Физикалық шамалар бірліктерін туындылау және олардың өлшемдерін беру

Жоспар
Кіріспе

1 Өлшем бірліктері туралы түсініктер
2 Физикалық шамалар бірліктері эталондары
3 Тексеру схемалары
4 Өлшеу құралдарын тексеру әдістері
5 Стандартты үлгілер
ҚАТЕЛІКТЕР ТЕОРИЯСЫНЫҢ НЕГІЗГІ ТҮСІНІКТЕРІ
1 Қателіктер классификациясы
2 Қателіктерді бағалау принциптері
3 Математикалық модельдер және қателіктер сипаттамасы

Когерентті дегеніміз сандық көбейткіш бірге тең деп қабылданған теңдеулер жүйесінің басқа бірліктерімен байланысқан физикалық шаманың туынды бірлігі болып табылады.
Физикалық шамалардың бірлігі жүйелік және жүйеден тыс болып бөлінеді. Жүйелік – қабылданған жүйелердің біріне кіретін физикалық шаманың бірлігі болып табылады. Барлық негізгілер, туындылар, қысқа және үлестік шамалар жүйелік болып табылады. Жүйеден тыс бірліктер – қабылданған жүйелердің ешқайсысына кірмейтін физикалық шама бірлігі болып табылады.
Жүйеден тыс бірліктер ХБ жүйесіне қатысты 4 түрге бөлінеді:
- ХБ бірліктерімен мүмкін болатын тең еместіктер (мысалы, масса бірліктері – тонна; жазық бұрыш – градус, минут, секунд; көлем бірліктері – парсек, жарықтық жыл; оптикалық күштер бірлігі – диоптрия; физикадағы энергия бірліктері – электрон – вольт және т.б.);
- арнайы облыстарда қолдануға мүмкін болатындар (астрономиялық бірліктер – парсек, жарықтық жыл; оптикалық күштер бірлігі – диоптрия; физикадағы энергия бірліктері – электрон – вольт және т.б.);
- ХБ бірліктермен тең дәрежеде қолдануға мүмкін болатын шамалар (теңіз навигациясында – теңіздік миля; зергерлік істегі масса бірліктері - карат);
- Қолдандан алынып тасталғандар (қысым бірліктері – мм сынап бағанасы; қуат бірлігі – жылқы күші және т.б.).

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 28 бет
Таңдаулыға:

Кесте 2.1 – ХБ жүйесінің физикалық шамаларының негізгі және қосымша
бірліктері
Шамалар Бірліктер
Аталуы ӨлшемҰсынылатын Аталуы Орысша Халықаралық
ділігбелгілеулер
і
Негізгілер
Ұзындық L І Метр м m
Массасы М m килограмм Кг kg
Уақыт Т t Секунд с s
Электрлік ток күші І І ампер А А
Термодинамикалық Ө Т Кельвин К К
температура
Заттардың мөлшері N П, v Моль моль mol
Жарық күші І І Канделла кд сd
Қосымша
Жазық бұрыш - - Радиан рад rad
Қырлы бұрыш - - стерадиан ср Sr

Туынды шама – негізгі бірліктермен байланыстыратын, теңдеумен түзілген
жүйе бірліктерінің физикалық шамасының туынды бірлігі болып табылады.

Кесте 2.2 Арнайы атауларға ие ХБ жүйесінің туындыланған бірліктері
Шамалар Бірліктер
Аталуы Өлшем Аталуы Белгіленуі ХБ арқылы
ділігі өрнектелуі
1 2 3 4 5
Жиілік Т-1 Герц Гц С-1
Күш, салмақ LMT-2 Ньютон Н М*кг*с-2
Механикалық L-2 MT-2 Паскаль Па М-1*кг*с-2
кернеу, қысым
Энергия, жұмыс, L2 MT-2 Джоуль Дж М2кг*с-2
жылу мөлшері
Қуат L-2 MT-3 Ватт Вт М2*кг*с-3
Электр мөлшері ТІ Кулон Кл С*А
Электрлік кернеу L-2MT-3І-1Вольт В М2*кг*с-3*А-1
потенциалы, ЭДС
Электр сыйымдылығыL-2M-1T-4ІФарад Ф М-2*кг-1*с-3*А-2
-2
Электр кедергі L-2MT-3І-2Ом Ом М-2*кг*с-3*А-2
Электр өткізгіштікL-2M-1 Сименс См М-2*кг-1*с3*А2
T3І2
Магнитті индукция L-2MT-2І-1Вебер Вб М-2*кг*с-2*А-1
ағымы
Магниттік индукцияМТ-2І-1 Тесла Тл Кг*с-2*А-1
Индуктивтілік L-2MT-2І-2Генри Гн М2*кг*с-2*А-2
Жарық ағымы І Люмен лм кгхср
Жарықтылық L2 І люкс лк М-2*кг*ср
Радионуклидтер Т-1 беккерель Бк С-1
активтілігі
Иондаушы сәуленің L2T2 Грей Гр М2*с-2
сіңірген дозасы
Сәуленің L2T-2 Зиверт Зв М2*с-2
эквивалентті
дозасы

Туынды шаманы орнату үшін келесілерді жасау қажет:
- бірлігі негізгі болып табылатын физикалық шаманы таңдау қажет;
- осы бірліктер өлшемдерін орнату;
- шамаларды байланыстырушы теңдеулерді таңдау,
- пропорционалдылық коэффициентін К бірлікке теңестіру (немесе
басқа тұрақты шамаға).
Туынды шамалар когерентті және когорентті емес болуы мүмкін.
Когерентті дегеніміз сандық көбейткіш бірге тең деп қабылданған
теңдеулер жүйесінің басқа бірліктерімен байланысқан физикалық шаманың
туынды бірлігі болып табылады.
Физикалық шамалардың бірлігі жүйелік және жүйеден тыс болып бөлінеді.
Жүйелік – қабылданған жүйелердің біріне кіретін физикалық шаманың бірлігі
болып табылады. Барлық негізгілер, туындылар, қысқа және үлестік шамалар
жүйелік болып табылады. Жүйеден тыс бірліктер – қабылданған жүйелердің
ешқайсысына кірмейтін физикалық шама бірлігі болып табылады.
Жүйеден тыс бірліктер ХБ жүйесіне қатысты 4 түрге бөлінеді:
- ХБ бірліктерімен мүмкін болатын тең еместіктер (мысалы, масса
бірліктері – тонна; жазық бұрыш – градус, минут, секунд; көлем
бірліктері – парсек, жарықтық жыл; оптикалық күштер бірлігі –
диоптрия; физикадағы энергия бірліктері – электрон – вольт және
т.б.);
- арнайы облыстарда қолдануға мүмкін болатындар (астрономиялық
бірліктер – парсек, жарықтық жыл; оптикалық күштер бірлігі –
диоптрия; физикадағы энергия бірліктері – электрон – вольт және
т.б.);
- ХБ бірліктермен тең дәрежеде қолдануға мүмкін болатын шамалар
(теңіз навигациясында – теңіздік миля; зергерлік істегі масса
бірліктері - карат);
- Қолдандан алынып тасталғандар (қысым бірліктері – мм сынап
бағанасы; қуат бірлігі – жылқы күші және т.б.).
Физикалық шамалардың үлестік және қысқа бірліктері болады. Қысқа
бірліктер – жүйелік және жүйеден тыс бірліктерді тұтас санға асып түсетін
физикалық шамалардың өлшем бірліктері болып табылады. Үлестік бірлік – мәні
жүйелік немесе жүйеден тыс бірліктерді тұтас санға төмен болатын физикалық
шама өлшем бірлігі болып табылады.
Кесте 2.3 – Ондық қысқа және үлестік бірліктерді және олардың
атауларын түзу үшін жұрнақтар мен көбейткіштер
Көбейткіш Жұрнақтар Жұрнақтар Көбейткіш Жұрнақтардың Жұрнақ
белгіленулері белгіленуі тар

1015 экса Е Э 10-1 d д деци
1015 пета Р П 10-2 с с санти
1012 тера Т Т 10-3 м м милли
109 гига G Г 10-6 μ мк микро
106 мега М М 10-9 п н нано
103 кило к к 10-12 р п пико
102 гекто һ г 10-15 Ғ ф фемто
101 дека da да 10-18 а а Атто

ХБ жүйесінің басқа жүйелерден артықшылығы болып келесілер есептеледі:
- әмбебаптылығы, басқаша айтқанда ғылым мен техниканың барлық
саласын қамтиды;
- өлшеулердің барлық түрлерін және салаларын унификациялауы;
- шамалардың когеренттілігі;
- жоғары дәлдіктегі бірліктерді туындылау мүмкіндігі
- ауыстырмалы коэффициенттердің жоқтығымен байланысты формулларды
жазуды қарапайым ету;
- қысқа және үлестік бірліктерді түзудің бірыңғай жүйелері;
- мүмкін болатын шамалардың азаюы.

Физикалық шамалар бірліктерін туындылау және олардың өлшемдерін беру
2.1 Өлшем бірліктері туралы түсініктер
Өлшеулерді жүргізу кезінде олардың бірпыңғайлылығын қамтамасыз ету
қажет. Өлшемдерп бірыңғайлықтары - өлшеулер нәтижелері өлшемдері анықталған
шектерде туындыланатын шамалар өлшемдеріне тең болатыны және өлшеулер
нәтижелерінің қателіктері белгіліә ықтималдылықта және анықталған арнайы
бекітілген шектерден асып түспейтінідігінен тұратын өлшеу сапаларының
сипаттамалары болып табылады. Бірыңғайлылық ғылымға және техникаға қажетті
кез келген дәлдікте қамтамасыз етілуі қажет. Мемлекеттік деңгейлерде өлшем
бірліктерін қамтамасыз ету бойынша іскерліктер Өлшемдердің бірыңғайлылығын
қамтамасыз етудің Мемлекеттік жүйесі стандарттарымен немесе метрологиялық
қызметтердің органдары нормативтік құжаттамаларымен регламенттеледі.
Бірыңғайлылықты қамтамасыз ету үшін өлшеу құралдары градуировкаланған
бірліктерді жария ету қажет, ол физикалық шамалардың анықталып бекітілген
бірліктерін дәл туындау арқылы және олардың өлшемдерін қолданылатын өлшеу
құралдарына берумен мүмкін болады.
Физикалық шамалар бірліктерін туындылау – мемлекеттік эталон немесе
өлшеу құралдары бастапқы үлгілерінің көмегімен анағұрлым жоғары дәлдікте
физикалық шама бірліктерін материализациялау бойынша жасалатын
операциялардың жиынтығы болып табылады.
Негізгі бірліктерді туындылау – бірліктерді анықтауға сай физикалық
шамаларды өлшемдері бойынша белгілей отырып бірліктерді туындылау болып
табылады. Ол мемлекеттік біріншілік эталондар көмегімен жүзеге асырылады.
Туынды шаманы туындылау - өлшенетін функционалды байланысты болып
келетін басқа шамаларды жанама өлшеулер негізінде берілген бірліктерде
физикалық шамалар бірліктерін анықтау болып табылады. (Мысалы: күш бірлігін
туындылау – Ньютон күшін механика теңдеулері негізінде туындылау Ғ=mg).
Өлшем бірліктерін беру – тексерілетін өлшеу құралымен сақталатын,
эталонмен сақталатын немеес туындыланатын, калибрлеу немесе тексеру кезінде
жүзеге асырылатын физикалық шамалар бірліктерін белгілі бір тәртіпке
келтіру болып табылады. Бірліктер өлшемдері жоғарыдан – төменнен -
анағұрлым дәлдігі жоғары құралдардан дәлдігі төмен құралдарға беріледі.
Бірліктерді сақтау – берілген өлшеу құралына тән өлшем бірліктерін
уақытқа байланысты өзгермеуін қамтамасыз ететін операциялар жиынтығы болып
табылады.

2.2.2 Физикалық шамалар бірліктері эталондары
Эталон – бірліктерді туындылау немесе сақтауға және оның өлшемдерін
тексеру схемасы бойынша төменде тұрған схемаға беруге арналған, және эталон
ретінде белгілі бір тәртіппен бекітілген өлшеу құралы болып саналады.
Эталондарды құруға қойылатын жалпы талаптар, арналуы және олардың жалпы
классификациясы, оларды сақтау және қолдану бойынша талаптарды МӨЖ.
Физикалық шамалардың бірліктерінің эталондары. Негізгі ережелер ГОСТ 8.057-
80 бойынша анықталады.
Эталон үш өзара байланысты қасиеттерге ие болуы қажет: өзгермеушілік,
туындылану және алмастырушылық.
Өзгермеушілік дегеніміз – эталонның ұзақ уақыт бойы ішінде өздері
туындылаған бірліктердің өлшемін өзгермейтін жағдайда ұстап тұру қасиеті
болып табылады, мұндағы сыртқы шарттарға байланысты болатын барлық
өзгерістер дәл өлшеуге мүмкін болатын шамалардың функциясы болуы қажет.
Туындылану - өлшегіш техниканың сәфйкес даму деңгейі үшін ең кіші
қателіктермен физикалық шама бірлігінің туындылану мүмкіндігі болып
табылады.
Алмастырушылық – эталонның өлшеу техникасының даму деңгейіне жоғары
дәлдікпен тексерув схемасы бойынша төменде жатиқан басқа өлшеу құралдары
эталонымен салыстыруды қамтамасыз етуі болып табылады.
Эталондардың келесі түрлері болады:
- біріншілік – бірліктерді жоғары дәлдікпен сақтау және
туындылауды қамтамасыз етеді. Бұл тамаша күрделі өлшеу
кешендері өлшеудің бірыңғайлылығын қамтамасыз ететін
мемлекеттік жүйенің негізін құрайды;
- арнайы – ерекше шарттарда бірліктердің туындылануын қамтамасыз
етеді, бұл өлшем бірлігін біріншілік эталоннан қажетті
дәлдікпен тікелей беру мүмкін болмағанда, және сол шарттар үшін
біріншілік эталон болып саналғанда орын алады;
- мемлекеттік – ел үшін басты метрологиялық органмен бастапқы
ретінде ресми түрде бекітілген біріншілік немесе арнайы эталон
болып табылады. Олар орталық ғылыми институттарымен құрылып,
сақталып және қолданылады, олардың дәлдігі ең үздік әлемдік
жетістіктерге сай келеді, оларды периодты түрде басқа елдердің
мемлекеттік эталондарымен алмастырып немесе салыстыра отырып
қолданады;
- екіншілік – сәйкес физикалық шаманың біріншілік эталонымен
салыстыру арқылы алынатын бірплік өлшемін сақтайды. Екіншішік
эталондар тексеру жұмыстарын жүргізу қажет болғанда құрылады
және мемлекеттікті сақтау және тоздырмау мақсатында
қолданылады.
Метрологиялық арналуы бойынша екіншілік эталондар келесідей бөлінеді:
- көшірме – эталоны - өлшем бірлігі өлшемдерін жұмысшы
эталондарға беру үшін арналған;
- салыстыру – эталоны – бір – бірімен белгілі бір себептермен
тікелей салыстырылуы мүмкін емес эталондарды салыстыру үшін
қолданылады;
- куәлік – эталон – мемлекеттік эталонның сақталушылығын және
өзгермешілігін тексеру үшін және олардың құртылған жағдайында
орнын алмастыру үшін пайдаланылады. Қазіргі уақытта тек
килограмм эталоны ғана эталон – куәлаушыға ие болып табылады.
Ол негізгі эталонның тұрақтылығын сақтау мақсатында бақылаудың
мүмкін болуын қамтамасыз етеді;
- жұмысшы эталон - өлшем бірліктері өлшемдерін жұмысшы өлшеу
құралдарына беру үшін пайдаланылады. Лабораториялық
ведомстволар, министрліктер және аймақтық метрологиялық
органдарда ең кең таралған эталон болып табылады.
Мемлекеттік біріншілік және арнайы эталондардың қателіктері жүйелі
қателіктермен, кездейсоқ қателіктермен және тұрақсыздықтарымен сипатталады.
Жойылмайтын жүйелі қателіктер өздері орын алатын шекаралармен өрнектеледі.
Кездейсоқ қателік бірліктерді тәуелсіз өлшеулер санын көрсете отырып
туындылауда өлшеулердің нәтижелерінің орташа квадраттық ауытқулармен (ОКА)
анықталады. Тұрақсыздық белгілі бір уақыт периодында эталонмен сақталатын
немесе туындыланатын бірлік өлшемдері өзгеруімен беріледі. Эталондардың
қателіктерін өрнектеу тәсілдері ГОСТ 8.381-80 МӨЖ. Эталондар. Қателіктерді
өрнектеу әдістері бойынша анықталады.
Екіншілік эталондар қателіктерін бағалау біріншілік эталонмен
туындыланатын бірліктер өлшемдері бірлігімен сақталатын өлшемдердің
ауытқуымен сипатталады. Екіншілік эталон үшін қосынды жалпы қателік
көрсетіледі.
Өлшемдерді эталондардан жұмысшы өлшемдерге және приборларға беру
өлшеулердің үлгілі құралдары деп аталатын жұмысшы эталондар көмегімен
жүзеге асырылады.
Жұмысшы эталондар разрядтарға 1, 2 және т.б. сияқты бөлінеді, олар
тексеру схемасына сай туралану сәйкестігін анықтайды. Өлшеулердің алуан
түрлері үшін өлшеулердің берілген түрі үшін тексперу схемаларына жасалған
стандарттармен анықталатын жұмысшы эталондар разрядтарының әртүрлі сандары
орнатылады.

Тексеру схемалары
Физикалық шамалардың бірліктері өлшемдерін дұрыс беруді қамтамасыз ету
тексеру схемалары көмегімен жүзеге асырылады. Тексеру схемасы – бірлік
өлшемдерін эталоннан жұмысшы өлшеу құралдарына әдістерді және қателіктерді
көрсете отырып беруде қатысатын өлшеу құралдары туралануын анықтайтын және
бекітілген тәртіпте ГОСТ 8.061-80 МӨЖ. Тексеру схемалары. Мазмұндары және
тұрғызу стандарты бойынша анықталған нормативтік құжаттама болып табылады.

Тексеру схемалары қолданылу саласына байланысты мемлекеттік, мемлекет
аралық және локальды болып бөлінеді.
Мемлекет аралық тексеру схемалары Стандарттау, метрология және
сертификаттау саласында келісілген саясатты жүргізу туралы Келісімге
мемлекеттік қатысушылармен мемлекет аралық тексеру схемасы құжатына қайшы
келмейтін елдің нормативтік құжаттамаларын жасау жолымен немесе тікелей
жолмен өлшеулер бірыңғайлылығын қамтамасыз етумен байланысты іскерліктерді
жүзеге асыруда пайдаланылады.
Мемлекеттік тексеру схемасы метрологиялық қызметпен тексерілуі тиіс
барлық өлшеу құралдары үшін таралады.
Локальды тексеру схемасы метрологгиялық қызметтің жеке органында
тексерілуі тиіс берілген физикалық шаманың өлшеу құралдарына таралады.
Локальды тексеру схемасын сызба түрінде безендіреді, ол жерде тексеру
әдісін овалдарда бейнелейді, ал эталондар және өлшеу құралдары тік бұрішты
рамаларда өрнектеледі (сурет 2.1).

Сурет 2.1 Тексеру схемаларын өрнектеу графиктерінің элементтері:
өлшемдерді беру: а) эталоннан 1 объектіге 5 әдіспен 3 беру; б)
эталонан 1 тексеру объектілеріне 5 және 6 әдіспен 3 берілу; в) эталоннан 1
тексеру объектісіне 5 әдістермен 3 немесе 4 берілу; г) эталоннан 1 тексеру
объектісіне 5 әдісчпен 3 және тексеру объектісіне 6 әдіспен 4 берілу.

Тексеру схемасы бір немесе бірнеше өзара байланысты шамалардың
бірліктерінің өлшемін беруді орнатады. Сол бір шамадағы өлшеу
диапазондарымен ерекшеленетін өлшеу құралы үшін тексеру әдістерін, сонымен
қатар бірнеше физикалық шамалар өлшеу құралдары үшін тексеру схемаларын
келесідей бөліктерге бөлуге болады.
Тексеру схемаларының сызбаларында келесілер көрсетілуі қажет:
- өлшеу құралының аталуы және тексеру әдісінің аталуы;
- физикалық шамалардың немесе олардың диапазондарының номиналды
мәндері;
- өлшеу құралдарының қателіктерінің мүмкін болатын мәндері;
- тексеру әдістерінің мүмкін болатын қателіктері мәні.
Мемлекеттік тексеру схемасы сызбалардан және мәтіндік бөлімнен тұрады.
Сызбалар бір бірінің астына орналасқан және үзік сызықтармен бөлінген
полялардан тұруы қажет. Полялар аталуыға ие болуы қажет:
Мемлекеттік эталон (егер екіншілік жоқ болатын болса);
Мемлекеттік эталондар (екіншілер болған жағдайда);
Басқа тексеру схемаларынан алынған жұмысшы эталондар;
і разрядты жұмысшы эталондар;
Жұмысшы өлшеу құралдары.
Эталондардың аталуын олардың тура келу тәртібі бойынша немесе
орналасқан тәртібі бойынша жазады.
Біріншілік эталонның аталуы екілік сызықпен түзілген үш бұрыштиы
рамаға орналастырылады. Екіншілік, жұмысшы эталондар және өлшеу
құралдырының аталуы бірлік сызықтан түзілген үш бұрышты рамаға
орналастырылады. Тексеру әдістерінің аталуы овалдарға орналастырылады, ол
поляны бөлуші үзік сызықты сызықтар қиылысында түзіледі.
Өлшемдерді беруді тұтас сызықтармен көрсетепді, олар мүмкіндігінше
қиылыспауы қажет, егер ол мүмкін болмаса, онда қиылысу орындарын символ
белгісімен өрнектейді.
Жұмысшы өлшеу құралдарын поляға мүмкіндігінше солдан оңға қарай
қателіктердің өсу тәртібінде орналастырады.
Элементтер өлшемдерін бір поля шегінде бірдей етіп өрнектейді.
Мәтіндік бөлім кіріспе бөлімнен, тексеру элементтеріне жасалған
түсіндірме жазбадан, және қосымша ақпараттардан тұрады.
2.2.4 Өлшеу құралдарын тексеру әдістері
Тексеру – метрологиялық сипаттамаларды анықтау және олардың қойылатын
талаптарға сәйкестігін анықтау негізінде өлшеу құралдарының қолдануға
жарамдылығын анықтау операциясы болып табылады.
Негізгі метрологиялық сипаттама – қателік, ол тексерілетін өлшеу
құралдарын анағұрлым дәл жұмысшы эталондарға салыстырумен анықталады.
Тексерудің келесі түрлері бар: мемлекеттік және ведомстволық; периодты
және тәуелсіз; кезектен тыс және инспекциялық; кешенді және басқа түрлері.
Тексерулерді жүргізу тәртібі және оларға қойылатын негізгі талаптар
50.2.006-96 МӨЖ. Өлшеу құралдарын тексеру. Тексеруді ұйымдастыру және
жүргізу ережелерінде келтірілген.
Тексеру метролгиялық қызметтермен жүзеге асырылады; қолдануға жарамды
болып танылған өлшпеу құралдары тексеру ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.