған өлшем нәтижелерінің бір - біріне жақындығын айтады. Бірдей жағдайларда алынған нәтижелердің бір - бірінен айырмашылығы тек кездейсоқ қатенің әсерінен болуы тиіс.
Өлшем құралдарын тексеріс - деп метрологиялық органдардың өлшем құралдарының қатесін анықтап, олардың қолданысқа жарамдылығын анықтауын айтады. Дәлдігі тексерілмеген өлшем құралдарын қолдануға тиым салынады. Өлшем құралдарының дәлдігін тексерудің тәртібі арнайы нормативтік - техникалық құжаттарда белгіленген, олар: тексеріс әдістері мен құралдарының стандарттары, тексеріске арналған нұсқаулар, әдістемелер. Нормативтік құжаттардағы талаптар бойынша қолданылатын өлшем құралдарының аттары және сипаттамалары көрсетіліп протокол жасалады. Протоколда көрсетілген материалдар тексеріс барысыеда талданады. Талдау кезінде тексерілген өлшем құралдарының қолданысқа жарамдылығы не жарамсыздығы туралы қорытындылар жасалады. Қортынды жазылған протокол негізгі заңды құжат болып есептелінеді. Мемлекеттік тексерістен өткен өлшем құралдарына куәлік, ал ведомстводан өткендерге аттестат беріледі. Тексерістен өткен өлшем құралдарына немесе олардың құжаттарына тексерістің нәтижелерін растайтын белгі (клеймо) қойылады.
МЕСТ 8.009-84 [10] мынандай тәсілдер және формалар орнатылады. Өлшеу құралдардың метрологиялық нормотивті сипаттамаларының жалпы тізімі.
Барлық өлшеу құралдардың метрологиялық сипаттамалары 6 топқа бөлінеді:
1) өлшеу нәтижелерін анықтау үшін қолданылатын сипаттамалар;
2) қателіктердің сипаттамалары;
3) шамаларға әсер ететін сезімдерінің сипаттамалары;
4) динамикалық сипаттамалар;
5) өлшеу объектісі және өлшеу құралдарының әрекеттерін бейнелейтін сипаттамалар;
6) шығыс дабыл параметрлерінің ақпаратты.
Өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамалары. Өлшеу құралдарының белгілі диапазонда, белгілі дәлдікпен өлшеуіне жарамдылығын бағалау мақсатымен ӨҚ-ның МС-ын енгізеді: өлшеудің дәлдігін орналастыру мүмкіндігін қамтамасыз ету, ӨҚ-ның өзараауыстыруына жету, ӨҚ-ын өзара салыстыру және қажет ӨҚ-ын дәлдік және т.б. сипаттамалары бойынша таңдау; өлшеу жүйелерінің қателіктерін және ӨҚ-на жататын МС-ы негізінде құрылғыларды анықтау; тексеру кезінде құрылғыларды анықтау; тексеру кезіндегі ӨҚ техникалық қалпын бағалау.
ГОСТ 8.009 - 84 бойынша МС-тізімін олардың нормалау әдісі және елестету формаларын орнатады. МС-дың әр түрі тағайындалуы бойынша өлшеулердің түрлерін ескеріп және ӨҚ өлшеуге әсер етуші шамалардың немесе кіріс сигналдардың ақпараттық емес параметрлерін ұсынылуы мүмкін.
Өлшенетін параметрмен функционалды байланысты емес ӨҚ кіріс сигналының параметрі ақпараттық емес деп аталады. Мысалға, амплитудасын өлшегендегі айнымалы тоқтың жиілігі мөлшерлі метрологиялық сипаттамалар МС құжаттарымен орнатылады, нақты құжаттар болып, анықталған құжаттар табылады. Тәжірибеде кең таралғандар келесілерӨҚ МС.
Өлшеу диапазоны - ӨҚ-ның қателігінің рұқсат етілген шектері нормаланған өлшенетін шаманың мәндер облысы (түрлендіргіштер үшін ол түрлендіргіштер диапазоны).
Өлшеу шегі - ең үлкен немесе ең кіші өлшеу диапазонының мәні. Өлшем үшін - бұл өндірілетін шаманың номинал мәні.
Бөлік құны - екі көршілес бөліктің белілеріне сәйкес шамалардың айырма мәні. Бірқалыпты бөлігі бар аспаптардың тұрақты бөлік құны болады, ал бірқалыпсызда - айнымалы болады. Бұл жағдайда ең кіші бөлік құны нормаланады.
Сезімталдық - ӨҚ шығысындағы ∆y сигналының өзгеруін оның өзгеруіне әкелген кірістегі ∆х сигналына қатынасы: S = ∆y ∆х.
Мысалға, тілшесі бар ӨҚ- үшін ол dl тілшесінің соңын оның өзгеруіне әкелген dx өлшенетін шамасына қатынасы: S = dy dх.
Сонымен, бірқалыпсыз бөліктер үшін S = var, шамасы және бөліктің бірқалыпсыздығының дәрежесін коэффициент арқылы бағалайды: I = SmaxSmin.
Бірқалыпты бөліктер үшін S=Sср=const және Sср=lxN, мұндағы xN - өлшеу диапазоны. х және у әртүрлі бірліктерде болу мүмкін болғандықтан, S шамасы [мА],[ммВ],[градусВ] және т.с. өлшемі бар.
Кейде өлшемсіз бірліктермен қатыстық сезімталдық түсінігін енгізеді: S0 = (∆yy0)( ∆хx0), мұндағы, x0, y0 - номиналды (орташа) шамалар.
Сезімталдықты аспаптың көрсеткішінің әлдеқалай өзгеруіне әкелетін өлшенетін шаманың ең кіші мәнімен сезімталдықтың өтуімен теңеуге болмайды.
Сезімталдыққа кері шаманы аспаптың тұрақтысы деп атайды: C = 1S.
Әдетте, ӨҚ-ның кіріс сигналы болып бірліктегі бастапқы есеп (көрсеткіш) шамасы табылады. Бұл жағдайда аспаптың тұрақтысы С бөлік құнына тең. Сондықтан ӨҚ үшін бірқалыпсыз бөлік болып айнымалы шама - сезімталдық табылады.
Вариация (гистерезис) - өлшеу шамаларының өскендегі және кемігендегі және сыртқы өзгермейтін жағдайлардағы өлшеудің берілген диапазон нүктесінде ӨҚ-ның көрсеткіш арасындағы айырма: H = │xв - xy│ , мұндағы, xв , xy - хшамасының өсіп кемігендегі үлгілік ӨҚ-мен өлшегендегі мәндер.
ӨҚ-ның көрсеткіштерінің вариациясы кездейсоқ факторлармен келсе де, ол өз алдына кездейсоқ еместігін айта кету керек. ӨҚ-ның шығыс және кіріс сигналдарының арасындағы эксперименталды түрде алынған тәуелділікті аналитикалық, графикалық түрде немесе кесте түрінде ұсынылуы мүмкін градуирлеуші сипаттама деп атайды.
Градуирлеуші сипаттама сыртқы және ішкі себептер әсерінен өзгеруі мүмкін. Мысалға, тоқтың тез өзгеруінен ӨҚ-ның қозғалмалы бөлігі инерция салдарынан тоқтың өзгеруін қадағалай алмайды. Градуирлеуші сипаттама бұл жағдайда дифференциал теңдеумен өрнектелуі керек.
ӨҚ-ның негізгі МС -сы ӨҚ-ның қателігі - ол ӨҚ-ның көрсеткіші және ФШ -ның ақиқат (нақты) мәндері арасындағы айырма.
ӨҚ-ның қателіктерінің классификациясы:
МС-ды нормалау әдісі бойынша:
- абсолютті;
- қатыстық;
- келтірілген.
Шығыс сигналдарымен қосылып іс-әрекетінде:
- мультипликативті;
- аддитивті.
Өлшеу тәртібінің сипаттамасы бойынша:
- статикалық;
- динамикалық.
Сыртқы әсерлерінің қарым-қатынасы бойынша:
- негізгі;
- қосымша;
- кездейсоқ;
- прогрессивті.
Шығару әдісі бойынша:
- кездейсоқ;
- жүйелік;
- методикалық;
- құралды;
- тұрақты;
- периодты.
Сыртқы шарттарға тәуелді барлық ӨЖ қателіктері негізгі және қосымша болып бөлінеді.
Негізгі қателік-эксплуатацияның нормалы шарттарына байланысты ӨЖ қателігі
Жұмыс шарттарында әсер ететін шаманың нормалылардан кең диапазонымен ерекшеленетін қажет еткенде ӨЖ-ң қосымша қателігімен нормаланады.
ӨЖ-нің негізгі қателіктерін нормалаудың үш түрі бар:
:: Барлық өлшеу диапазондарда тұрақты рұқсат етілетін абсолютті ( ) немесе келтіру ( ) қателіктерін шектерін нормалау;
:: Өлшеу шамаларының функциясында рұқсат етілетін абсолютті ( ) немесе келтіру ( ) қателіктерін шектерін нормалау;
:: Бір немесе бірнеше бөлімшелерде барлық өлшеу диапазондарында әртүрлі рұқсат етілетін негізгі қателіктерінде тұрақты шектерді нормалау.
Рұқсат етілетін қателік шегі ретінде әсер ететін шама өзгерісімен шақырылатын, яғни ӨЖ техникалық мінде бойынша қолдануға жіберілуі мүмкін деген ең үлкен қателік ұсынылады.Қосымша қателіктерге де осы қатысты.
Қосымша және негізгі қателіктерді бөлуде қиындық туған жағдайда ӨЖ тексерісі нормалы шарттарда ғана орындалады (яғни қосымша қателіктер ескерілмейді).
ӨЖ-ң жүйелік қателігі - жалпы қателіктің құрамдылығы, ол бір нормалы көпсанды өлшеген уақытта заңды өзгереді және тұрақты болып қалады.
ӨЖ-ң кездей-соқ қателігі деп кездей-соқ үлгісімен біршаманы қайталап өлшегенде өзгеретін құрамдасты айтамыз.
Статикалық қателіктер ӨЖ элементтерінің өту үрдісінің соңында тұрақты шамаларды өлшеу кезінде болады.
Динамикалық қателіктер-динамикалық тәртіпте және оның статикалық қателіктерінде ӨЖ қателіктері арасындағы аыйрмашылық.
Абсолютті қателіктер-өлшеу шамсындағы х көрсетіші және нақты мәні арасындағы айырмасы: ретінде ӨЖ-ң дәлдігімен өлшенген номиналды мәні немесе шама мәні алынады.
Абсолютті қателік өлшенетін физикалық шама бірлігінде көрсетіледі. Бұл ӨЖ-ні салыстыруға және әртүлі өлшенетін физикалық шаманы салыстыруға мүмкіндік бермейді. Бұл мақсатта пайызда көрсетілген нақты мәнге қатынасы ретінде қатыстық қателікті қолдануға болады. %
ӨЖ-ң жоғары нүктелі қателіктерін нормалау үшін, яғни олар: цифрлі, көпмәнді кедергі өлшеуі және т.с.с. мына формуламен қолданылады: %
Цифрлі ӨЖ және дискретті түрлендіргіштің спецификалық түрлері номиналды мән және өлшенетін шама мәндерін дөңгелектеу арқылы кіргізілетін квантты қателік болып табылады.
Қателіктердің бары ӨЖ сипаттамалары бірмәнді болмауына әкеліп соқтырады, олрады анықтауды тәжірибе жасағанда орта сызығын табады. Типтік сипаттамалар, өлшеу нәтижесінің бағасы үшін арналған олра осы түрдің ӨЖ номиналды сипаттамасы сияқты нормаланады. ӨЖ-ң бөлек даналары үшін шартты қолданудағы шекара көрсеткіштерімен бірнеше индивидуалды сипаттамаларынада бір дананы қолдануға рұқсат беріледі. ӨЖ-ң жүйелік құрамдас қателігінің сипаттмасы рұқсат етілетін шектерді кері және положительный немесе жүйелік құрамдаспен және СКО математикалық күтуімен біріккен орнату жолдарымен нормаланады.
Әсерлету функциясы номиналды функциясы және оның ауытқуынан рұқсат етілетін шектер немесе жоғары және төменгі шектері бар шекаралық функциясының орнатылуымен нормаланады. Екінші әдісі ӨЖ-ң осы түріне көпшілік әсерлеу функциясының үлкен шошырауында қолданылады.
МХ мәнінің өзгерісі әсерлесу шаманың өзгерісімен шақырылған әсерлесу факторларының өзгерісі нің берілген шамасында шектерінің орнатылуымен нормаланады.. Мұндай МХ мәнінің өзгеріс шектері ӨЖ-ң қосымша қателігінің рұқсат етілетін шектері деп аталады.
Шамалар және жек-жеке нормаланады, ережеге сәйкес әр әсерлесу факторынан жеке нормалайды. Егер мұндай факторлар бірнеше болса, онда немесе сәйкесінше орнатылады.
Сызықты аналогты немесе цифрлі ӨЖ-ң жалпы және динамикалық сипаттамаларын номиналды сипаттамалардың бірімен және одан ауытқуынан рұқсат етілетін шектермен нормаланады. Көптеген даналардан динамикалық сипаттамаларының шашырау көп болған ӨЖлер көрсетілген ДХ шекаралық мәндерімен нормалауға болады.
Оның құралды өлшеу қателігіне әсер ететін ерекшелігін көрсететін ӨЖ сипаттамаларын номиналды сипаттмаларын орнатып және одан ауытқыған рұқсат етілетін шектермен немесе шекаралық шарттар арқылы нормалайды.
1.3 Өлшеу жəне бақылау құралдарының жалпы құрылымдық сұлбасы.
Өлшеу құралдарын, жеке өлшеу құралдарын жасау жəне зерттеу үшін өлшеу жəне бақылау құралдарының жалпы құрылымдық сұлбасын жиі БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ 52 қолданады. Бұл сұлбаларда өлшеу құралдарының жеке элементтері физикалық шамамен сипатталатын, бір-бірімен дабылдар арқылы байланысқан таңбалық блоктар түрінде көрсетілген. РМГ 29-99 өлшеу құралдарының келесі жалпы құрылымдық элементтерін анықтайды: сезімтал, түрлендіргіш элементтер, өлшеу тізбегі, өлшеу механизмі, көрсеткіш құрылғы, шкала, белгі, тіркеу құрылғысы. Кез келген өлшеу құралының бастапқы міндеті физикалық шаманы қабылдау болып табылады. Бұл қызметті сезімтал элемент атқарады. Өлшеу құралының сезімтал элементі -- кірме өлшеу дабылын қабылдайтын, өлшеу тізбегіндегі өлшеу түрлендіргішінің бөлігі. Дəл осы элемент өлшеу құралының өлшенетін шаманың өзгеруіне жауап қайтара алу қабілетін анықтайды. Сезімтал элементтің құрылымдық түрлілігі сан алуан; олар өлшеу жəне бақылау құралдарының құрылымына арналған бөлімдерде қарастырылатын болады. Бұл элементтің негізгі міндеті өлшеу ақпараты дабылын одан əрі өңдеуге ыңғайлы түрде қабылдау болып табылады. Бұл дабыл механикалық (ауысу, айналу), пневматикалық, электрлі жəне т.б. болуы мүмкін. Белгілі бір физикалық құбылыстарды өлшеу кезінде сезімтал элемент қабылдаған дабылды басқа физикалық шамаға түрлендіру қажеттілігі туындайды (мысалы, қысымды электрлі шамаға, температураны қысымға т.с.с.). Бұл қызметті түрлендіргіщ элемент атқарады. Өлшеу құралының түрлендіргіш элементі -- бұл шаманың жүйелі өзгерістерінің бірі жүретін элемент. Ол өлшеу ақпаратының дабылын беруге, бұдан əрі түрлендіруге, өңдеуге жəне (немесе) сақтауға ыңғайлы түрде қабылдауға арналған (мысалы, электрлі емес шаманы электрліге түрлендіру). Қағида бойынша бұл ақпарат бақылаушының тікелей қабылдауына берілмейді. Түрлендіруші элемент бөлек құрылымға бөлінуі мүмкін, екі жəне одан көп түрлендірушілерден тұруы да мүмкін. Өлшеу тізбегінде бірінші тұрған түрлендіруші элемент көбінесе бастапқы түрлендіруші деп аталады (мысалы, термоэлектрлік термометрдегі жылу сезгіш элемент ). Əдеттегідей физикалық шама тегін өзгертпейтін аралық (қайталама) 53 ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Парақ
№ құжат
Қолы
Күні
Дайындаған
Сапиолла Н.Б
Элементарлы өлшеу
құралдары
Литер
Парақ
Парақтар
Жетекші
Ахметов А.Б.
У
2
38
Ә.Мусин атындағы БГТК КИП-20-9
Бақылау н.
Жумартов Б.Ш
Бекіткен
КЖ 1013000.23.18.ТХ
Парақ
№ құжат
Қолы
Күні
Дайындаған
Сапиолла Н.Б
Элементарлы өлшеу
құралдары
Литер
Парақ
Парақтар
Жетекші
Ахметов А.Б.
У
2
38
Ә.Мусин атындағы БГТК КИП-20-9
Бақылау н.
Жумартов Б.Ш
Бекіткен
МАЗМҰНЫ
Кіріспе 1
1.ТАРАУ. ЖАЛПЫ ЭЛЕМЕНТАРЛЫ ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫ. 2
1.1 Өлшеу құралдары және түрлері.
1.2 Элементарлы өлшеу құралдары. 5
1.3 Өлшеу жəне бақылау құралдарының жалпы құрылымдық сұлбасы. 17
2.ТАРАУ. ӨЛШЕУ МЕН ОНЫҢ НЕГІЗГІ ОПЕРАЦИЯЛАРЫ . 23
2.1 Өлшеу және оның негізгі операциялары.
2.2 Өлшеу міндеттері. 27
2.3 Өлшеу принциптері мен әдістері . 30
2.4 Өлшеу аспаптары мен қондырғылары. 32
3.ТАРАУ.ЕҢБЕКТІ ҚОРҒАУ. 34
3.1 Еңбекті қорғау. Техникалық тәсілдер.
Қорытынды. 37
Қолданылған әдебиеттер. 38
Кіріспе
Өлшеу - адамның тәжірибелік әрекеттер теориясын біріктіретін табиғаттың адамға тағайындалған жолдарының бірі болып табылады. Ол ғылыми бөлімдердің бірі болып саналады, материалдық рессурстарды санау, өнімнің қажетті сапасын қамтамасыз ету, технологияны толығымен жетілдіру, өнімді автоматтандыру үшін және адам қызметінің көптеген басқа салалары үшін қызмет етеді. Өлшеу мен өлшеу техникасының теориялық негізі болып жалпы метрология жатады, ол объектінің қасиеттері мен берілген дәлділігі мен сенімділігі жөніндегі мөлшерлі ақпараттары алу үшін арналған пән болып табылады.
Метрология құралдары - бұл өлшеу құралдары мен метрологиялық стандарттардың рационалды түрде пайдалануын қамтамасыз ететін жиынтығы. Өлшеудің ғылыми аспектісінде олардың көмегімен ғылымда теория мен тәжірибенің байланысы жүзеге асырылады.
Өлшеу басқару немесе бақылау объектісі жөніндегі мөлшерлі ақпараттарды алуды қамтамасыз етеді, техникалық процестің барлық берілген шарттарын дәл көрсету, бұйымның жоғарғы сапасын қамтамасыз ету және объектіні тиімді түрде басқару мүмкін емес.
Берілген оқу құралы өлшеу мен құралдарын таңдап алу, әртүрлі физикалық шамаларды өлшеуге, өлшеу нәтижелерінің дәлдігін бағалауға байланысты өндірістік және ғылыми есептерді шешу үшін қажет білімдер мен дағдылық негіздерін беретін мәселелер қарастырылған.
Өлшеу техникасы метрологиялық эксперименттер жасау, өлшеу нәтижелерін өңдеу және метрологиялық жұмыстарды стандарттау мен сертификаттаудың жалпы ережелерін оқытатын ғылым ретіне де көзқарас қалыптастырады.
Өлшеу ұғымы әртүрлі ғылым (математика, физика, химия, психология, экономика және т.б.) салаларында кездеседі және олардың әрқайсысында ол әртүрлі түсіндірілуі мүмкін. Бұл курста автоматтандыру мен басқару саласында физикалық шамаларды өлшеуге қатысты мәселелер ғана қарастырылады.
Кез-келген өнімді өндіру бірнеше өлшеулер жүргізу арқылы жасалынады. Өлшеу арқылы өнімнің сапасына, өлшем бірліктеріне басқада қасиеттеріне қойылатын талаптар анықталады.
Метрология және өлшеудің негізі ғылыми-өндірістік мәслелелерді шешу барысында қажетті өлшеу әдістерін, жабдықтарын дұрыс, нақты таңдауға мүмкіндік беретін білім мен дағдылар негізін үйрету.
1.ТАРАУ. ЖАЛПЫ ЭЛЕМЕНТАРЛЫ ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫ.
1.1 Өлшеу құралдары және түрлері.
Өлшеу құралдары - бұл өлшеуге арналған техникалық құрал (немесе олардық кешені), олардың белгілі уақыт аралығында өлшемі өзгермейтін (орнатылған қателіктер аралығында) физикалық шама бірлігін сақтайтын және (немесе) көрсететін мөлшерленген метрологиялық сипаттамалары болады. Өлшеу құралдарын калибрлеу - бұл мемлекеттік қадағалауға жатпайтын өлшеу құралдарының жарамдылығы мен нағыз метрологиялық сипаттамасын қою мақсатымен этолон көмегімен анықталған сәйкес шама мәні мен өлшеу құралдарымен алынған шама мәні арасындағы қатынасты қоятын операциялық жиынтығы. Өлшеу құралдарын калибрлеу өткізуге бекітілген тәртіпте аккредиттеуден өткен метрологиялық қызымет бөлімшесінің заңды тұлғаларының құқысы бар. Өлшеу құралдарын сынау - оларды сынау кезінде сыналатын объектіге әртүрлі сынау әсерлер (пайдалану кезінде оларға әсер ететін әсерлер) қолдану арқылы бекітілген нормаларға сәйкестілік дәрежесін анықтау үшін өткізілетін операциялар жинағы. Өлшем (мера) - берілген мөлшердің физикалық шамасын қайта қалпына келтіруге арналған өлшеу құралдары.
Мысалыға тұрақты сыйымдылықты конденсатор бір мән өлшем рөлін атқарады, ал айнымалы сыйымдылықты конденсатор көп мәнді. Өлшеу приборлар - бақылаушымен тікелей қабылдай алатын түрдегі, өлшеу ақпарат сапасын жасауға арналған өлшеу құралы.мөлшеу приборлары ұқсастықты және санды көрсететін жіне жазушы болуы мүмкін. Өлшеу қондырғысы - бір жерде орналасқан және бақылаушымен тікелей қабылдауға ыңғайлы түрдегі өлшеу ақпарат сигналын
жасауға арналған құралдары мен көмекші құралдар. Бақылау - өлшеудің бір түрі, мұнда физикалық шаманың жеткілікті мәнге сәйкестігін анықтайды.
Метрология - бұл қажетті дәлдікті алу амалдары мен бірлікті қамтамасыз ететін құралдар мен әдістер және өлшем туралы ғылым.
Метрология үш бөлімнен тұрады: теориялық, заң шығарушы және қолданбалы метрология.
Теориялық метрология - метрология дамудың іргелі негізін, физикалық тұрақты шама бірлігінің жүйесін жасаумен және жаңа өлшеу әдістерін дамытумен айналысады.
Заң шығарушы метрология - мемлекетте қолданылатын өлшеу лабараториялары, өлшеу құралдары, өлшеу әдістері мен өлшем бірлігі мен рұқсат етілген мемлекеттік талаптарды орнатады.
Қолданбалы метрология - әртүрлі саладағы теориялық және заң шығарушы метрологияның практикалық қолдануын жүзеге асырады.
Практикалық жұмыста өлшемді қолданбайтын ешқандай облыс жоқ, егер де ол кезде өлшем бірлігі мен өлшенетін ауқымның арасындағы қатынас табылатын болса, қандай да болсын реттеу, бақылау, жоспарлау, болжау анализдері кезінде, өнімнің сапасы мен өлшемі туралы, дайын өнім мен техникалық опперациялардың жүруі туралы және барлық өндіру цикілі туралы нақты мәліметтер болуы керек. Бұндай мәліметтерді олар параметралері мен көрсеткіштердің, әр түрлі физикалық шамалардың едәуір санын өлшеу жолымен алады. Қажетті нақты алынған өлшеу мәліметтері, дұрыс шешімді қабылдауды қамтамасыз етеді. Дұрыс емес мәлімет өнім сапасының төмендеуіне, аварияларға, ғылыми-зерттеу кезінде дұрыс емес шешімдерге, пайдалы кеңдер қорын дұрыс емес бағалауына, сауда-коммерциялық операциялар кезінде есептен жеп қоюына әкеп соғады. Өлшемге бірдей көзқарас келісуші мәліметпен алмасуды, өлшеу құралдары мен әдістерін стандартизациялау мүмкіндігін, халықаралық сауда алмасу жүесіндегі сыналған өнім мен өлшеу нәтижелерін келісіліп қолдау кепілін береді. Барлық мамандарылған метрологтардың өлшемдері кезінде (техникалық құралдармен өлшенген кездегі табылатын мән) алынған мәндері дұрыс деп үміттенеді. Алынған өлшеу нәтижелеріндегі үміттін жоқтығы ғана, оларды қайта өлшеп, басқа мамандар мен өлшеу лабараторияларын қатыстырады. Н.И. Тюриннің Метрологияға кіріспе кітабында өлшеу қандай болсын мұқияттықпен өткізілгенімен, қандай да болсын нақты өлшеу құралдарын қолданғанымен өлшемнің нақты мәнін алу мүмкін емес деп жазған, яғни өлшем мәнінің қателігі нөлге тең болмайды. Ықтималдық теориясы алынған өлшемді өлшенетін мәннің нақтысына жақындауына мүмкіндік береді, және де ықтималдық теориясы бізді шектен шықпайтын ықтималдық қателік шекарасын бағалауды үйретті. Өлшемнің дұрыстығы алынған өлшем нәтижелерінің сенімділік деңгейімен сипатталады. Міне осы өлшеу негізіне алынған.
Егер де біз өлшем туралы нақты және толық мәліметті білмесек, ғылыми-зерттеу жұмыстардағы жетістіктеріміз, ғарышты танып білуіміз, барлық салалардағы өнімнің сенімділігін қамтамасыз ететін жаңа техналогиялар мен материалдарды құру мүмкін емес болушы еді. Көп жағдайларда қиын мәселелерді, әр түрлі жердегі, әр түрлі уақыттағы әр түрлі өлшеу құралдарының қолдануымен алынған өлшемдердің көп болуы негізінде шешуге болады. Бұндай мәндерді тек қана олардың бір-біріне жарампаздық шарты кезінде ғана қолданылады. Дәлдікті бір-біріне жарампаздықты, өлшемнің нақтылығын жоғарлатуын өндірістің автоматизациясы мәжбүр етеді. Мәселенің неғұрлым қиындығы, метрология мәндері соғұрлым көп болады. Барлық әрекеттер өлшемсіз мүмкін емес. Көп өндіріс салаларында өлшемге байланысты жыл сайын шығын көлемі 30%-ті құрайды.
Метрологияны қамтамасыз етудегі үлкен мәнді, энергетикалық, материалдық және т.б. ресурстардың үнемдеу мәселесін иеленеді, себебі өлшемнің нақты есебін, үнемдеу мен су ресурстарын, мұнай және мұнай өнімдерін, газ, электрлік және жылу энергетикасының материалдар құндылықтарын жоғалтпау негізі болып табылады. Қазіргі таразы құралдарының қателігі мынандай: өлшеу процесінде өндірістің барлық өлшенген өнімнен 1% аңғарылмай қалады. Мұнай, газ, жанар майдың көп мөлшері ескерілмейді. Егер электрлік энергия счетчигінің қателігі - 2% болса, онда 2% энергия ескерілмей қалады. Егер де осы пайызды дән, мұнай, газ, болат, шойын үшін тоннада; электр энергиясы үшін килловатта берілсе онда жыл сайынғы шығын миллиондаған теңгені құрайды. Егер дәлдік есебі екі есе ғана болса, онда өнім мен материалдың үлкен саны есептеледі. Метрологиялық қызметтін жоқ болуы, өлшем бірлігін қамтамасыз ету шартының бұзылуы өнім сапасын бақылау кезіндегі техналогиялық процесстерді реттеу, ауруларды емдеу мен диагностика кезіндегі және т.б. өлшеулер үлкен шығынға әкеледі.
Өнімді өндіру кезінде тек қана дайын өнімнің сапасын бағалау кезінде өлшеу күйін ескеріп қана қоймай, сонымен қатар белсенді бақылау құралының көмегімен, техналогиялық процесстердің өзінде сапа көрсеткіштерін бағалау мүмкіндігі мен өлшеу күйін де ескеру керек. Жаңа бұйымды жасамас бұрын, техналогиялық процесстегі өндірістің метрологиялық жағынан дайындық мәселелерін шешіп, сынау мен өлшеу құралдарын жасау және аттестациялау әдістерін қолдану қажет. Медицинадағы метрологияның мәні өте үлкен. Медициналық өлшеу және сынау құралдарының (адамға қалпына келтіретін әсер жасаушы) үлкен саны шығарылды. Медицинадағы өлшеулер гигиенада, терапия және диагностика кезінде өткізіледі. Биалогиялық объект параметрлерінің өлшеу көрсеткіштері бойынша адамның барлық және жеке мүшелерінің қызметі мен жұмысқа қабілеттігі туралы пікір айтады. Биалогиялық объектіні емдеу мақсатымен өткізілетін тарапта жанама ықпал етеді, оның параметрлері өлшеу жолымен қадағалап, нормаланған болуы керек. Жанама ықпалы мен ағза параметрлерінің өлшемдері нәтижесі бойынша емдеу жолының дұрыстығы мен іс-әрекеттердің тиімді ықпал етуі туралы қортынды жасайды.
Гигиенада ағзаға қоршаған ортаның (су, ауа және т.б.) әсері зерттеледі, ол үшін көп өлшемдер жүргізіледі. Оператор алынған өлшеу нәтижелерінде күмәні болмауы керек. Ол үшін эксплуатация кезінде үнемі слыстырып тексеруден өтетін, метрологиялық аттестациясы бар, сынаудан өткен өлшеу құралдарын ғана қолдану керек. Өлшеу кезіндегі әдіс, метрологиялық аттестация мен регистрациядан өтуі керек. Аттестациялық әдістің талаптарын ескеріп, қолданған опператор өзінің өлшеу нәтижелерінің дұрыстығында сенімді болуға болады және егер де оның қателігі берілген шектен шықпаса. Барлық бағыттағы объектілерде заң шығарушы метрологияның негізін біліп, теориялық метрологияны жетілдіре біліп, осының бәрін практикада қолдана алатын мамандар болуы керек (басты метролог,өлшеу күйі үшін жауап беруші, өлшемдерді қамтамасыз ететін операторлар). Өлшемді өткізу шығындары, өндірілетін өнімді жасау үшін жалпы шығынның бөлігін құрайды. Өлшеу кез-келген өндіріс бұйымы үшін қадағалау, сынау, дайындау және жобалаудың барлық деңгейлерінен өтетді. Өлшеу техникасының даму деңгейіне байланысты (өлшеу құралдары мен техникасы) өндірісі дамыған мемлекеттердің техникалық және ғылыми потенциалының көрсеткіші бағаланады.
Өлшем (физикалық шаманың өлшемі, ҚР СТ 2.1-2000) деп берілген мөлшердегі физикалық шаманы жаңғырту (сақтау) үшін қолданылатын өлшем құралы. Өлшемнің бұл құралдарына кірлер, ұзындықтық ұштың өлшемдері, т.б. жатады. Тәжірибеде бір мәнді және көп мәнді өлшемдер, сондай-ақ өлшемдер жиыны және магазині қолданылады. Бір мәнді өлшемдер бір мөлшердегі шамаларды жаңғыртады (кірлер). Көп мәнді өлшемдер физикалық шаманың бірнеше өлшемдерін бейнелейді. Мысалы, миллиметрлік сызғыш заттың ұзындығын сантиметрмен де, миллиметрмен де көрсете алады. Өлшемнің жиындары мен магазиндері шаманың кейбір аралық немесе қосынды мәндерін бейнелеуге мүмкіндік алу үшін бір мәнді және көп мәнді өлшемдердің бірігуін көрсетеді. Өлшемдер жиыны әртүрлі мөлшердегі біртекті өлшемдердің жиынтығын көрсетеді, ол жиынды қолдануға мүмкіндік береді, мысалы, лабораториялық кір жиыны. Өлшемдер магазині - бір механикалық бүтінге конструктивті біріктірілген өлшемдер магазині. Бір мәнді өлшемдерге стандартты үлгілер және стандартты заттар жатады. Стандартты үлгі - белгілі бір сипаттаманың сандық мәнін орнату мақсатында метрологиялық аттестациялауға ұшырайтын, қажетті түрде рәсімделген заттың белгілі мөлшері (пробасы). Бұл сипаттама (немесе қасиет) сыртқы ортаның белгіленген жағдайларында мәні белгілі шама болып табылады. Мұндай үлгілерге, мысалы, қаттылықтың нақтымәндері бар минералдар жиыны жатады. Олар осы параметрді басқа минералдарда анықтау үшін пайдаланылады (Моос шкаласы).
Өлшемдерді пайдаланғанда немесе жұмыс істегенде көбінесе басты назарды олардың номиналды және нақты мәндерін, сондай-ақ өлшем қателігі мен разрядын (дәрежесін) ескеру қажет. Номиналды деп өлшемде көрсетілген мәнді атайды. Өлшемнің нақты мәні ресми эталонды пайдаланған жоғары сапалы өлшеу нәтижесі ретінде арнайы куәлікте көрсетілуі керек. Номиналды және нақты мәндердің айырмасы өлшемнің қателігі деп аталады. Қателікке таңбасы бойынша қарама-қарсы шама өлшемде көрсетілген номиналды мәнге түзетуді білдіреді. Аттестациялау кезінде қателіктер табылуы мүмкін болғандықтан, өлшемдер разрядтарға бөлінеді (1, 2-разрядты) және разрядты эталондар деп аталады (үлгіліөлшеуішқұралдар). Оларды өлшем құралдарды салыстырып тексеру үшін пайдаланады. Өлшем қателіктерінің шамасы өлшемдерді топтарға (кластарға) бөлу үшін негіз болады.
1.2 Элементарлы өлшеу құралдары.
Ғылым мен техниканың әртүрлі облыстарда қолданылуына сәйкес өлшеу құралдары сан алуан. Бірақ бұл сан алаунның ішінен қолданылу облысына тәуелсіз өлшеу құралдарының жалпы қасиеттерін бөліп алуға болады.
Өлшеу бірлігін қамтамасыз ететін жүйедегі рөлі бойынша өлшеу құралдары төмендегідей бөлінеді:
· метрологиялық, метрологиялық мақсаттар үшін арналған - бірліктің шығарылуы және (немесе) жұмысшы өлшеу құралдарына бірліктің өлшемін жіберу және сақтау;
· жұмысшы, бірліктің өлшемін беруімен байланысы жоқ өлщеулерде қолданылады.
Практикада қолданылатын өлшеу құралдарының көпшілігі екінші топқа жатады. Метрологиялық өлшеу құралдары айтарлықтай көп емес. Олар арнайы мамандандырыған ғылыми-зерттеу орталықтарда жасалады, өндіріледі және эксплуатацияланады.
Автоматизация днңгейі бойынша барлық өлшеу құралдары 3 топқа бөлінеді:
· автоматты емес;
· автоматтандырылған, өлшеу операцияларының бір немесе басқа бөлігін автоматты режимде жүргізіледі;
· автоматты, автоматты режимде өлшеулердің нәтижелерімен, тіркелуімен, басқарушы сигналдардың өндірілуімен байланысты барлық операцияларды жүргізеді.
Қазіргі кезде автоматтандырыған өлшеу құралдары кең таралған. Бұл өлшеу құралдарында электронды және микропроцессорлы техниканың қолданылуымен байланысты.
Стандартизация деңгейіне байланысты өлшеу құралдары төмендегідей бөлінеді:
· стандартизацияланған, мемлекттік және салалық стандарттың талаптарына сәйкес жасалған;
· стандартизацияланбаған (бірден-бір), стандартизацияда талаптары міндетті емес арнайы өлшеу есептерді шешуге арналған.
Өлшеу құралдарының негізгі көпшілігі стандартизацияланған болып табылады. Олар өнеркәсіпті орындарда сериялармен шығарылады және міндетті түрде мемлекеттік сынақтардан өтеді. Стандартизациялабаған өлшеу құралдары мамандандырылған ғылыми-зерттеу орындарында өндіріледі және жағыз (дара) данада шығады. Олар мемлекттік сынақтан өтпейді, олардың сипаттамалары метрологиялық аттестацияда анықталады.
Өлшенетін физикалық шамаға байланысты өлшеу құралдары бөлінеді:
· негізгі - бұл мәні өлшеу есебіне сәйкес алынатын физикалық шаманың өлшеу құралдары;
· көмекші - бұл негізгі өлшеу құралына немесе өлшеу объектісіне әсерін өлшеудің талап етілетін дәлдікте нәтижесін алу үшін ескерілуі қажет физикалық шаманың өлшеу құралдары.
Элементарлы өлшеу құралдары тура өлшеудің жеке операцияларын жасау үшін арналған.
Өлшем бұл өлшеу құралы, берілген өлшемдегі физикалық шаманы сақтайды және жасайды. Мысалы, масса өлшемі - кір, индуктивтілік өлшемі - үлгілі индуктивтілік катушкасы.
Өлшемдер бірөшемді және өпөлшемді болады:
· бірөлшемді, бір өлшемді физикалық шамалар. Мысалы, кір, калибр, қаттылық үлгілері, кедергі катушкасы;
· көпөлшемді, әртүрлі өлшемдегі физикалық шамалар. Мысалы, соңғы өлшемдер жиынтығы, айнымалы сыйымдылық конденсаторы, өлшеу сызғыштары.
Бұдан басқа, өлшемдер жиынтығы, өлшемдер магазины, орнатыатын, енгізілетін жәнеішіне салынған өлшемдер де бар.
Өлшемдер жиынтығы
Тек қана жеке емес, керісінше, әртүрлі өлшемдегі аттас қатарларды жасау үшін әртүрлі бірігулермен қоланылатын біртипті элементтердің арнайы таңдалған жиынтығы, мысалы, өлшеу резисторларының немесе конденсаторларының жиынтығы.
Өлшемдер магазины өлшемдер магазинының құраушыларын керекті бірігулерде біріктіретін, есептеуші құрылғымен бйланысқан қарапайым немесе автоматизацияланған қосқыштарды біріктіру мүмкіндігі қарастырылған конструкциялы бір құрылғыға біріктірілген өлшемдер жиынтығы. Осындай принциппен электр кедергілер магазины жасалған.
Салыстыру құрылғысы (компаратор) - біртекті шамалардың өлшемдерін немесе өлшеу аспаптарының көрсеткіштерін бір-бірімен салыстыру мүмкіндігін беретін өлшеу құралы. Мысалға алатын болсақ: рычагты таразы, оның бір табақшасына үлгілі кір, ал екіншісіне - өлшенетін зат салынады. Қарапайым өлшеу құралдарына қатысты қарағанда компаратор рөлін адамның сезу мүшелері ақара алады, негізгісі көру, мысалы, аспаптың сілтеуішінің және оның шкаласына қойлған бөлу санының арасындағы ауытқу.
1.1-сурет - Өлшеу процессі мен атқаратын қызметі бойынша өлшеу құралдарының классификациясы
Өлшеу түрлендіргіші - өлшеу құралы, жіберу, түлендіру, өңдеу және сақтау үшін ыңғайлы формадағы өлшеу ақпаратын өңдеуге арналған, бірақ бақылаушының қабылдауына берілмейді. Өлшеу түлендіргіштері өлшеу құралдарының құрамына кірумен қатар жеке өз бетінше де қолданыла алады. Бұл өлшеу трансформаторлары және күшейткіштер, қысым түрлендіргіштері.
Кешенді өлшеу құралдары барлық өлшеу процедурасын жүзеге асыруға раналған. Оларға өлшеу аспаптары, өлшеу орнатулары, өлшеу жүйелері және өлшеу - есептеуіш кешендер жатады.
Өлшеу аспабы - өлшеу құралы, бақылаушының қабылдауына жетерліктей формада өлшеу ақпаратының арнайы түрдегі сигналын өндіру үшін арналған.
Электронды техникада, радиотехникалық тізбектерде, құрылғыларда және жүйелерде, сонымен қатар байланыс жүйелерінде өлшеу ақпаратының сигналы электрлік сигналы болып табылады, ол өлшенетін физикалық шамамен функционалды байланысты. Өлшеу құралының кіріс электрік сигналының ақпараттаушы параметрі болып кіріс сигналының параметрі қызмет етеді, ол өлшенетін физикалық шамамен және оның жіберілуіне қолданылатын мәні немесе өлшеу шамасының өзімен функционалды байланысты.
Өлшеу аспаптарын спецификалық сипаттар қатары бойынша классификациялау қабылданған.
Өлшенетін шаманың индикациялық формасы бойынша өлшеу асапатарын ажыратады:
· Көрсететін, өлшенетін шаманың көрсетуінің тек есептеуін ғана жібереді. Мысалы, бағыттауышты немесе цифрлі вольтметр;
· Тіркеуші бір немесе басқа ақпаратты тасымалдаушының көрсетуінің тіркелуін қарастырады, мысалы, қағаз лентадағы. Өздігінен жазылатын және басылатын аспаптар болып бөлінеді.
Өздігінен жазылатын өлшеу аспап - тіркеуші аспап, мұнда көрсетулер диаграмма түрінде қарастырылады.
Басылатын (терілетін) өлшеу аспап - тіркеуші өлшеу аспабы, мұнда көрсету басылымы цифрлі формада қарастырылады.
Өлшенетін шаманың түрленетін әдісі аспаптарды тура, компенсацияланған, (теңестірілетін) және аралас түрлену бойынша ажыратады.
Тағайындалуы бойынша өлшеу аспаптары амперметрлерге, вольтметрлерге, омметрлерге және т.б бөлінеді.
Қолданылатын өлшеу сигналдарының түрлену формасы бойынша аспаптарды аналогты және цифрлы түрге бөлінеді.
Аналогты өлшеуіш аспап - өлшеу құралы, оның көрсетілуі өлшенетін шаманың өзгерісінің үзіліссіз функциясы болып табылады.
Аналогты аспаптарды әр түрлі өлшеу мақсаттар бойынша төрт негізгі топқа бөлінеді.
Біріншіге - ең үлкеніне - сигналдардың параметрлері мен сипаттамаларын өлшеу аспаптары кіреді (мысалы, осциллографтар, вольтметрлер, жиілік өлшеуіштер және т.б).
Екінші топты құрайтындар электр схемаларының активті және пассивті элементтерінің параметрлері мен сипаттамаларын өлшеуге арналған аспаптар. Бұл - кедергіні, сыйымдылықты, индуктивтілікті, микросхеманың параметрлерін, транзисторларды өлшеуіштер, сонымен қатар жиілікті және ауыспалы сипаттамаларды көрсететін аспаптар.
Үшінші топ - өлшеу генераторлары, олар әртүрлі амплитуданың, форманың және жиіліктің сигналдарының көзі болып табылады.
Төртінші топқа өлшеуіш схемалардың түрлендіргіштер және т.б. сияқты элементтері кіреді.
Цифрлі өлшеуіш аспап деп - көрсетілімі цифрлі формада берілген, өлшеуіш ақпараттың дискретті сигналдарын автоматты түрде жасап шығарушы өлшеу құралын айтады.
Цифрлі өлшеуіш аспаптар аналогты өлшеуіш аспаптарға қарағанда төмендегідей артықшылықтарымен ерекшеленеді:
· Өлшенетін шаманың есебінің объективтілігі және ыңғайлы;
· Өлшеу нәтижелерінің жоғарғы дәлдігі;
· Жоғарғы шешуші қабілетілігінде кең динамикалық диапазон;
· Элетромеханикалық қозғалмалы элементтердің болмауынан жоғары тез әсер етушілік;
· Өлшеу процессінің автоматизациясының мүмкіндігі;
· Конструкциялау және дайындау кезінде микроэлектрониканың жаңа жетістіктерін қолдану мүмкіндіктері;
· Ішкі механикалық және климаттық әсерлерге жоғары тұрақтылық.
Әсер теу принципі бойынша өлшеу аспаптарын төменде келтіргендей кластар қатарына бөледі:
Тура әсердегі өлшеу аспаптары, мұнда өлшеуіш ақпараттың бір бағытта сигналдың бір немесе бірнеше түрлендіру қарастырылған, яғни кері байланыстағы тізбекті қолданбағанда; мысалы, амперметрлер, вольтметрлер.
Салыстыру өлшеу аспаптары , берілген шама мен өлшенетін шаманы салыстыруға арналған, электр өлшеуіш потенциомер.
Интегралдаушы өлшеу аспаптары - уақыт және басқа тәуелсіз айнымалы арқылы келтірілетін шама интегралданатын құрылғы, мысалы, энергияның электрлік есептеуіші.
Қосынды өлшеу аспаптары - екі немесе бірнеше шамалардың функционалды қосындысынан тұратын аспап, мұнда басқа каналдарға елтіпу болады, мысалы, бірнеше электр генераторлардың қуатының қосындысын өлшеуге арналған ваттметрлер.
Өлшеу орнатылуы - функционалды біріккен өлшеу құралдардың тізбегі және көмекші құралдар, олар бақылдаушының ыңғайлы қабылдауына арналған және бір орныда орналасқан формадағы өлшеу ақпараттарының сигналдарын шығаруға арналған қосымша құрылғы.
Тәжірибелік стенд деп - бұйымдарды тәжірибелеуге арналған өлшеуіш орнатылым. Поверкаланатын орнатылым деп - өлшеу құралдарын поверкалауға арналған үлгілі өлшеу құралдары бар өлшеу құралдары.
Өлшеуіш машина деп - радиолокационды станция типтес радиотехникалық кешендерді поверкалауға қолданатын кейбір үлкен өлшеу орнатылымдары.
Өлшеу жүйесі - өзара каналдар бойынша байланысқан ыңғайлы автоматты тексеру және әртүрлі басқару жүйелерінде қолдану және көшіру формасындағы өлшеу ақпарат сигналдарын шығаруға арналған есептеу техника құралдары мен қосымша құрылғылар. Өлшеу аспаптары жұмыс режиміне әсер етпейді, ол тек ақпаратты жинау және де сақтау қызметін атқарады.
Ақпаратты өлшеу жүйелері - тұтынушыға қажетті түрде өлшеу ақпараттарын көрсетуге арналған.
Өлшеу - бірқатар құрылымдық элементтердің өзара қарым-қатынасын қамтитын күрделі процесс. Оларға жататындар: өлшеу міндеті, өлшеу объектісі, қағидасы, әдісі, өлшем құралы және үлгісі, өлшеу жағдайлары, өлшеу субъектісі, өлшеу қателіктері мен нәтижелері.
Өлшеу әдістері дегеніміз - нақты бір өлшеуіш міндет үшін таңдалған өлшеу қағидалары мен құралдарын пайдалану іс-әрекеттерінің жиынтығы. Өлшеу әдісі түсінігіне өлшеу қағидаларын теориялық негіздеумен қатар, өлшеу құралдарын қолдану іс-әрекеттерін әзірлеу де кіреді.
Өлшеу әдістері классификациясының ішінен өлшеу қағидалары мен құралдарын пайдалану іс-әрекеттерінің жиынтығы бойынша классификация кеңінен қолданылады. Бұл классификация бойынша тікелей бағалау әдісі және салыстыру әдісі ажыратылады (22-сурет)
· Тікелей багалау әдісі арқылы өлшеген кезде шаманың ізделетін мәні сәйкес бірліктерде градуирленген өлшем құралының есептеуіш құрылғысы бойынша анықтайды. Мысалы, циферблатты таразыда өлшеу, бұйым мөлшерін микрометр көмегімен анықтау немесе қысымды серіппелі манометрмен өлшеу.
· Шамамен салыстыру әдісі - өлшенетін шаманы өлшемнің жаңғыртатын шамасымен (мысалы, рычагтық таразыда массаны салыстыру) салыстыратын әдіс. Салыстыру әдістерінің ерекше белгісі өлшемнің өлшеу процедурасына тікелей қатысуында. Ал тікелей бағалау әдісінде өлшем өлшеу процесіне қатыспайды, оның мөлшері градуирлеу кезінде өлшем құралына алдын ала өлшеуіш құрылғысына беріліп қояды. Салыстыру әдісі кезінде салыстыру құрылғысы міндетті болуы қажет.
Өлшеммен салыстыру әдісінің бірнеше түрі бар:
· Нөлдік әдіс;
· Дифференциалды әдіс;
· Алмастыру әдісі;
· Сәйкес келу әдісі;
· Нөлдік әдіс - салыстыратын құрылғыға өлшенетін шаманың нәтижелі әсер етуі эффектісі мен шаманың қарама-қарсы әсері нөлге келтірілетін өлшеммен салыстыру әдісі;
· Дифференциалды әдіс кезінде толық теңестіру жасалмайды, ал өлшенетін шама мен өлшемнің жаңғыртатын шамасының арасындағы айырма аспап шкаласы бойынша есептеледі. Дифференциалды әдіс дене температурасы мен қаттылығы сияқты шамаларды өлшеуде пайдаланылмайды;
· Алмастыру әдісі -- өлшенетін шаманы өлшемнің жаңғыртатын белгілі шамасымен алмастыру арқылы өлшеммен салыстыру әдісі. Мысалы; бұйымның мөлшерін рычагты микрометрмен өлшеу немесе электрлік шамаларды айнымалы ток көпірлері көмегімен өлшеу;
· Сәйкес келу әдісінде өлшенетін шама мен өлшеммен жаңғыртылатын шама арасындағы айырма шкала белгілерінің немесе периодты белгілердің сәйкес келуін пайдалану арқылы өлшейді.
Қазіргі кездегі анықтама бойынша метрология - өлшеу туралы, өлшеу бірегейлігін және дәлдігін қамтамасыз етудің жолдары мен тәсілдері туралы ғылым. Метрологияның негізгі бағыттары: жалпы өлшеу теориясы; физикалық шама бірліктері (ФШ) және олардың жүйесі; өлшем құралдары және әдістері (ӨҚ); өлшеу дәлдігін анықтау әдістері; физикалық шаманың бірлігі және размерлігі; үлгілі және жұмысшы құралдар және эталондар; физикалық шама бірлігінің эталоны.
Мемлекеттік метрологиялық қызметтің міндеті метрологияның ғылыми - техникалық жағдайларын шешу, қажетті зңдарды шығару және бақылау болып табылады. Мемлекеттік метрологиялық органдарға өте кең құқық беріледі. Мемлекеттік метрологиялық қызмет өлшем бірегейлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесі арқылы іске асырылады. Өлшем бірегейлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесінің нормативтік - техникалық құжаты - мемлекеттік стандарт. Мемлекеттік стандарттардың негізінде халық шаруашылығының түрлі салаларында және өлшемнің түрлері мен әдістерінде қолданылатын стандарттарға қойылатын талаптарды анықтайтын нормативтік - техникалық құжаттар жасалынады.
Бұл стандарт МЕСТ 16263 Мемлекеттік өлшем бірегейлігін қамтамасыз ету жүйесі. Физикалық шама - деп сапа жағынан көптеген физикалық объектілерге бірдей, ал сан жағынан әр объект үшін әр түрлі мәні бар қасиетт.
Егер физикалық шаманың белгі бір объектідегі сандық мөлшерін көрсету қажет болатын болса, онда оны размер деп атайды. Ал физикалық шаманың мәні деп шаманың бірлік бойынша есептелінген сандық мәнін айтады. Физикалық шаманың бірлігі ол да физикалық шама, оның сандық мәні 1 - ге тең.
Өлшеу - дегенiмiз физикалық шаманың мәнін тәжірибелік жолмен техникалық құралдардың көмегімен табу.
Өлшеу объектісі деп - әр біреуі жеке өлшенуге мүмкіндігі бар көптеген жеке физикалық шаманы сипаттайтын құбылыс.
Физикалық шама дейтін ұғым сандық мәндері өлшеу арқылы анықталатын қасиеттерге қолданылады.
Өлшеу нәтижесi - өлшеу кезiнде тәжiрбие жолымен алынған шаманы айтады. Өлшенген шаманың нәтижесі мына теңдеумен анықталады. Х= А[Х]. Мұндағы: А - физикалық шаманың кез-келген сандық мәні; [Х]-физикалық шаманың бірлігі.
Барлық өлшеу құралдар (ӨҚ) - деп өлшеу жұмыстары үшін қолданылатын, нормаланған метрологиялық қасиеттері бар техникалық құралдарды айтады. Өлшенетін шаманың мәнін дұрыс табу өлшем құралдарына байланысты.
Өлшем құралдарын дәлдеу - деп метрологиялық органдар арқылы өлшем құралдарының қатесін, олардың дәлдігі жағынан қолдануға жарамдылығын тексеруді айтады. Мұнда тексеруді тек дәлдікті тексеру деп түсіну керек, ал бұзылған құралдарды тексеріп жөндеу метрологиялық тексеруге жатпайды. Метрологиялық дәлдеудің бір түрі салыстыру. Салыстыру - деп тексеру кезінде өлшем құралдарының дәлдігін эталондармен немесе үлгі құралдармен салыстырып анықтайды.
Өлшемнің дұрыстығы - деп өлшем нәтижелерінің жүйелі қатесінің нөлге жақын болуын, яғни өлшем жұмысының сапасын айтады. Берілген шаманы бірнеше рет қайталап өлшегенде жүйелі қатенің мәні әр өлшеуде тұрақты болады немесе белгілі бір заңдылықпен өзгереп отырады. Өлшем дұрыстығы қолданылатын өлшем құралдарының дұрыстығымен байланысты болады.
Өлшем анықтығы - ол өлшем нәтижелерінің сенімділігін көрсетеді. Өлшем нәтижелерін олардың шын мәндерімен ауытқуына қарап анық және анық емес нәтижелер деп екі топқа бөлінеді. Анықтығы белгісіз нәтижелердің ешқандай құндылығы жоқ, олар көбінесе жалған деректерді беруі мүмкін. Өлшемнің қатесінің болуы өлшем анықтығына шек қояды, яғни өлшенетін шаманың сандық мәнін қөрсететін цифрдың дұрыстығын шектейді, сөйтіп өлшем дәлдігіне әсер етеді. Қатені есептеп бағалау үшін ықтималдық теориясының заңдары мен математикалық статистика әдістері қолданылады.
Өлшем ұқсастығы - деп бірдей жағдайда орындалған өлшем нәтижелерінің бір - біріне жақындығын айтады. Бірдей жағдайларда алынған нәтижелердің бір - бірінен айырмашылығы тек кездейсоқ қатенің әсерінен болуы тиіс.
Өлшем құралдарын тексеріс - деп метрологиялық органдардың өлшем құралдарының қатесін анықтап, олардың қолданысқа жарамдылығын анықтауын айтады. Дәлдігі тексерілмеген өлшем құралдарын қолдануға тиым салынады. Өлшем құралдарының дәлдігін тексерудің тәртібі арнайы нормативтік - техникалық құжаттарда белгіленген, олар: тексеріс әдістері мен құралдарының стандарттары, тексеріске арналған нұсқаулар, әдістемелер. Нормативтік құжаттардағы талаптар бойынша қолданылатын өлшем құралдарының аттары және сипаттамалары көрсетіліп протокол жасалады. Протоколда көрсетілген материалдар тексеріс барысыеда талданады. Талдау кезінде тексерілген өлшем құралдарының қолданысқа жарамдылығы не жарамсыздығы туралы қорытындылар жасалады. Қортынды жазылған протокол негізгі заңды құжат болып есептелінеді. Мемлекеттік тексерістен өткен өлшем құралдарына куәлік, ал ведомстводан өткендерге аттестат беріледі. Тексерістен өткен өлшем құралдарына немесе олардың құжаттарына тексерістің нәтижелерін растайтын белгі (клеймо) қойылады.
МЕСТ 8.009-84 [10] мынандай тәсілдер және формалар орнатылады. Өлшеу құралдардың метрологиялық нормотивті сипаттамаларының жалпы тізімі.
Барлық өлшеу құралдардың метрологиялық сипаттамалары 6 топқа бөлінеді:
1) өлшеу нәтижелерін анықтау үшін қолданылатын сипаттамалар;
2) қателіктердің сипаттамалары;
3) шамаларға әсер ететін сезімдерінің сипаттамалары;
4) динамикалық сипаттамалар;
5) өлшеу объектісі және өлшеу құралдарының әрекеттерін бейнелейтін сипаттамалар;
6) шығыс дабыл параметрлерінің ақпаратты.
Өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамалары. Өлшеу құралдарының белгілі диапазонда, белгілі дәлдікпен өлшеуіне жарамдылығын бағалау мақсатымен ӨҚ-ның МС-ын енгізеді: өлшеудің дәлдігін орналастыру мүмкіндігін қамтамасыз ету, ӨҚ-ның өзараауыстыруына жету, ӨҚ-ын өзара салыстыру және қажет ӨҚ-ын дәлдік және т.б. сипаттамалары бойынша таңдау; өлшеу жүйелерінің қателіктерін және ӨҚ-на жататын МС-ы негізінде құрылғыларды анықтау; тексеру кезінде құрылғыларды анықтау; тексеру кезіндегі ӨҚ техникалық қалпын бағалау.
ГОСТ 8.009 - 84 бойынша МС-тізімін олардың нормалау әдісі және елестету формаларын орнатады. МС-дың әр түрі тағайындалуы бойынша өлшеулердің түрлерін ескеріп және ӨҚ өлшеуге әсер етуші шамалардың немесе кіріс сигналдардың ақпараттық емес параметрлерін ұсынылуы мүмкін.
Өлшенетін параметрмен функционалды байланысты емес ӨҚ кіріс сигналының параметрі ақпараттық емес деп аталады. Мысалға, амплитудасын өлшегендегі айнымалы тоқтың жиілігі мөлшерлі метрологиялық сипаттамалар МС құжаттарымен орнатылады, нақты құжаттар болып, анықталған құжаттар табылады. Тәжірибеде кең таралғандар келесілерӨҚ МС.
Өлшеу диапазоны - ӨҚ-ның қателігінің рұқсат етілген шектері нормаланған өлшенетін шаманың мәндер облысы (түрлендіргіштер үшін ол түрлендіргіштер диапазоны).
Өлшеу шегі - ең үлкен немесе ең кіші өлшеу диапазонының мәні. Өлшем үшін - бұл өндірілетін шаманың номинал мәні.
Бөлік құны - екі көршілес бөліктің белілеріне сәйкес шамалардың айырма мәні. Бірқалыпты бөлігі бар аспаптардың тұрақты бөлік құны болады, ал бірқалыпсызда - айнымалы болады. Бұл жағдайда ең кіші бөлік құны нормаланады.
Сезімталдық - ӨҚ шығысындағы ∆y сигналының өзгеруін оның өзгеруіне әкелген кірістегі ∆х сигналына қатынасы: S = ∆y ∆х.
Мысалға, тілшесі бар ӨҚ- үшін ол dl тілшесінің соңын оның өзгеруіне әкелген dx өлшенетін шамасына қатынасы: S = dy dх.
Сонымен, бірқалыпсыз бөліктер үшін S = var, шамасы және бөліктің бірқалыпсыздығының дәрежесін коэффициент арқылы бағалайды: I = SmaxSmin.
Бірқалыпты бөліктер үшін S=Sср=const және Sср=lxN, мұндағы xN - өлшеу диапазоны. х және у әртүрлі бірліктерде болу мүмкін болғандықтан, S шамасы [мА],[ммВ],[градусВ] және т.с. өлшемі бар.
Кейде өлшемсіз бірліктермен қатыстық сезімталдық түсінігін енгізеді: S0 = (∆yy0)( ∆хx0), мұндағы, x0, y0 - номиналды (орташа) шамалар.
Сезімталдықты аспаптың көрсеткішінің әлдеқалай өзгеруіне әкелетін өлшенетін шаманың ең кіші мәнімен сезімталдықтың өтуімен теңеуге болмайды.
Сезімталдыққа кері шаманы аспаптың тұрақтысы деп атайды: C = 1S.
Әдетте, ӨҚ-ның кіріс сигналы болып бірліктегі бастапқы есеп (көрсеткіш) шамасы табылады. Бұл жағдайда аспаптың тұрақтысы С бөлік құнына тең. Сондықтан ӨҚ үшін бірқалыпсыз бөлік болып айнымалы шама - сезімталдық табылады.
Вариация (гистерезис) - өлшеу шамаларының өскендегі және кемігендегі және сыртқы өзгермейтін жағдайлардағы өлшеудің берілген диапазон нүктесінде ӨҚ-ның көрсеткіш арасындағы айырма: H = │xв - xy│ , мұндағы, xв , xy - хшамасының өсіп кемігендегі үлгілік ӨҚ-мен өлшегендегі мәндер.
ӨҚ-ның көрсеткіштерінің вариациясы кездейсоқ факторлармен келсе де, ол өз алдына кездейсоқ еместігін айта кету керек. ӨҚ-ның шығыс және кіріс сигналдарының арасындағы эксперименталды түрде алынған тәуелділікті аналитикалық, графикалық түрде немесе кесте түрінде ұсынылуы мүмкін градуирлеуші сипаттама деп атайды.
Градуирлеуші сипаттама сыртқы және ішкі себептер әсерінен өзгеруі мүмкін. Мысалға, тоқтың тез өзгеруінен ӨҚ-ның қозғалмалы бөлігі инерция салдарынан тоқтың өзгеруін қадағалай алмайды. Градуирлеуші сипаттама бұл жағдайда дифференциал теңдеумен өрнектелуі керек.
ӨҚ-ның негізгі МС -сы ӨҚ-ның қателігі - ол ӨҚ-ның көрсеткіші және ФШ -ның ақиқат (нақты) мәндері арасындағы айырма.
ӨҚ-ның қателіктерінің классификациясы:
МС-ды нормалау әдісі бойынша:
- абсолютті;
- қатыстық;
- келтірілген.
Шығыс сигналдарымен қосылып іс-әрекетінде:
- мультипликативті;
- аддитивті.
Өлшеу тәртібінің сипаттамасы бойынша:
- статикалық;
- динамикалық.
Сыртқы әсерлерінің қарым-қатынасы бойынша:
- негізгі;
- қосымша;
- кездейсоқ;
- прогрессивті.
Шығару әдісі бойынша:
- кездейсоқ;
- жүйелік;
- методикалық;
- құралды;
- тұрақты;
- периодты.
Сыртқы шарттарға тәуелді барлық ӨЖ қателіктері негізгі және қосымша болып бөлінеді.
Негізгі қателік-эксплуатацияның нормалы шарттарына байланысты ӨЖ қателігі
Жұмыс шарттарында әсер ететін шаманың нормалылардан кең диапазонымен ерекшеленетін қажет еткенде ӨЖ-ң қосымша қателігімен нормаланады.
ӨЖ-нің негізгі қателіктерін нормалаудың үш түрі бар:
:: Барлық өлшеу диапазондарда тұрақты рұқсат етілетін абсолютті ( ) немесе келтіру ( ) қателіктерін шектерін нормалау;
:: Өлшеу шамаларының функциясында рұқсат етілетін абсолютті ( ) немесе келтіру ( ) қателіктерін шектерін нормалау;
:: Бір немесе бірнеше бөлімшелерде барлық өлшеу диапазондарында әртүрлі рұқсат етілетін негізгі қателіктерінде тұрақты шектерді нормалау.
Рұқсат етілетін қателік шегі ретінде әсер ететін шама өзгерісімен шақырылатын, яғни ӨЖ техникалық мінде бойынша қолдануға жіберілуі мүмкін деген ең үлкен қателік ұсынылады.Қосымша қателіктерге де осы қатысты.
Қосымша және негізгі қателіктерді бөлуде қиындық туған жағдайда ӨЖ тексерісі нормалы шарттарда ғана орындалады (яғни қосымша қателіктер ескерілмейді).
ӨЖ-ң жүйелік қателігі - жалпы қателіктің құрамдылығы, ол бір нормалы көпсанды өлшеген уақытта заңды өзгереді және тұрақты болып қалады.
ӨЖ-ң кездей-соқ қателігі деп кездей-соқ үлгісімен біршаманы қайталап өлшегенде өзгеретін құрамдасты айтамыз.
Статикалық қателіктер ӨЖ элементтерінің өту үрдісінің соңында тұрақты шамаларды өлшеу кезінде болады.
Динамикалық қателіктер-динамикалық тәртіпте және оның статикалық қателіктерінде ӨЖ қателіктері арасындағы аыйрмашылық.
Абсолютті қателіктер-өлшеу шамсындағы х көрсетіші және нақты мәні арасындағы айырмасы: ретінде ӨЖ-ң дәлдігімен өлшенген номиналды мәні немесе шама мәні алынады.
Абсолютті қателік өлшенетін физикалық шама бірлігінде көрсетіледі. Бұл ӨЖ-ні салыстыруға және әртүлі өлшенетін физикалық шаманы салыстыруға мүмкіндік бермейді. Бұл мақсатта пайызда көрсетілген нақты мәнге қатынасы ретінде қатыстық қателікті қолдануға болады. %
ӨЖ-ң жоғары нүктелі қателіктерін нормалау үшін, яғни олар: цифрлі, көпмәнді кедергі өлшеуі және т.с.с. мына формуламен қолданылады: %
Цифрлі ӨЖ және дискретті түрлендіргіштің спецификалық түрлері номиналды мән және өлшенетін шама мәндерін дөңгелектеу арқылы кіргізілетін квантты қателік болып табылады.
Қателіктердің бары ӨЖ сипаттамалары бірмәнді болмауына әкеліп соқтырады, олрады анықтауды тәжірибе жасағанда орта сызығын табады. Типтік сипаттамалар, өлшеу нәтижесінің бағасы үшін арналған олра осы түрдің ӨЖ номиналды сипаттамасы сияқты нормаланады. ӨЖ-ң бөлек даналары үшін шартты қолданудағы шекара көрсеткіштерімен бірнеше индивидуалды сипаттамаларынада бір дананы қолдануға рұқсат беріледі. ӨЖ-ң жүйелік құрамдас қателігінің сипаттмасы рұқсат етілетін шектерді кері және положительный немесе жүйелік құрамдаспен және СКО математикалық күтуімен біріккен орнату жолдарымен нормаланады.
Әсерлету функциясы номиналды функциясы және оның ауытқуынан рұқсат етілетін шектер немесе жоғары және төменгі шектері бар шекаралық функциясының орнатылуымен нормаланады. Екінші әдісі ӨЖ-ң осы түріне көпшілік әсерлеу функциясының үлкен шошырауында қолданылады.
МХ мәнінің өзгерісі әсерлесу шаманың өзгерісімен шақырылған әсерлесу факторларының өзгерісі нің берілген шамасында шектерінің орнатылуымен нормаланады.. Мұндай МХ мәнінің өзгеріс шектері ӨЖ-ң қосымша қателігінің рұқсат етілетін шектері деп аталады.
Шамалар және жек-жеке нормаланады, ережеге сәйкес әр әсерлесу факторынан жеке нормалайды. Егер мұндай факторлар бірнеше болса, онда немесе сәйкесінше орнатылады.
Сызықты аналогты немесе цифрлі ӨЖ-ң жалпы және динамикалық сипаттамаларын номиналды сипаттамалардың бірімен және одан ауытқуынан рұқсат етілетін шектермен нормаланады. Көптеген даналардан динамикалық сипаттамаларының шашырау көп болған ӨЖлер көрсетілген ДХ шекаралық мәндерімен нормалауға болады.
Оның құралды өлшеу қателігіне әсер ететін ерекшелігін көрсететін ӨЖ сипаттамаларын номиналды сипаттмаларын орнатып және одан ауытқыған рұқсат етілетін шектермен немесе шекаралық шарттар арқылы нормалайды.
1.3 Өлшеу жəне бақылау құралдарының жалпы құрылымдық сұлбасы.
Өлшеу құралдарын, жеке өлшеу құралдарын жасау жəне зерттеу үшін өлшеу жəне бақылау құралдарының жалпы құрылымдық сұлбасын жиі БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ 52 қолданады. Бұл сұлбаларда өлшеу құралдарының жеке элементтері физикалық шамамен сипатталатын, бір-бірімен дабылдар арқылы байланысқан таңбалық блоктар түрінде көрсетілген. РМГ 29-99 өлшеу құралдарының келесі жалпы құрылымдық элементтерін анықтайды: сезімтал, түрлендіргіш элементтер, өлшеу тізбегі, өлшеу механизмі, көрсеткіш құрылғы, шкала, белгі, тіркеу құрылғысы. Кез келген өлшеу құралының бастапқы міндеті физикалық шаманы қабылдау болып табылады. Бұл қызметті сезімтал элемент атқарады. Өлшеу құралының сезімтал элементі -- кірме өлшеу дабылын қабылдайтын, өлшеу тізбегіндегі өлшеу түрлендіргішінің бөлігі. Дəл осы элемент өлшеу құралының өлшенетін шаманың өзгеруіне жауап қайтара алу қабілетін анықтайды. Сезімтал элементтің құрылымдық түрлілігі сан алуан; олар өлшеу жəне бақылау құралдарының құрылымына арналған бөлімдерде қарастырылатын болады. Бұл элементтің негізгі міндеті өлшеу ақпараты дабылын одан əрі өңдеуге ыңғайлы түрде қабылдау болып табылады. Бұл дабыл механикалық (ауысу, айналу), пневматикалық, электрлі жəне т.б. болуы мүмкін. Белгілі бір физикалық құбылыстарды өлшеу кезінде сезімтал элемент қабылдаған дабылды басқа физикалық шамаға түрлендіру қажеттілігі туындайды (мысалы, қысымды электрлі шамаға, температураны қысымға т.с.с.). Бұл қызметті түрлендіргіщ элемент атқарады. Өлшеу құралының түрлендіргіш элементі -- бұл шаманың жүйелі өзгерістерінің бірі жүретін элемент. Ол өлшеу ақпаратының дабылын беруге, бұдан əрі түрлендіруге, өңдеуге жəне (немесе) сақтауға ыңғайлы түрде қабылдауға арналған (мысалы, электрлі емес шаманы электрліге түрлендіру). Қағида бойынша бұл ақпарат бақылаушының тікелей қабылдауына берілмейді. Түрлендіруші элемент бөлек құрылымға бөлінуі мүмкін, екі жəне одан көп түрлендірушілерден тұруы да мүмкін. Өлшеу тізбегінде бірінші тұрған түрлендіруші элемент көбінесе бастапқы түрлендіруші деп аталады (мысалы, термоэлектрлік термометрдегі жылу сезгіш элемент ). Əдеттегідей физикалық шама тегін өзгертпейтін аралық (қайталама) 53 ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz