Өлшеу. Өлшеудің түрлері

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 7 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Өлшеу. Өлшеудің түрлері.
Өлшеудің принциптері.

Өлшеу. Өлшеудің түрлері

Өлшеу - физикалық шаманың мәнін тәжірибелік жолмен арнайы техникалық құралдың көмегімен табу.

Өлшеуді жүзеге асыру үшін мыналардың болуы қажет:

- физикалық шаманың;

- өлшеу әдісінің;

- өлшеу құралының;

- оператордың;

- өлшеуді жүзеге асыру үшін қажетті жағдайлардың.

Өлшеуді жүзеге асырудың мақсаты - физикалық шаманың мәнін қолдануға ыңғайлы түрде алу.

Физикалық шама мөлшерімен, мәнімен, сандық мәнімен, нақты және дәл мәндерімен сипатталады.

Физикалық шаманың мөлшері - нақты материалдық объект, жүйе, құбылыс немесе процеске тән физикалық шаманың сандық белгісі.

Физикалық шаманың мәні - физикалық шаманың мөлшерін ол үшін қабылданған бірліктің бірнеше саны түрінде беру (25 кВт) .

Физикалық шаманың сандық мәні - шама мәніне кіретін сан.

Шаманың мөлшері және мәні арасында айырмашылық бар. Шаманың мөлшерін осы шаманың кез келген бірлігімен сандық мәні арқылы көрсетуге болады. Сандық мән таңдалған бірлікке байланысты өзгереді, ал физикалық шаманың мөлшері бірқалыпты болады.

Физикалық шаманы оның нақты мәнімен сипаттайды. Нақты мән объекттің тиісті қасиетін сапалық және сандық жағанан идеалды түрде көрсетеді.

Дәл мәні деп физикалық шаманың эксперимент арқылы табылған және нақты мәнге соншалықты жақын - оны нақты мәннің орнына қолдануға болады.

Өлшеу әдістері деп- өлшеу амалдарын және принциптерін пайдаланудың жиынтығын айтады.

Өлшеу құралдарына (СИ) жататындар пайдаланылатын техникалық заттар, олардың нормаланған метрологиялық қасиеттері болады.

Өлшеудің әртүрлі түрлері болады. Өлшеу түрлерін топтастыруды өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділік жағдайына, өлшемдік теңдеу түріне жағдайына, өлшеу нәтижелерінің нақтылығын анықтайтын жағдайға және осы нәтижелерді көрсететін тәсілдерге сәйкес жүргізеді.

Өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділігіне қарай өлшеуді статикалық және динамикалық деп екіге бөледі.

Статикалық дегеніміз- өлшенетін шама уақытқа тұрақты болып қалады. Бұндай өлшемдерге жататындар, заттың өлшемін өлшеу, тұрақты қысымның, температураның т. б. шамалары.

Динамикалық өлшем дегеніміз- өлшенетін шама уақытқа байланысты өзгеретін процесс, мысалы, қысымды және температураны қозғалтқыш цилиндріндегі газ сығымдалуы кезінде өлшеуді айтады.

Бұл өлшемдердің нәтижелерін алу тәсілдеріне қарай, өлшемдік теңдеу түрін анықтауға байланысты өлшемдерді тіке (тура), жанама, жинақталған және бірлескен өлшеу түрі деп бөледі.

Тікелей өлшеу дегеніміз- бұл жерде ізделіп отырған физикалық шаманың мәнін тікелей тәжірибе мәліметтерінен табады. Тікелей өлшеуді Q=Х формуласымен көрсетуге болады, бұл жердегі Q өлшенген шаманың ізделіп отырған мәні, ал Х- мәні, оны тікелей тәжірибе мәліметтерінен алған. Бұл секілді өлшемдерге мысал ретінде мыналарды алуға болады: ұзындықты сызғышпен немесе рулеткамен өлшеу, диаметрді штангенциркульмен немесе микрометрмен өлшеу, бұрышты бұрыш өлшегішпен өлшеу, температураны термометрмен өлшеу т. б. жатады.

Жанама өлшемдер дегеніміз- бұл жерде шаманың мәні ізделіп отырған шамамен шамалардың арасындағы белгілі байланыс негізінде анықталады, бұл жерде шаманың мәні тікелей өлшеммен табылады.

Жанама өлшеу мына жағдайларда жүргізіледі :

- өлшенетін шаманың мәнін тура өлшеуге қарағанда жанама өлшеу арқылы табу жеңілге түседі;

- шаманы тура өлшеу мүмкін емес;

- жанама өлшеу тура өлшегенге қарағанда төмендірек қателік береді.

Жанама өлшеудің теңдеуі:

мұндағы: y - ізделетін шама, тура өлшеу арқылы табылған х ₁ , х ₂ , х _n аргументтердің функциясы болып табылады.

Жанама өлшеу мысалдары: металдың қаттылығын (НВ) диаметрі (D) белгілі болат шарикті белгілі салмақпен (Р) басып, ойылған жердің тереңдігін (h) алу арқылы мына формула бойынша табу:

Жинақтап бүтіндей өлшеу - бұл өлшемде, өлшенетін шамалардың мәнін бір немесе бірнеше бірдей шамалардың қайтадан өлшенген өлшеу нәтижелеріне қарап анықтайды, бұл жерде әртүрлі шамаларды бірлестіреді.

Мысалы, наборға кіретін әр гирянің массасын олардың біреуінің белгілі массасы бойынша және гирялардың әртүрлі сочетаниесінің массаларын тура салыстыру нәтижесінде табу.

Бірге- бірлестіріп өлшеу әдісінде- бір мезгілде екі немесе одан да көп әртүрлі атаудағы шамаларды өлшейді, бұл, олардың арасындағы функционалдық байланыстарды табу үшін жасалады. Бірлескен өлшемнің мысалына желінің ұзындығын оның температурасына қарап анықтау немесе өткізгіштің электрлік кедергісін оның қысымына және температурасына қарап анықтау жатады. Нәтижелердің нақтылығын анықтау жағдайына сәйкес өлшеулерді үш классқа бөлеміз.

Нақты өлшемнің жоғарғы мүмкіндігін анықтау, бұл өлшем техника деңгейінде жүргізіледі. Бұл классқа барлық жоғары нақтылықтағы өлшемдер жатады және бірінші кезекте эталондық өлшемдер, бұлар, физикалық шамалардың бекітіліп берілген бірліктеріне нақты түрде жоғарғы өлшеммен жүргізуге байланысты болады. Бұл өлшемдерге жататындар, физикалық констант, атап айтқанда, барлық көп салалы өлшемдер, мысалы, еркін түсудің жылдамдық шамасының абсолюттік мәнін өлшеу.
Байқау-сынау өлшеулері, бұл жердегі қателік белгілі бір берілген мәннен асып кетпеуі тиіс. Бұл классқа жататын өлшемдерге, мемлекеттік қадағалау зертханасында орындалатын өлшемдер, олар техникалық регламенттердің талаптарын сақтауды бақылайды және өлшемдік техниканың жағдайын, сонымен қатар зауыттағы өлшемдік зертхананы қадағалап отырады. Бұл өлшемдер белгілі бір жағдайдағы нәтижелердің қателігінің алдын-ала берілген мәнінен асып кетпеуіне кепілдік береді.
Техникалық өлшемдер- бұл жердегі нәтижелердің қателігі өлшеу тәсілінің сипатына қарай анықталады. Техникалық өлшемдердің мысалына, өнеркәсіптік кәсіпорындарындағы өндірістік процестердегі орындалатын өлшемдер жатады, қызмет көрсету аясындағы өлшемдер т. б.

Өлшеу нәтижелерін көрсету тәсіліне қарай абсолютік және салыстырмалы өлшемдер болып екіге бөлінеді.

Абсолюттік өлшем дегеніміз- бір немесе бірнеше шамаларды тікелей өлшеуге немесе оған физикалық констант мәнін пайдалануға негізделген. Абсолюттік өлшеудің мысалына жататындар: ұзындықты метрмен өлшеп анықтау, ампердегі электр тоғының күшін анықтау, еркін түсудің жылдамдығын квадрат метр-секундпен анықтау жатады.

Салыстырмалы өлшемге жататындар, бұл жағдайда, ізделіп отырған шаманы сонымен аттас шамамен салыстырады, ол бірліктің рөлін атқарады немесе бастапқы бірлік болып саналады. Мысалы: обечайканың диаметрін өлшеу ролигінің айналым санына қарап анықтау, ауаның салыстырмалы ылғалдылығын өлшеу, оны 1 куб. м ауадағы су буының мөлшеріне қарап анықтайды, ол 1 куб. м ауаны осы температурада қанықтырады.

Ізделіп отырған шамалардың мәнін анықтау тәсіліне байланысты, өлшеудің негізгі екі әдісі болады, тікелей бағалау әдісі және шамалап салыстыру әдісі.

Тікелей бағалау әдісі - бұл өлшеу әдісінде шаманың мәнін тікелей әсер ететін өлшеу құралының есептегіш құрылымы бойынша анықтайды. Бұған мысал ретінде мынаны алуға болады: сызғыштың көмегімен ұзындықты есептеу, бөлшектердің (детальдар) өлшемдерін микрометрмен, бұрыш өлшегішпен, қысымды манометрмен өлшеу т. б.

Шамалап салыстыру әдісі - бұл өлшеу әдісінде, өлшенетін шаманы мөлшерлік көшірменің шамасымен салыстырады. Мысалы, калибрдің диаметрін өлшеу үшін оптиметрді нөлге қойып ұзындық өлшемінің ұшына дейін блокпен апарады, ал өлшемнің нәтижесін нөлден ауытқу жағдайына қарай оптимер тілінің көрсеткішіне қарап алады. Осындай жағдаймен, өлшенетін шама блоктың соңғы өлшемінің өлшемімен теңестіріледі. Салыстыру әдісінің бірнеше түрлері бар:

а) қарама-қарсы қою әдісі, бұл жерде өлшенетін шама және шамамен жасалған мөлшер бір мезгілде салыстыру құралына әсер етеді, бұл жағдай екі шаманың арасындағы қатынасты жасауға мүмкіндік береді, мысалы, кедергіні өткелдік сызба бойынша өлшеу, бұл жағдайда өткен диагоналін көрсететін құралды іске қосамыз;

б) дифференциалдық әдіс, бұл жерде өлшенетін шаманы, өлшеммен жасалған белгілі шамамен салыстырады. Бұл әдіспен, мысалы, тексеріліп отырған бөлшектің диаметрін оптимермен өлшегенде оны блок бойынша нөлге қойып өлшем шамасының ауытқуын анықтайды;

в) нөлдік әдіс- бұл да шаманы салыстыру әдісінің түріне жатады, бұл жерде шаманың әсерлік тиімділігін салыстыру құралында нөлге дейін жеткізеді. Бұл әдіспен өткел сызбасы бойынша электрлік кедергілерді өлшейді, оны толық теңгеріп алады;

г) сәйкестік әдісінде өлшенетін шама мен мөлшерлеп жасалған шаманың арасындағы айырмашылықты, шкала белгілерінің немесе мерзімдік дабылдардың сәйкес келуін пайдалана отырып анықтайды. Мысалы, штангенциркульмен өлшеген кезде негізгі және синустық шкалалардың белгілерінің сәйкестігін пайдаланады.

Өлшеу ақпараттарын алудың тәсіліне байланысты, өлшемдерді түйіскен және түйіспеген деп бөледі.

Қолданыладытн өлшемдік заттардың түріне байланысты оларды инструменталдық, эксперттік (сараптық), эвристикалық және органолептикалық өлшем әдістері деп бөледі.

Инструменталдық әдіс арнаулы техникалық заттарды пайдалануға негізделген, атап айтқанда, автоматтандырылған және автоматты.

Эксперттік әдіс мамандар тобы талқылап бағалауына негізделген.

Эвристикалық әдіс ішкі түйсікке негізделген.

Органолептикалық әдістер адамның сезім мүшелерін пайдалануға негізделген. Нысанның жағдайын бағалауды элементтік және кешенді өлшемдермен жүргізеді. Элементтік әдісте, заттың әрбір параметрін жекелеп өлшейді. Мысалы, эксцентриситет, сопақша болуы, цилиндр иінінің қырларын өлшеу. Кешенді әдісте сапалылық көрсеткішті біріктіріп өлшейді, оған оның құрамындағы жекелеген заттардың әсері тиеді. Мысалы, цилиндр бөлшегінің радиалдық соғуын өлшеу, оған эксцентриситет, сопақшалық т. б. әсер етеді. Профильді шектік контурға қойып бақылау.

Өлшеулерді былай жіктеуге болады:

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.