Өлшемдер шамаларыныц эталондары

Кіріспе

Өлшеудің ерекше құралы болып эталон табылады. Эталон – тексеру сұлбасы бойынша төменде тұрған оның өлшемін беру және бірлікті ұдайы өсіру және сақтау үшін тағайындалған, өлшеулер құралы (немесе ӨЖ кешені).Эталоннан шама бірлігі разрядты эталондарға беріледі, ал олардан - өлшеудің жұмысшы құралдарына беріледі. Физикалық шама бірліктерінің эталондары. Эталондардың жіктелуі, тағайындалуы және оларды құруға, сақтауға және қолдануға қойылатын жалпы талаптарды МСТ 8.057-80 «МӨЖ. Физикалық шама бірліктерінің эталондары. Негізгі ережелер» анықтайды.
Эталон өзара байланысқан үш қасиетті иелену керек: тұрақтылық, ұдайы өсушілік және салыстырмалылық.
Тұрақтылық – эталонның ұзақ уақыт бойында ұдайы өсіретін бірлігінің өлшемін тұрақты етіп ұстап тұратын қасиеті, бұл кезде сыртқы шарттарға тәуелді болатын барлық өзгерістер, дәл өлшеуге қол жетерлік шамалардың функциялары болу керек.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы білім және ғылым министрлгі

Д.Серікбаев атындағы Шығыс Қазақстан мемлекеттік
техникалық университеті

Ақпараттық технологиялар және энергетика факультеті

Аспаптар жасау және технологиялық үдерістерді автоматтандыру кафедрасы

Техникалық реттеу пәнінен
РЕФЕРАТ

Орындаған: 14-РТКз-3д тобының студенті:
Айдарова Е.А. Тексерген:Азаматова Ж.К.

Өскемен
2015
Тақырыбы:
ӨЛШЕМДЕР ШАМАЛАРЫНЫЦ ЭТАЛОНДАРЫ
Жоспар:
1.Өлшеудің ерекше құралы- эталон.
2. Эталон түрлері.
3. Эталондар дамуы.
4. Тексеру сұлбасы.
5. Эталондық өлшемдер.
6. Эталондар және стандартты үлгілер.

Өлшеудің ерекше құралы болып эталон табылады. Эталон - тексеру сұлбасы бойынша төменде тұрған оның өлшемін беру және бірлікті ұдайы өсіру және сақтау үшін тағайындалған, өлшеулер құралы (немесе ӨЖ кешені).Эталоннан шама бірлігі разрядты эталондарға беріледі, ал олардан - өлшеудің жұмысшы құралдарына беріледі. Физикалық шама бірліктерінің эталондары. Эталондардың жіктелуі, тағайындалуы және оларды құруға, сақтауға және қолдануға қойылатын жалпы талаптарды МСТ 8.057-80 МӨЖ. Физикалық шама бірліктерінің эталондары. Негізгі ережелер анықтайды.
Эталон өзара байланысқан үш қасиетті иелену керек: тұрақтылық, ұдайы өсушілік және салыстырмалылық.
Тұрақтылық - эталонның ұзақ уақыт бойында ұдайы өсіретін бірлігінің өлшемін тұрақты етіп ұстап тұратын қасиеті, бұл кезде сыртқы шарттарға тәуелді болатын барлық өзгерістер, дәл өлшеуге қол жетерлік шамалардың функциялары болу керек.
Ұдайы өсушілік - өлшеу техникасын дамытудың қолданылып жүрген деңгейі үшін ең аз қателігі бар физикалық шаманың бірліктерін ұдайы өсіру мүмкіндігі.
Салыстырмалылық - өлшеу техникасын дамыту деңгейі үшін ең жоғары дәлдікпен тексеру сұлбасы бойынша төмен тұрған басқа өлшеу құралдарының эталонымен салыстыруды қамтамасыз ету мүмкіндігі.

Эталондардың келесі түрлерін ажыратады:
- алғашқы реттік - бірлікті ең жоғары дәлдікпен ұдайы өсіруді және сақтауды қамтамасыз етеді. Бұл теңдессіз күрделі өлшеу кешендері, олар өлшеулер бірлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесінің негізін құрайды;
- арнайы - бірлікті ерекше жағдайларда ұдайы өсіруді қамтамасыз етеді, оларда бірлік өлшемін алғашқы реттік эталоннан талап етілетін дәлдікпен тура беру жүзеге асырылмайды, және осы шарттар үшін алғашқы реттік эталон болып табылады;
- мемлекеттік - бұл ел үшін бастапқы ретінде басты метрологиялық органмен ресми бекітілген, алғашқы реттік немесе арнайы эталон. Оларды орталық ғылыми институттар құрайды, сақтайды және қолданады, оларды басқа елдердің мемлекеттік эталондарымен кезең сайын салыстырады;
- екінші реттік - сәйкес физикалық шаманың алғашқы реттік эталонымен салыстырумен алынған бірлік өлшемін сақтайды. Екінші реттік эталондар тексеру жұмыстарының қажеттілігі кезінде және мемлекеттік эталонның сақталуын және аз тозуын қамтамасыз ету үшін құрылады.

Эталондар алғашқы, екінші ретті және жұмысшы болып жіктеледі. Алғашқы эталон - ғылыми-техникалық жетістіктердің қазіргі деңгейінде өлшеулердің осы саласында мүмкін болатын ең жоғарғы дәлдікпен физикалық шама бірлігін сақтайтын эталон. Алғашқы эталон ұлттық (мемлекеттік) және халықаралық болуы мүмкін. Арнайы эталон - алғашқы эталоннан бірлік мөлшерін тікелей беру қажетті дәлдікте жүзеге асырылуы мүмкін емес ерекше жағдайларда бірлікті жаңғыртуды қамтамасыз етеді және осы жағдайларда алғашқы эталон қызметін атқарады. Ұлттың эталонды ел үшін метрология бойынша ұлттық орган өлшемнің бастапқы құралы ретінде бекітеді. Қазақстанда ұлттық эталондарды ҚР Мемстандарты бекітеді. Халықаралық эталонды өлшемдер мен салмақтардың халықаралық бюросы (ӨСХБ) жасайды және қолдап отырады. ӨСХБ қызметінің маңызды міндеті әр түрлі елдердің ірі метрологиялық лабораторияларының ұлттық эталондарын халықаралық эталондармен салыстыру, сондай-ақ оларды өзара салыстыру болып табылады. СИ жүйесінің негізгі шамалары да, туынды шамалары да салыстырылады. Салыстырудың белгілі бір мерзімдері анықталған. Мысалы, метр және килограмм эталондары әрбір 25 жыл сайын, ал электрлік және жарықтық эталондар - 3 жылда бір рет салыстырылады.
Алғашқы эталонға екінші және жұмысшы (разрядты) эталондар бағынады.
Мемлекеттік алғашқы реттік және арнайы эталондардың қателіктері жоққа шығарылмаған жүйелі қателікпен, кездейсоқ қателікпен және тұрақсыздықпен сипатталады. Жоққа шығарылмаған жүйелі қателік оның шекараларымен сипатталады. Кездейсоқ қателік тәуелсіз өлшеулер санын көрсетіп, бірлікті ұдайы өсіру кезінде өлшеулер нәтижесінің орташа квадраттық ауытқуымен (ОКА) анықталады. Тұрақсыздық белгілі уақыт аралығында эталонмен ұдайы өсірілетін немесе сақталатын, бірлік өлшемінің өзгерісімен беріледі. Эталондар қателіктерін өрнектеу тәсілдерін МСТ 8.381-80 МӨЖ. Эталондар. Қателіктерді өрнектеу тәсілдері анықтайды.

Екінші эталондардың бейнелейтін бірліктерінің өлшемдері мемлекеттік эталонмен келісіледі. Екінші эталондарды ҚР Мемстандарты, немесе мемлекеттік ғылыми метрологиялық орталықтар бекітуі мүмкін. Жұмысшы әталондар бірліктің өлшемдерін екінші эталондардан қабылдайды және өз кезегінде өлшемнің жұмысшы құралдарына өлшемді беру үшін қолданылады. Екінші ретті эталон сәйкес физикалық шаманы алғашңы эталонмен салыстыру жолымен алынатын бірлік мөлшерін сақтайды. Екінші ретті эталон салыстырып тексеру жұмыстарына қажет болған жағдайда, сондай-ақ мемлекеттік эталонның тез тозуға ұшырамауы үшін жасалады және бекітіледі.
Екінші реттік эталондар қателіктерін бағалау олармен сақталатын бірліктер өлшемдерінің алғашқы реттік эталонмен ұдайы өсірілетін бірлік өлшемінен ауытқуымен сипатталады. Екінші реттік эталон үшін жиынтық қателік көрсетіледі.
Өлшемдерді эталондардан жұмыстық өлшемдер мен аспаптарға беру жұмыстық эталондардың көмегімен жүзеге асырылады, оларды үлгілі өлшеу құралдары деп атайды.
Метрологиялық тағайындалуы бойынша екінші реттік эталондар мына түрде бөлінеді:
- эталон-көшірме - бірлік өлшемін жұмыстық эталонмен беру үшін тағайындалған.
- эталон-салыстыру - қандай да бір себептер бойынша бір-бірімен тікелей салыстырыла алмайтын, эталондарды салыстыру үшін қолданылады;
- эталон-куәгер - мемлекеттік эталонның сақталғандығы мен тұрақтылы-ғын тексеру және бүлінген немесе жоғалған жағдайда оны ауыстыру үшін тағайындалған. Қазіргі уақытта тек килограмм эталонының ғана эталон-куәгері бар. Ол негізгі эталонның тұрақтылығын бақылау мүмкіндігін қамтамасыз етеді;
- жұмыстық эталон - бірлік өлшемін жұмыстық өлшеулер құралдарына беру үшін қолданылады. Ведомстволардың, министрліктердің зертханаларында және территориялық метрологиялық органдарда ең көп таралған.

Ең алғаш ресми бекітілген эталондар метр мен килограмның үлгілері болды, олар Францияда жасалды және 1799 жылы Францияның Үлттың Архивіне сақтауға берілді. Сондықтан оларды Мұрағат метрі және Мұрағат килограмы деп атай бастады. 1872 жылдан бастап килограмм Мұрағат килограмға тең масса деп анықтала бастады. СИ Халықаралық жүйесінің өрбір негізгі немесе туынды бірліктер эталонының өзіндік қызықты тарихы бар және олар күрделі ғылыми-зерттеулермен және эксперименттермен байланысты. Мысалы, 1791 жылы Францияның Ұлттың жиналысы қабылдаған, париждік меридианның төрттен бір доғасының он миллионнан бір бөлігіне тең метр эталонын 1837 жылы қайта қарастыру тура келді. Француз ғалымдары анықтағандай, меридианның төрттен бір бөлігінде 10 млн. емес, 10 млн. 856 метр бар екен. Сондай-ақ, Жердің мөлшері мен пішіні үнемі өзгеріп отыратыны белгілі. Осыған байланысты 1872 жылы Санкт-Петербург Ғылым академиясының ғалымдары метр эталонына өзгерістер енгізу туралы мәселені шешу үшін халыңаралық комиссия құруды ұсынды. Комиссия жаңа эталонды жасамай-ақ, Францияда сақталынған Мұрағат метрді ұзындықтың бастапқы бірлігі ретінде қабылдауды қалады. 1875 жылы Халықаралық метрлік конвенция қабылданды, оған Ресей де қол қойды. Бұл жылды метрологтар метрдің негізгі халықаралық ұзындық бірлігі ретінде екінші рет туылуы деп санайды. XX ғасырда (1967 жылы) париждік меридианның дәлірек өлшемдері жарық көрді, ол 10 млн. 1954,4 метрді құрады. Осылайша Мұрағат метрі меридиандық метрден 0,2 мм-ге қысқа болып шықты. 1889 жылы платинді-иридилі ерітіндіден метр эталонының 31 данасы жасалды. Олардан №6 эталон 0°С температурада Мұрағат метрі ұзындығына сәйкес келді. Осы эталон нұсқасы Өлшемдер мен салмақтар бойынша I Бас конференцияның шешімімен метрдің халықаралық эталоны ретінде бекітілді және Севр қаласында (Франция) сақталады. Қалған 30 эталон әр түрлі елдерге берілді. Ресей №28 және №11 эталондарды алды және мемлекетті эталон ретінде №28 эталоны бекітілді. Метрдің платинді-иридилі эталонының қателігі +1,1 :: 10-7 м XX ғасырдың басында қанағаттанарлықсыз деп бағаланған. 1960 жылы Өлшемдер мен салмақтар бойынша XI Бас конференция метрдің жаңа анықтамасын ұсынды. Метр анықтамасы атомдар сәулеленуінің спектральды сызықтарының толқын ұзындығы тұрақтылығына негізделген. Жарық көзі ретінде криптондық эталон алынған. Криптондың эталонның қателігі платинді-иридиліге қарағанда кем және 5 :: 10-9 м тең болды. Бірақ бұл дәлдік те жеткіліксіз болып шықты, ал ғылымның жаңа жетістіктері 1983 жылы метрдің, жаңа анықтамасын қабылдауға мүмкіндік берді (XXII Бас конференцияда). Оған сәйкес метр - вакуумдағы жарықтың 1299792458 үлес секундта жүріп өтетін жол ұзындығы. Осы конференцияда жарық жылдамдығының нақты мәні жарияланды. Масса бірлігі эталонының тарихы да өте қызықты. 1872 жылы масса эталоны ретінде қабылданған Мұрағат килограмы биіктігі мен диаметрі 39 мм-ге тең платинді цилиндр кір болды. Тәжірибеде қолдану үшін үлгілер (екінші эталондар) платинді-иридилі ерітіндіден жасалынды. Килограмның халықаралық үлгісі ретінде платинді-иридилі кір қабылданды, ол дәлдігі бойынша Мұрағат килограмына көбірек сәйкес келді. Өлшемдер мен салмақтар бойынша I Бас конференцияның шешімімен килограмм прототипінің 42 нұсқасынан Ресейге №12 және №26-лары берілді, № 12 эталон массаның мемлекеттік эталоны ретінде бекітілді (24-сурет), №26 үлгі екінші эталон ретінде пайдаланылды. Массаның ұлттық эталоны (бұрынғы КСРО-ның ұлттың эталоны) Ресейдің Санкт-Петербург қаласында Ғылыми-зерттеу институтында сақталған. Ол кварцтық үстелде, екі шыны ыдыстың астында болат сейфте тұрады. Ондағы ауа температурасы 20+-30°С-де ұсталады, ал салыстырмалы ылғалдылық - 65%. Он жылда бір рет оны екі екінші эталонмен салыстырады. Халықаралық эталонмен салыстырған кезде массаның ұлттық эталоны 1,0000000877 кг мәнге ие болды. №12 үлгіден екінші ретті эталондарға масса бірлігінің өлшемін беру үшін қашықтықтан басқаруы бар №1 және №2 арнаулы таразылар қолданылады. Килограмды бейнелеу қателігі 2 :: 10-9 болды. Халықаралық салыстырулар кезінде аныңталған эталон массасының ауытқулары оның тұрақтылығының жеткілікті дәрежесін көрсетеді.
Жұмыстық эталондар тексеру сұлбасына сәйкес олардың қосымша бағыну тәртібін анықтайтын, 1, 2 және т.б. разрядтарға бөлінеді. Өлшеулердің әр түрлері үшін өлшеулердің берілген түрі үшін тексеру сұлбаларына арналған стандарттармен анықталатын, жұмыстық эталондар разрядтарының әр түрлі саны анықталады.

Эталондар дамуының болашағы
Соңғы жылдары кванттық эффекттерді пайдалану негізінде жасалынған эталондардың дәлдігі мен сенімділігінің жоғарғы нәтижелері алынды. Ол болашақта жаңа эталондарды жасау мүмкіндігінің бар екендігіне сенімділік тудырады. Кванттық эффектілерді пайдалану арқылы ампер мен омның қазіргі заманғы эталоны жасалды. Кванттық эталондар шама бірліктерін жаңғырту қателіктері мәнінің тұрақтылығының жоғарғы деңгейімен сипатталады. Өлшеудің жаңа әдістері мен құралдары көмегімен іргелі физикалық тұрақтылар тексерілуде, сондықтан кванттық эталондардың дәлдігі өсе береді. Ғалымдардың ойынша, кванттық эталондарды мәңгі эталондар деп санауға болады, өйткені бұл эталондардың физикалық шамалардың бірліктерін жаңғырту қабілеті сыртқы жағдайлардың, географиялық орналасу мен уақыттық әсеріне ұшырамайды. Егер ядролық физика мүмкіндіктері негізінде масса эталоны жасалса, онда көптеген маңызды эталондар мәңгі разрядқа көшеді, өйткені олардың шамаларының өлшемдері массамен байланысты болады. Мұндай жағдайларда мемлекеттік эталондарға келтірілген салыстырып тексеру және калибрлеу жүйесі де өзгереді, яғни оның орталықсыздануы болады, ол өз кезегінде экономикалық эффектті қамтамасыз етеді. Жоғары температурадағы аса өткізгіштік эффектті тәжірибеде қолдану негізінде салыстырмалы қымбат емес кванттың эталондар мен өлшеулердің жұмысшы құралдарын жасау мүмкіндігінің пайда болуы күтілуде. Ол іргелі және тәжірибелі метрологияның дамуында жаңа кезеңнің бастауы болады. ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.