Негізгі тҮсініктемелер мен аныҚтамалар

ДӘРІС

Өлшеу деп, арнайы өлшеу құралдарының жәрдемімен физикалық шамалардың мәндерін тәжірибе жүзінде анықтауды атайды.

Өлшеу қателігі деп, өлшеу нәтижесінің өлшенетін шаманың нақты мәнінен ауытқуын айтады. Өлшеу қателігі өлшеу дәлдігінің тікелей сипаттамасы болып табылады.

Өлшеу дәлдігі деп, өлшенетін физикалық шаманың нақты мәні мен өлшеу нәтижесінің өзара жуықтау дәрежесін айтады.

Өлшеу құралдары (ӨҚ) деп, дәлдік сипаттамалары нормаланған, өлшеу тәжирибелерінде қолданылатын техникалық жабдықтарды айтады.

Өлшеу тәсілі деп, өлшеу құралдарын және принциптерін қоолдануды қамтитын айлалардың жиынтығын айтады.

Өлшеу принципі деп, өлшеудің негізін анықтаушы түрлі физикалық құбылыстарды атайды. Мысалы, температураны өлшеуде термоэффект құбылысын қолдану.

Өлшеу түрлерін төрт топқа бөлуге болады: тура, жанама, жиынтықты (совокупные) және біріккен (совместный).

Тура өлшеуде өлшенетін шаманы тәжірибе нәтижесінен тікелей анықтайды у=х, мұндағы у- өлшеу құралының шығыстық шамасы.

Жанама өлшеуде өлшенетін шаманы анықтау үшін, сол шамамен функционалдық байланыста жатқан параметрлер тура тәсілмен өлшенетін, өлшеу нәтижелері бойынша өлшенетін шама есептеліп анықталады. Өлшеу теңдеуін келесі түрде жазуға болады у = F (х₁, х₂,.... х_n), мұндағы у өлшенетін шама, F – функционалдық байланыс, х₁, х₂,.... х_n тура өлшеу арқылы табылатын параметрлер.

Жиынтықты өлшеуде аттас шамаларды бір мезетте өлшеу орын алады. Нәтижесінде теңдеулер жүйесі құрылып, өлшенетін шамаларды теңдеулер жүйесін шешу арқылы табады.

Біріккен өлшеуде, әртекті шамаларды бір мезетте өлшеу орын алады. Мысалға, келесі функционалдық байланыс R_t=R₀(1+λt+βt²), белгілі болсын, мұндағы R_t кез келген t температурасындағы кедергінің мәні, R₀ температура t=0 болғандағы кедергінің мәні, λ және β тұрақты коэфиценттер. Функционалдық байланыстарды қолдана отырып, R_0, λ және β мәндерін анықтау қажет. Ол үшін, температураның үш мәнінде t_1, t₂ и t₃ сәйкесінше кедергілердің мәндері R_t1, R_t2, R_t3 өлшеніп алынады. Өлшеу нәтижелерін пайдалана отырып, теңдеулер жүйесін құрып, оны шешу арқылы ізделініп отырған шамаларды анықтаймыз.

R₀(1+λt+βt²)- R_t1=0

R₀(1+λt+βt²)-,R_t2 =0

R₀(1+λt+βt²)- R_t3=0

Сонымен қатар, статикалық өлшеу (кірістік өлшенетін шама уақыт бойынша өзгермейді) және динамикалық өлшеу (өлшенетін шама уақыт бойынша өзгеріп отырады) түрлері де кездеседі.

Қазіргі таңда келесі өлшеу тәсілдері кездеседі: тікелей бағалау, өлшеммен салыстыру, дифференциалдық, нольдік, алмастыру(замещения) және сәйкестік (совпадения).

Тікелей бағалауда өлшеу нәтижесі өлшеу құралдарының тікелей көрсетулерімен анықталады. Бұл тәсілдің дәлдігі төмен.

Салыстыру тәсілінде өлшенетін шаманың уақыттың бір мезгілдерінде немесе әрбір тәжрибеде белгілі өлшеммен салыстырылып отырылады. Салыстыру нәтижесі салыстырушы құрылғы жәрдемімен бағаланады. Мысалы, массаны гир жәрдемімен анықтау.

Дифференциалдық тәсілде өлшеу құралының кірісіне өлшенетін шама мен белгілі өлшемнің арасындағы айырым беріледі. Бұл тәсіл дәл тәсілдер қатарына жатады.

Нөлдік тәсілде салыстыру құрылғысының көмегімен, өлшенетін шама мен белгілі өлшемнің арасындағы айырым нөлге дейін жеткізіледі.

Алмастыру тәсілінде өлшенетін шама өзінің белгілі шамасымен алмастыру арқылы табылады.

Егер өлшенетін шаманың мәні сәйкестендірілетін шаманың бағалық бөліктерінен (цена деления) артық болып жатса, онда сәйкестік тәсіл (нониус тәсілі) қолданылады. Бұл тәсілде бағалық бөліктер әртүрлі болып келетін екі шама қолдалынады. Мысалға, бірінші шаманың бағалық бөлігі болсын, ал өлшенетін шама болсын. Бұл жағдайда бағалық бөлігімен салыстырғанда қіші болып келетін екінші шама қолданылады.

Егер сезімталдықты n рет көтергіміз келсе, онда бағалық бөліктердің арасында келесі қатынас орын алуы керек.

∆х₂=∆х₁(1-1/ n)

Өлшеу кезінде, өлшенетін шаманы ∆х аспаптың нөлдік белгілерінің арасына орналастырып, Ν- санын табады. Бұл сан екі шаманың бағалық бөліктерінің өзара сәйкес келетін цифрларына тең. (1.1- сурет)

бірінші өлшем

1.1- сурет Өлшеудің

нониустық тәсілі

екінші өлшем

Бұл жағдайда келесі қатынас тура

Ν ∆х₁= ∆х+ Ν ∆х₂

Бұдан

∆х= Ν(∆х_{1 _}-_{_}∆х₂₎= Ν∆х₁/n _, яғни n- нің мәні көбейген сайын, сезімталдық жоғары. Жалпы жағдайда кез-келген өлшеу тәсілін өлшенетін ақпараттардың біртіндеп түрлену процессі ретінде қарастыруға болады. Әдетте түрлендірудің тура және теңгеру тәріздес тәсілдері кездеседі.

Тура түрлендіру тәсілдерінде кірістік сигнал тұйықталмаған тізбек бойынша барлық түрлендіргіштерден біртіндеп өтіп, шығыста орналасқан санақ құрылғысы арқылы өлшеу нәтижесі бағаланады. Бұл тәсілде ақпарат бір бағытта ғана жүреді. Мұндай өлшеу құралының қателігі, құрал құрамына кіретін түрлендіргіштердің қателіктерімен айқындалады.

Түрлендірудің теңестендіру тәсілінде, құрылғы құрамына ең құрығанда екі түрлендіру каналы болуы керек, яғни тура және кері. Тура түрлендіру каналының шығыстық шамасы өлшеу нәтижесін көрсету аспаптарына беріледі, сонымен қатар кері түрлендіру каналының кірісіне өлшенетін шаманың және кері түрлендіру каналының шығыстық мәнінің арасындағы айырым түседі. Мұндай түрлендіру тәсілінде қорытқы қателік тек кері түрлендіру каналының қателігімен айқындалады, тура түрлендіру каналының қателікке қосатын үлесін ескермесе де болады.

Өлшеу құралдарының жіктелуі мен сипаттамалары.

Өлшеу тәсілдерін жүзеге асыру үшін түрлі өлшеу құралдары қолданылады: өлшем, өлшеу түрлендіргіші, өлшеу аспабы, қосалқы жабдықтар, өлшеу ақпараттық жүйелер.

Өлшеу түрлендіргіштері - өлшеу ақпараттарының сигналдарын қадағалауға, қашыққа беруге, өңдеуге, сақтауға және ЕЭМ – на енгізуге қолайлы түрде түрлендіріп беруге негізделген құрал. Өлшеу түрлендіргіштері келесі негізгі топтарға бөлінеді: алғашқы түрлендіргіш, аралық түрлендіргіш және беру (передающие) түрлендіргіштері.

Алғашқы түрлендіргіштерге өлшенетін шама беріледі. Бұл түрлендіргіш өлшенетін физикалық шамаларды ары қарай түрлендіруге қолайлы формада түрлендіріпм береді.

Аралық түрлендіргіш алғашқы түрлендіргіштен кейін орналасады да, сигналдарды күшейту, түзету т.с.с түрлендіргіштер жүргізіледі.

Беру түрлендіргіштері өлшеу ақпараттарының сигналдарын қашықтыққа беруге негізделген.

Түрлендіргіштер тұтыну энергиясына қарай, кірістік және шығыстық сигналдардың түрлеріне қарай электрлік, гидравликалық, пневматикалық, электрлық-пневматикалық т.с.с. болып бөлінеді.

Өлшеу аспаптары ақпараттық сигналдарды бақылаушыларға тікелей бақылауға лайықты түрде алуға негізделген. Бұл аспаптар аналогтық және цифрлық болып жіктеледі және де көрсеткіштік, тіркеуші, интегралдаушы, қосқыш аспаптары түрінде де кездеседі.

Қосалқы құралдарға түрлі шунттар, кабелдер, қорек көздері т.с.с. жабдықтар жатады. Қосалқы құралдар өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларына әсерін тигізеді, сол себептен оларда нормаланады.

Өлшеу – ақпараттық жүйелері ақпараттарды автоматты түрде өңдеп, түрлендіріп, басқару, реттеу жүйелеріне қолдануға лайықты түрде беруге негізделген. Өлшеу – ақпараттық жүйелері қолданыс түрлеріне қарай келесі жүйелерге бөлінеді: өлшеу жүйелері, түрлері объектілердің сандық сипаттамаларын алуға негізделген; бақылау жүйелері, объект параметрлерінің қойылған талаптар мен нормаларға қаншалықты сәйкес келетіндіктерін анықтауға негізделген; диагностика жүйелері, объектлердегі ақаулардың себептерін анықтап, оларды жою мәселелеріне негізделген.

Қазіргі кезде өлшеу құралдарының тиімділігін келесі сипаттамалалар арқылы бағалайды: дәлдігі, шапшаңдығы, сезімталдығы, сенімділігі.

Дәлдігі - өлшеу нәтижесінің өлшенетін шаманың нақты мәніне жуықтай дәрежесін сипайды. Кей жағдайларда «қателік» деген ұғым қолданылады. Қателік өлшеу нәтижесі мен шынай мәннің арасындағы алшақтық дәрежесін сипаттайды. Қателіктің келесі түрлері кездеседі.

Абсолюттік қателік ∆=y-x_д; салысьырмалы қателік (%) δ=(∆/x_д.)_∙100%;келтірілген қателік δ_пр= ; мұндағы у - өлшеу құралының көрсетуі, Х - өлшенетін шаманың нақты мәні, -абсолюттік қателіктің максималдық мәні, У - өлшеу аспабы шкаласының максималдық мәні.

Егер өлшеу құлалының қателігі қалыпты эсплуатациялау кезінде сыртқы ортаның параметрлері номиналдық мәндерінен ауытқыған жағдайда пайда болған қателікті қосымша қателік деп атайды.

Өлшеу құралының шапшаңдығы бірлік уақыт ішіндегі жүргізілетін өлшеу сандарымен сипаттайды.

Өлшеу құралының сезімталдығы аспаптың шығыстық У және кірістік Хшамаларының қатынысымен сипатталады.

S=dy/dx

Стрелкалы аспаптар үшін S= α /x. Өлшенетін шама х = 1 / S∙ α

Мұндағы α - аспаптың көрсетуі, 1 / S – бағалық бөлік (аспап тұрақтысы).

Өлшеу құралдарының сипаттамаларына сонымен қатар өлшеу диапазондары, кірістік кедергілері, габариттері, массалары, бағалары т.с.с. жатады.

Дата добавления: 2015-10-16