Өлшем қатесі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

1 Өлшем

2 Өлшемдік түрлендіргіш

3 Өлшем құралдарының сұрыпталынуы жане олардың негiзiн метрологиялық көрсеткiштерi

3. 1 Өлшеуіш қондыргылар мен жүйелер

4 Өлшем түрлері. Өлшем сапасының маңызды сипаттамалары

5 Пайдаланған әдебиет

1 Өлшем

Шама бірлігін іс жүзінде өлшеу үшін нормаланған қателіктері бар өлшем құралдары деп аталатын техникалық құралдар қолданылады. Өлшем құралдарына жататындар: өлшемдер, өлшемдік түрлендіргіштер, өлшеуіш аспаптар, өлшеуіш қондырғылар мен жүйелер, өлшеуіш жабдықтар.

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 әр түрлі 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 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 (үлгілі өлшеуіш құралдар) . Оларды өлшем құралдарды салыстырып тексеру үшін пайдаланады. Өлшем қателіктерінің шамасы өлшемдерді топтарға (кластарға) бөлу үшін негіз болады.

2 Өлшемдік түрлендіргіш

Өлшемдік түрлендіргіш - өлшеуіш ақпараттың сигналын өңдеу немесе сақтау үшін, сондай-ақ көрсеткіш құрылғыға беру үшін қолайлы күйге түрлендіру қызметін атқаратын өлшем құралы (8-сурет) . Өлшемдік түрлендіргіштерге өлшеуіш аспаптардың конструкторлың сұлбасына (сызбасына) кіреді, не онымен бірге қолданылады, бірақ түрлендіргіштің сигналдары бақылаушыға тікелей сезілмейді. Мысалы, түрлендіргіш кернеуді күшейту үшін, компьютер жадысына ақпаратты жіберу үшін қажет болуы мүмкін. Түрленетін шаманы кіруші, ал түрлендіру нәтижесін - шығушы шама деп атайды. Өлшеуіш түрлендіргіштің негізгі метрологиялық сипаты болып, түрлену функциясы деп аталатын кіруші және шығушы шамалар қатынасы саналады.

Түрлендіргіштер мынадай болып бөлінеді: алғашқы (өлшенетін шаманы тікелей қабылдайтын), шығысында шама тіркеу немесе арақашықтықта тасымалдау үшін ыңғайлы түрге ауысатын - тасымалдаушы; алғашқылармен бірге жұмыс істейтін және физикалық шаманың тегін өзгертуге әсер етпейтін - аралық түрлендіргіштер.

1-сурет. Өлшеу тізбегі: 1-2- сезімтал элементі бар алғашқы. өлшеуіш түрлендіргіші; 3 - аралық өлшеуіш турлендіргіштер

3 Өлшем құралдарының сұрыпталынуы жане олардың негiзiн метрологиялық көрсеткiштерi

Өлшеуіш аспаптар - өлшеуіш ақпаратты пайдаланушыға қабылдауға ыңғайлы түрде алуға мүмкіндік беретін өлшем құралдары.

Тікелей әсер ету аспаптары сәйкес градуировкасы бар көрсету құрылғыларында өлшенетін шаманы бейнелейді. Мұнда физикалық шама тегі өзгермейді. Тікелей әсер ету аспаптарына, мысалы, амперметр, вольтметр, термометр жатады.

Салыстыру аспаптары өлшенетін шаманы мәні белгілі шамалармен салыстыруға арналған. Мұндай аспаптар ғылыми мақсаттарда кең қолданылады, сондай-ақ сәулелену көздерінің жарыңтығы, сығылған ауаның қысымы сияқты шамаларды өлшеу үшін тәжірибеде кең қолданылады.

3. 1 Өлшеуіш қондыргылар мен жүйелер

Өлшеуіш қондырғылар мен жүйелер - өлшем объектісінің бір немесе бірнеше физикалық шамасын өлшеу үшін, қосалқы қондырғылармен функционалдық белгісі бойынша біріктірілген өлшем құралдарының жиынтығы. Әдетте, мұндай жүйелер автоматтандырылған және ақпараттық жүйеге енуін, өлшеу процесінің автоматтандырылуын, пайдаланушы қабылдау үшін өлшеу нәтижелерінің өңделу мен сипатталуын қамтамасыз етеді. Мұндай қондырғылар (жүйелер) бақылау үшін де пайдаланылады (мысалы, өндірістік үдерістерді), ол әсіресе статистикалық баңылау әдісі үшін, сондай-ақ сапаны басқаруда пайдаланылады.

Өлшеуіш жабдыңтар - шаманы өлшеудің қосалңы құралдары. Олар дәлдіктің жоғарғы деңгейі қажет болғанда өлшеу нәтижелеріне түзетулерді есептеу үшін қажет. Мысалы, егер аспаптың көрсетулері қатаң шектелген (құжатта көрсетілген) температура кезінде дәл болса, термометр қосалқы құрал бола алады. Өлшеуіш жабдықтар қосалңы құралдың өзінің қателіктерімен байланысты өлшеулер нәтижелеріне белгілі бір қателіктерді енгізетінін ескерген жөн. Метрологиялық ережелер бойынша өлшем құралдары екі түрге бөлінеді: жұмысшы өлшем құралдары және эталондар. Жұмысшы өлшем құралдары техникалық құрылрылардың, технологиялық үдерістердің, сыртқы ортаның параметрлерін анықтау үшін қолданылады. Жұмысшы құралдар лабораториялық (ғылыми-зерттеулер үшін), өндірістік (технологиялық үдерістердің сипаттамаларын қамтамасыз ету және бақылау үшін), алаңдық (ұшақтар, автомобильдер, кемелер үшін) болуы мүмкін. Жұмысшы құралдарының әрбір түрі айрықша көрсеткіштерімен ерекшеленеді. Осылайша, өлшемнің лабораториялық құралдары - ең дәл және сезгіш, ал олардың нәтижелері жоғары тұрақтылықпен сипатталады. Өндірістік құралдар өндірістік процестің түрлі факторлары: температура, ылғалдылық, т. б. сияқты факторлардың әсеріне қарсы тұру қасиетіне ие. Алаңдық құралдар сыртқы әсер етулердің кең шектерінде үнемі өзгеріп отыратын жағдайларда жұмыс істейді. [1]

4 Өлшем түрлері. Өлшем сапасының маңызды сипаттамалары

Өлшем дегеніміз физикалық шаманың сандық мәнін тәжірибе жолымен арнаулы техникалық құралдардың көмегімен анықтау.

Физикалық шаманың сандық мәнін анықтаудың тәсіліне байланысты өлшем төрт түрге бөлінеді: тікелей өлшем, жанама өлшем, біріктірілген өлшем және қатар өлшем.

Тікелей өлшем деп шаманың сандық мәнін тікелей өлшеп табуды айтады. Мысалы, температураны термометрмен, электр кернеуін вольтметрмен, т. с. с.

Жанама өлшем деп өлшенетін шаманың мәнін тікелей өлшеніп алынған шамалар арқылы табуды айтады. Демек, жанама өлшемде керекті шама тікелей өлшенбей, онымен функционалды байланыста болатын шамалар өлшенеді. Кейбір шамалардың сандық мәндерін тікелей өлшем емес жанама өлшем арқылы табу жеңіл және оңай. Кейде тіпті тікелей өлшемді жүргізу мүмкін болмайды, мысалы, заттың тығыздығын заттың көлемі мен массасын өлшеу арқылы ғана анықтайды (d = m/v) .

Біріктірілген өлшем деп біртекті шамалардың біріктірілген бірнеше топтарын жеке - жеке өлшеп, іздеп отырған шаманы өлшенген топтардың негізінде құрылған математикалық теңдеулер жүйесін шешіп табуды айтады.

Қатар өлшем деп әртекті шамалардың екеуін немесе одан да көбін бір мезгілде қатар тікелей немесе жанама өлшеуді айтады. Қатар өлшемнің мақсаты әртекті шамалардың арасындағы функционалды байланысты табу. Мысалы, дене ұзындығының температураға тәуелділігін, т. с. с.

Өлшем құралдары деп өлшем 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.

Өлшем дәлдігі деп өлшеніп отырған шаманың шын мәніне жақын болу дәрежесін айтады.

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 өзгеріп отырады. Өлшем дұрыстығы қолданылатын өлшем құралдарының дұрыстығымен байланысты болады.

Өлшем анықтығы. Өлшем нәтижелерінің сенімділігін көрсетеді. Өлшем нәтижелерін олардың шын мәндерінен ауытқуына қарап анық және анық емес нәтижелер деп екі топқа бөледі. Анықтығы белгісіз нәтижелердің ешқандай құндылығы жоқ, олар көбінесе жалған деректерді беруі мүмкін.

Өлшем ұқсастығы (бірдейлігі) . Өлшем нәтижелерінің ұқсастығы деп бірдей жағдайда орындалған өлшем нәтижелерінің бір - біріне жақындығын (теңдігін) айтады. Бірдей жағдайларда алынған нәтижелердің бір - бірінен айырмашылығы тек кездейсоқ қатенің әсерінен болуы тиіс.

Өлшем қайталанғыштығы. Қайталанымдылық дейтін ұғым әр уақытта, әртүрлі әдіс және әртүрлі құралмен өлшенген физикалық шаманың мәндерінің бір - біріне жақындығын көрсетеді. Қайталанымдылық сақталмаса өлшем нәтижелерінің сенімділігі төмендейді.

Өлшем қатесі. Физикалық шаманың шын мәні және оның өлшенген мәні дейтін екі ұғымды бір - бірінен ажырата білу керек. Шаманың шын мәні деп берілген объектінің қасиетін сапалық және сандық жағынан өте дәл бейнелейтін мәнді айтады, ол біздің танып білу қабілетімізге, өлшем құралдарына тәуелсіз, шаманың абсолют шын мәні.

Керісінше, шаманың өлшеніп алынған мәндері біздің танып білу, сезу қабілетіміздің нәтижесі. Өлшем нәтижелері өлшем әдістеріне, өлшемнің техникалық құралдарына және өлшемді жүргізетін адамның сезім мүшелерінің қасиетіне байланысты болады.

Өлшеулердің жіктелуі өлшеулерді орындау және нәтижелерді өңдеу әдістемелерін әзірлеу кезінде себептеледі.

Жіктелу мақсаты - өлшеу нәтижелерін анықтау кезінде пайда болатын, өлшеулердің әдістемелік қателіктерін ерекшелеу ыңғайлылығы.

Өлшеулер бірқатар белгілер бойынша жіктелуі мүмкін. Нәтижелерді алу тәсілі бойынша өлшеулер: тура, жанама, бірлескен және жиынтық болып бөлінеді.

Тура - ол кезде шаманың ізделіп отырған мәнін тікелей өлшеу құралдарының көрсеткіштері бойынша табатын өлшеулер.

Жанама деп ол кезде өлшенетін шаманың ізделіп отырған мәнін, сол мән мен бірдей жағдайларда жүргізілген, тура өлшеулерге ұшырайтын шама арасындағы белгілі тәуелділік бойынша табатын өлшеулер. Жалпы түрде Y, Q өлшенетін шамасын және тура өлшеулерге ұшырайтын, x ₁ , х ₂ … х _n шамаларын байланыстыратын тәуелділік мына түрде болады:

Q=f(x ₁ , х ₂ … х _n )

Y=F(x ₁ , х ₂ …x _n ) .

Жанама өлшеулер кезінде тәуелділіктер үш түрлі болуы мүмкін:

сызықтық

\[\mathbf{Y}=\sum_{i=1}K_{i}X_{i}\]

мұнда

\[K{\mathit{l}}_{\mathit{l}}\]

- тұрақты коэффициент;

сызықтық емес

\[\mathbf{Y}=\prod_{i=1}^{n}f(x_{i})\]

мұнда

\[f\ (x_{i}\]

) - қандай да бір функция;

тәуелділіктің аралас типі

\[\mathbf{Y}=\sum_{j=1}^{m}{\hat{\mathbf{e}}}^{\frac{n}{k}}f(X_{i}){\hat{\mathbf{V}}}\]

Y және X _i арасындағы байланыс түрі жанама өлшеулер қателіктерін есептеу әдістемесін анықтайды.

Бірнеше бір аттас шамаларды бір мезгілде өлшеу жүргізілетін өлшеулер жиынтық деп аталады, олар кезінде олардың ізделіп отырған мәнін теңдеулер жүйесін шешу арқылы табады.

Олардың арасындағы тәуелділікті анықтау үшін екі немесе бірнеше бір аттас емес шамаларды бір мезгілде өлшеу жүргізілетін өлшеулер бірлескен деп аталады. Жанама, бірлескен және жиынтық өлшеулер бір принципті маңызды ортақ қасиетпен біріктіріледі. Олардың нәтижелері өлшенетін шамалар мен тура өлшеулерге ұшырайтын шамалар арасындағы белгілі функционалды тәуелділіктер бойынша есептеумен анықталады. Айырмашылықтар тек функционалды тәуелділікте ғана болады.

Дәлдік сипаттамасы бойынша өлшеулер дәлдігі бірдей және дәлдігі бірдей емес болып бөлінеді. Дәлдігі бірдей - бұл сол және бір жағдайларда өлшеу құралдарымен дәлдігі бойынша бірдей орындалған, физикалық шамаларды өлшеу. Дәлдігі бірдей емес - әр түрлі жағдайларда өлшеу құралдарымен дәлдігі бойынша әр түрлі орындалған, физикалық шамаларды өлшеу. Осы өлшеулердің нәтижелерін өңдеу әдістемесі әр түрлі.

Өлшеулер санына байланысты бір еселік және көп еселік өлшеулерді ажыратады. Көп еселік өлшеулерді қателіктің кездейсоқ құраушысын азайту мақсатымен жүргізеді.

Өлшенетін шаманы өзгертуге қатысы бойынша өлшеулер статикалық және динамикалық болып бөлінеді. Берілген жіктеудің мақсаты нақты өлшеулер кезінде өлшенетін шаманы өлшеу жылдамдығын есепке алу қажеттілігі туралы шешім қабылдаудан тұрады.

Статикалық өлшеулерге барлық өлшеу уақытының бойында өзгеріссіз қалатын, физикалық шамаларды өлшеулер жатады.

Динамикалық өлшеулер - бұл уақытқа байланысты өзгеретін, физикалық шамаларды өлшеулер.

Метрологиялық тағайындалуына байланысты өлшеулер техникалық және метрологиялық болып бөлінеді. Техникалық өлшеулерді жұмыстық өлшеу құралдарымен жүргізеді. Метрологиялық - олардың мөлшерлерін жұмыстық өлшеу құралдарына беру үшін физикалық шамалар бірліктерін ұдайы өсіру мақсатымен эталондардың көмегімен.

Өлшеулер нәтижелерінің өрнектеріне байланысты олар абсолюттік және салыстырмалы болып бөлінеді. Абсолюттік - бұл физикалық константалар мәндерін пайдалану арқылы бір немесе бірнеше шамаларды өлшеулер. Салыстырмалы - бұл белгілі шаманың бір аттас шамаға қатынасының өзгеруі.

Сынау деп объектінің сандық және сапалық сипаттамаларын экспери-менттік анықтау аталады. Объект бір бұйым, бұйымдар партиясы, бұйым макеті немесе моделі, өнім және оның жұмыс істеу және өндіру процестері.

Сынаудың негізгі белгілері мыналар болып табылады:

- объект бойынша белгілі шешімді, яғни оның жарамдылығы немесе ақауланғандығы туралы шешімді қабылдау;

- сынаудың талап етілетін нақты шарттарын беру.

Сынаулар шарттары - сынаулар кезінде әсер етуші факторлардың және (немесе) объектінің жұмыс істеу режимдерінің жиынтығы. Нақты объектілерді сынауға нормативтік-техникалық сынаулардың қалыпты шарттары анықталу керек. Сынаудың келесі алуан түрлері болады, олар әр түрлі белгілер бойынша жіктеледі:

- тағайындалуы бойынша олар зерттеуші, бақылаушы, салыстырушы және анықтаушы болып бөлінеді;

- жүргізу деңгейі бойынша: мемлекеттік, ведомство аралық және ведомстволық;

- сыналатын өнімді әзірлеу кезеңдерінің түрі бойынша: алдын ала және қабылдаушы;

- дайын өнімді сынау түрі бойынша: біліктілікті, қабылдау-тапсырушы, периодтық, типтік.

Сынаудың мақсаты - номинал жағдайларда берілген сыналатын параметрдің мәнін анықтау.

Сынау нәтижесі - бұл объект қасиеттерінің сипаттамаларын анықтау, объектінің оның берілген талаптарына сәйкестігін анықтау.

Өлшеу мен сынаудың арасында үлкен ұқсастық бар, бірақ өлшеу сынаудың жеке жағдайы болып саналады.

Бақылау - бұл бұйым параметрі мәнінің анықталған талаптарға немесе нормаларға сәйкестігін анықтау процесі. Бақылау өлшеуді түрлендіруден, бақыланатын ұдайы өсіру операциясынан және бақылау нәтижесін салыстыру мен анықтаудан тұрады.

Өлшеу мен бақылаудың айырмашылықтары келесіден тұрады:

- өлшеу нәтижесі - сандық сипаттама, ал бақылау - сапалық;

- өлшеу өлшенетін шама мәндерінің кең ауқымында болады, бақылау - мүмкін болатын жағдайлардың шағын санының шамасында;

- өлшеудің негізгі сипаттамасы - дәлдік, ал бақылаудың негізгі сипаттамасы шүбәсыздық болып табылады.

Бақылау аспаптарын шаманың өлшенетін параметрлерінің күйін тексеру үшін ғана қолданады. Бақылау бір параметрлі және көп параметрлі болуы мүмкін. Объектіге әсер ету түріне байланысты бақылау активті және пассивті болуы мүмкін. Рауалы бақылау аса кең таралған, оның нәтижелері "жарамды, жарамсыз, ақау" пайымдаулары болып табылады. Рауалы бақылау кезінде шекті рауалы мәндер салыстырылады. Нәтижесі келесідей болуы мүмкін:

Х _н <Х< Х _в

Х _н ≤Х≤Х _в

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.