Қ.Қ. Комбаев метрология, стандарттау және сапаны басқару



бет6/8
Дата14.06.2016
өлшемі1.11 Mb.
#134429
1   2   3   4   5   6   7   8

3.4 Физикалық шамалар
Физикалық шамалар геометриялық, кинематикалық, динамикалық және т.б. бола алады.

Геометриялық шамаларға сызықты өлшемдер, көлем, бұрыш жатады.

Кинематикалық шамаларға жылдамдық, үдеу, айналу жиілігі жатады.

Динамикалық шамаларға масса, қандай да бір заттың шығыны, қысым және т.б. жатады.

Өзге де шамаларға уақытты, температураны, түсті, жарықты келтіруге болады.
3.5 Физикалық шамалардың бірлік жүйесі
Өлшеу объектісі болып табылатыны негізгі және туынды болып бөлінетін физикалық шамалар.

Негізгі физикалық шамалар шамалар жүйесіне кіреді және бір-бірінен тәуелсіз болады. Олар өзге де физикалық шамалармен байланыс орнату үшін қолданылады.

Туынды физикалық шамалар шамалар жүйесіне кіреді және оларды негізгі физикалық шамалармен байланыстыратын теңдеулер арқылы анықтайды.

Негізгі шамаларға өлшемнің негізгі бірліктері, ал туындыға - өлшемнің туынды бірліктері сәйкес келеді.

Негізгі және туынды бірліктердің жиынтығын физикалық шамалардың бірлік жүйесі деп атайды.

Бірліктердің алғашқы жүйесі болып метрлік жүйе танылады, мұнда негізгі бірлік ретінде метр, ал масса бірлігіне – грамм қабылданған, яғни плюс 4 °С. Температура кезіндегі 1см3 химиялық таза судың массасы. 1799 ж. метр мен килограмның алғашқы түпнұсқалары (эталондары) дайындалды. Бұл бірліктерден басқа метрлік жүйенің алғашқы нұсқасы өзіне аудан бірлігін – ар (10м жағынан текше ауданы), көлем бірлігін - стер (10м қабырғалы куб) және сыйымдылық бірлігін – литрді (0,1м қабырғалы куб) қосқан.

1832ж. бірлік жүйесінің ұғымы енгізілді (негізгі және туынды бірліктердің жиынтығы). Негізгі бірліктер ретінде: ұзындық бірлігі— миллиметр, масса бірлігі — миллиграмм, уақыт бірлігі — секунд қабылданды. Бұл бірліктер жүйесін абсолютті деп атайды.

1881ж. негізгі шамалардың алғашқы әріптерінен құрылған СГС физикалық шамалардың бірліктер жүйесі қабылданды: санти­метр, грамм, секунд.

XX ғ. Басында МКСА (орыс транскрипциясында) атауына ие болған тағы бір бірліктер жүйесі ұсынылған. Бұл жүйенің негізгі бірліктері: метр, килограмм, секунд, ампер. Туындылар: күш бірлігі — ньютон, энергия бірлігі— джо­уль, қуат бірлігі— ватт.

Өлшемнің біртұтастығына қажеттілік бұрыннан пайда болған, бірақ қазіргі уақыттың өзінде кейбір елдер өздерінде тарихи қалыптасқан өлшем бірліктерінен бас тартқан жоқ. Осылайша Ұлыбритания, АҚШ, Канадада массаның негізгі бірлігі болып фунт есептелінеді және мұнда оның шамасының британдық империя жүйелеріндегі өлшемдермен бұрынғы винчестер өлшемдеріне қарағанда айырмашылығы бар.

Бүгінде кең таралымға Халықаралық бірліктер жүйесі (ХБЖ) ие болған, оның негізгі бірліктері:


  • ұзындық бірлігі 1/299792458 секунд ішінде жарықтың вакуумнан өту жолына тең метр;

  • масса бірлігіплатина және иридий қорытпа цилиндрін ұсынатын килограмның халықаралық түпнұсқа массасына тең келетін килограмм;

уақыт бірлігісәуле шығару ұзақтығына 9192631770 тең, сыртқы өрістер жағынан қарсылықтың болмаған жағдайында цезий -133 атомының негізгі жағдайының екі өте жұқа деңгейлер арасындағы ауысымға тең келетін секунд;

— электр тоқ күшінің бірлігі — өзгермейтін тоқтың күшіне тең келетін ампер, шексіз ұзындықтағы екі паралельді өткізгіштен өткен кездегі және шеңбердің көлденең қимасының ең аз ауданына, вакуумде бір-бірінен 1 м. қашықтықта орналасқан, 2*10-7 Н тең келетін ұзындығы 1 м. өткізгіштің әрбір нүктесінде өзара әсерлесү күшіне тең келетін шама;



  • термодинамикалық температура бірлігі — судың үштік нүктесінің термодинамикалық температурасының 1/273,16 бөлігіне тең кельвин (Цельсия шкаласын қолдануға болады);

  • зат мөлшерінің бірлігі — моль, 0,012 кг массалы 12-көмірқышқылының құрамында қанша атомдар болса, құрамында сонша құрылымдық элементтері бар жүйенің зат мөлшері;

  • жарық күшінің бірлігі — кандела, 540 • 1012 Гц жиілікпен монохроматты сәуле шығаратын, бұл бағыттағы сәуле шығару энергетикалық күші 1/683 Вт/ср (бір стерадианға бір ватт тең келеді) құрайтын көздің белгіленген бағытындағы жарықтың күші.

СИ жүйесінде негізгі бірліктерден басқа жазық және дене бұрыштарын өлшеу үшін қосымша сәйкес бірліктер – радиан және стерадиан бар, сонымен қатар кеңістік пен уақыттың, механикадағы, электроникадағы, акустикадағы және т.б. физикалық шамалардың көптеген туынды бірліктер саны бар. Сонымен бірге жүйеден тыс бірліктерде қолданылады, мысалы, тонна, тәулік, литр, гектар және т.б.
3.6 Эталондар және стандартты үлгілер
Эталон (фр. etalon) — бұл бірліктің қайта өндірілуін және (немесе) сақталуын, сонымен қатар өлшем құралдарының тексеру сұлбалары бойынша өлшемін төмендегіге беруді қамтамасыз ететін және белгіленген тәртіпте эталон ретінде бекітілген өлшеу құралы (немесе өлшеу құралдырының жинағы). Шама бірлігінің эталоны – уәкілетті органмен белгіленген тәртіпте осы шаманың өзге өлшеу құралдарына өлшемін беру мақсатында шаманың бірлігін (шаманың еселі немесе үлесті мәндерін) қайта өңдіру және (немесе) сақтау үшін арналған өлшеу құралы.

Шама бірлігінің мемлекеттік (ұлттық) эталоны — Қазақстан Республикасының аумағында бастапқы ретінде уәкілетті органның шешімімен танылған шама бірлігінің эталоны. Эталондар бірінші, екінші және жұмыс эталондарына жіктеледі.

Бірінші эталон (Etalon primaire) бұл ең жоғары дәлдікпен физикалық шаманың бірлігін алатын эталон. Бірінші эталонға екінші және жұмыс (разрядты) эталондары қарайды. Екінші эталондарды кейде «көшірме эталондары» деп атайды.

Екінші эталон (Etalon secondaire) – қарастырылатын шаманың бірінші эталонымен қосылу арқылы өлшем бірлігін алған эталон.

Жұмыс эталондары – бірлік өлшемін екінші эталоннан алады және дәлдігі төмен жұмыс эталонына (егер де төмен разрядты эталон бар болса) немесе өлшемнің, саймандардың жұмыс құралдарына өлшемді беру үшін қолданылады.

Зат және материалдардың құрамы мен қасиеттерінің стандартты үлгілері өлшеу құралдарының мемлекеттік тізіліміне енгізілді, олар бақылаудың метрологиялық қамтамасыз етілуіне, өлшеу құралдарының градуирленуіне қолданатын шамамен 10 мыңға жуық стандартты үлгілер (СҮ) типтерінен тұрады.

Материалдар мен заттардың қасиеттері туралы стандартты анықтамалық мәліметтер-мәліметтер жиынтығына енгізілді, оларды жүргізу физикалық тұрақтылық және материалдар мен заттар қасиеттері туралы стандартты анықтамалық мәліметтердің Мемлекеттік қызметіне (САММҚ) жүктелген.



Өте жоғары дәлдік

Ең жоғары дәлдік


Жоғары дәлдік





3.1- сұлба – Өлшем дәлдігінің деңгейі


Бұл мәліметтердің қолданылуын қамтамасыз ететін нормалар мен ережелер үшін келесі анықтамалық мәліметтер санаттары анықталды:

  • Стандартты құжаттардың жүйесі (СҚЖ) — ҚР Мемстандартымен аттестатталған және бекітілген, өлшем нәтижелерінің (сынақтар, есептеулер) барлық белгілі жиынтығын талдау негізінде алынған физикалық «тұрақтылықтың» немесе материалдар мен заттардың қасиеттерінің сандық мәні. СҚЖ ресми басылымы – «Стандартты анықтамалық мәліметтердің кестелері»;

  • Республикалық стандартты құжаттардың жүйесі (РСҚЖ) Қазақстанның Мемстандартының материалдар мен заттар бойынша Ғылыми-зерттеу орталығымен бекітілген және аттестатталған, оларды анықтау (өлшемдер, сынақтар, есептеулер) нәтижелерінің қателіктерін бағалау негізінде алынған материалдар мен заттардың физикалық тұрақтылығының немесе қасиетінің сандық мәні.

Ақпараттық мәліметтер — бұл СҚЖ өтпеген немесе аттестаттауға жатпайтын материалдар мен заттар туралы дерекке негізделген мағлұматтар, оларға:

  • шүбәсіздігі (қателігі) анықталмаған, физикалық тұрақтылықтың немесе қасиеттердің сандық мәндері;

  • ақпараттық, тіркеу және нормативті–техникалық құжаттар құрамындағы материалдар мен заттардың номенклатурасы және техника-экономикалық көрсеткіштері туралы мәліметтер және де санаттары көрсетілмеген заттардың қасиеттері туралы сандық мәліметтер;

  • оларды анықтау (өлшемдер, сынақтар, есептеулер) нәтижелерінің қателіктерін бағалау негізінде алынған библиографиялық және мекен-жайы тақырыпты сипаттағы мағлұматтар жатады.


3.7 Өлшем межеліктері
Өлшеу құралдарының межелігі — бұл өлшенетін шаманың бірізділік мәндерінің қатарына сәйкес келетін белгі мен сандардың тәртіпке келтірілген жиынтығы.

Цельсий межелігінде есептеудің басы ретінде мұздың еру температурасы алынған, ал негізгі интервал ретінде (тіреу нүктесі) – судың қайнау температурасы. Температураның бірлігі болып табылатын бұл интервалдың жүзден бір бөлігі – Цельсий градусы (°С).

Метрологиялық тәжірибеде межеліктердің бірнеше түрлері белгілі: атау межелігі, рет межелігі, қатынастар межелігі, абсолютті межелер, шартты межелер.

Атау межеліктері бұл құрамында нөл және өлшем бірліктері жоқ сапалы межеліктер, мұнда «көп-аз» сияқты қатынастар болмайды. Түстер (түстер атласы) межеліктері мысал бола алады. Өлшем боялған заттың түс үлгілерімен (түс атласындағы эталонды үлгілермен) ойша түрде салыстырылуымен жасалады. Себебі әрбір түс көптеген реңге ие, мұндай салыстыру тек тәжірибесі ғана емес, сонымен қатар визуалды ерекше қадағалай алу мүмкіндіктер сипатына ие сарапшының қолынан ғана келеді.

Рет межеліктері. Қасиеттің мөлшерлі пайда болуының өсуі немесе кемуіне қарай шамалардың қасиетін қатынастар эквиваленті ретінде және рет ретінде де сипаттайды. Бұл межеліктерде нөлдік белгі бар, бірақ өлшем бірліктері болмайды, себебі шама қасиетінің қай санда көп немесе аз болатынын анықтау мүмкін емес. әдетте рет межеліктері өлшенетін шаманың мәнін баллдармен (жер сілкінісінің күші, жел күші және т.с.с.) сипаттайды.

Аралықтар межеліктері (түрліліктер). Шамалардың қасиеттерін балама және рет қатынастарының көмегімен ғана емес, сонымен бірге сол қасиеттің мөлшерлік пайда болу арасындағы аралықтардың сомалануын және үйлесімділігін қолданумен сипаттауға болады. Аралықтар межеліктері шартты нөлдік мәндерге ие, ал аралықтар келісім бойынша анықталынады. Мұндай межеліктер уақыт және ұзындық межеліктері.

Қатынастар межеліктерінде нөлдік мән бар, ал өлшем бірлігі келісім бойынша анықталынады. Мысалы, таразы межелігі, нөлдік белгіден бастап, қажетті өлшеу дәлдігіне қарай әртүрлі градуирленуі мүмкін.

Абсолютті межеліктер әрқашан да физикалық шамалардың өлшем бірліктерінің анықтамасына ие.

Шартты межеліктер — бұл физикалық шамалардың межеліктері, олардың бастапқы мәндері шартты бірліктерде көрсетілген, кейде оларды метрлік емес деп атайды. Оларға минералдар мен металдардың қаттылық межеліктерін жатқызады.
3.8 Өлшеу құралдарының түрлері
Физикалық шаманы өлшеу үшін өлшеу құралдары деп аталатын техникалық құралдарды қолданады.

Өлшеу құралдары — бұл нормаланған метрологиялық сипаты бар, өлшем белгілі уақыт аралығы ішінде өзгеріссіз қабылданатын (көрсетілген қателіктер шегінде) физикалық шаманың бірлігін алатын және (немесе) сақтайтын өлшеуге арналған техникалық құрал. Өлшеу құралдары – бұл нормаланған қателіктерге ие метрологиялық қамтамасыз етудің негізі. Өлшеу құралдары әртүрлі физикалық әсерлерді қолдануға негізделген, мысалы, пьезо және термоэлектрлық, Холл және Фарадей әсерлері, фотоэлектрлық және т.б. өлшеу құралдарына жабдықтардың өлшемдері, өлшем түрлендірулері, аспаптары, жүйелері және қондырғылары жатады.

Өлшем — бұл берілген өлшемнің физикалық шамасын алу және сақтауға арналған өлшеу құралы, мысалы, таразы тастары, ұзындықтардың ақырғы өлшемдері және т.б.

Тәжірибеде бір мәнді өлшемдерді қолданады, олар тек бір өлшемнің (мысалы, таразы тасы) шамасын алады; физикалық шаманың бірнеше өлшемдерін алғанда көп мәнді өлшемдер (мысалы, объектінің миллиметр немесе сантиметрмен өлшенген ұзындығы); өлшемдер жиыны (мысалы, гірлер жиыны) және өлшемдер, мұнда есептеу, өлшемдерді қажет үйлесімде біріктіру мүмкіндіктеріне байланысты құралдарды қосу жолымен өлшемдерді біртұтас ету (мысалы, электрлік кедергілердің магазині). Бір мәнді өлшемдерге стандартты үлгілер және стандартты заттар жатады.



Стандартты үлгі — бұл сол заттың (материалдың) қасиеті мен құрамын сипаттайтын шамалардың мөлшерлік мәндерімен аттестатталатын зат (материал) үлгісі.

Өлшемді қолдану кезінде олардың номиналды және шынайы мәндерін, оның қателігін және разрядын ескереді. Номиналды мән арнайы куәлік етудегі шынайы өлшемге нұсқауланады. Өлшемнің шынайы мәні ресми эталонның көмегімен жоғары дәлдікті өлшем негізінде анықталынады. Өлшемнің шынайы және номиналды мәндері арасындағы айырмашылық өлшем қателігі деп аталады. Аттестаттау (тексеру) кезінде қателіктер болуы мүмкін, сондықтан өлшемдерді разрядтарға (бірінші, екінші және т.с.с.) бөледі, ал өлшемдер өлшеу құралдарын тексеру үшін қолданылатын разрядты эталондар (үлгілі өлшеу құралдары) деп аталады.



Өлшемді түрлендіруші — бұл жіберуге, одан ары түрлендіруге, өңдеуге және сақтауға ыңғайлы түрдегі өлшенетін ақпарат дыбысын әзірлеу үшін арналған, бірақ қадағалаушымен қабылдануына қол жеткізілмейтін техникалық құрал. Өлшемді түрлендірушінің негізгі метрологиялық сипаттамасы ол түрлендіру қызметі деп аталатын кіру және шығу шамалар арасындағы қатынас. Өлшемді түрлендірушіге термобу, өлшенетін трансформаторлар және күшейткіштер, қысым түрлендірушілер жатады. Өлшенетін түрлендірушілерді түрлендіру элементтерімен араластырмау керек, мысалы трансформатор метрологиялық сипатқа ие емес.

Алғашқы түрлендірулер өлшенетін шама туралы ақпаратты қабылдайды; берушілер – оның түрленуіне немесе қашықтыққа берілуіне ыңғайлы түрде ақпаратты түрлендіреді; аралық түрлендірулер алғашқылар немесе берушілер сияқты физикалық шаманың түрін өзгертпей, жұмыс жасайды.

Өлшеу аспаптары — өлшеу аспаптарының дыбысын қабылдаушының қабылдануына қолжетімді болатын басқа түрлерге өңдеу үшін арналған. Аспаптарды тікелей әсер етуші аспаптар және салыстырмалы аспаптар деп бөледі.

Тікелей әсер етуші аспаптар физикалық шаманың бірліктеріне сәйкес келетін градуирленуі бар көрсету құрылғысында өлшенетін шаманы көрсетеді, мысалы, ампер­метрлер, вольтметрлер және т.с.с.

Салыстыру аспаптары (компараторлар) өлшеу шамаларының мәндерін белгілі шамалармен салыстырады, мысалы, электрөлшеуіш потенциометрлер.

Өлшем жүйелері мен қондырғылары – бұл өлшеу объектісінің бір немесе бірнеше физикалық шамаларын өлшеу үшін арналған, іс-қимыл жасау арқылы біріккен автоматталған немесе автоматты өлшеу құралдарының жиынтығы.

Өлшем жабдықтары - өлшемнің қажетті дәлдігін алу үшін қажетті шарттармен қамтамасыз етуге арналған қосымша құралдар. Мысалы, егер де сыртқы ортаның ылғалдылығы жөнінде айтылса, психрометр объектінің параметрін өлшеу кезінде қолданылады.

Өлшеу құралдары метрологиялық тағайындауларына қарай жұмыс өлшеу құралдары және эталондар деп бөлінеді.

Өлшенетін шаманы қайта есептеу тәсілі бойынша өлшеу құралдары көрсететін (мысалы, ұқсас және сандық) және тіркейтін (қағаз немесе магнитті таспа) деп бөлінеді.

3.9 Өлшем жүргізу әдістері
Өлшем жасау әдістері (ӨЖӘ) метрологиялық объект ретінде 1972ж. пайда болды. Өлшем сапасын қамтамасыз ету Мемлекеттік жүйесін әзірлеу кезіндегі сипаттамалары тек дәстүрлі талаптарды ғана қанағаттандыратын өлшем құралдарына ие болу жеткіліксіз болып шықты, себебі жиі ретте өлшем қателігі өлшем әдісіне тәуелді болды: әдіс қателіктері; сынаманы іріктеу және дайындау кезінде пайда болған қателіктер; өлшеу шарттары және т.б.

ӨЖӘ — бұл операциялар мен ережелердің құжаттандырылған жиынтығы, оларды орындау қабылданған әдіске сәйкес кепілдендірілген дәлдікті өлшем нәтижелерін алуға қамтамасыз етеді.

ӨЖӘ жеке жауапкершілікпен әзірленушінің өзімен өлшем қателіктерінің белгілі бір сандық мәндері жазылған, олар құжаттың барлық талаптарын орындау кезінде кепілдендіріледі.

Осыдан шығатыны өлшем қателіктерінің априорлы түрде әртүрлі сипаттамалары бар және олардың ішінен әзірлеушіге ең жарамдысын таңдау қажет. Белгілі қателікті өлшем нәтижелерін алуды қамтамасыз ететін операциялар мен ережелер жиынтығы екі маңызды белгілерді айқындайды: ӨЖӘ операция сипаттамасын ұсынады және ӨЖӘ өлшем қателігі тағайындалады.

ӨЖӘ әзірлемесін бастапқы мәліметтер негізінде орындайды, олардың қатарында:


  • қолдану аясы, өлшенетін шаманың атауы және оның сипаты, сонымен бірге егер де өлшем қателігіне әсерлері болса, өлшем объектісінің сипаты көрсетілетін тағайындау;

  • өлшем қателігіне қойылатын талаптар;

  • номиналды мән және (немесе) әсер ететін шамалардың мүмкін мәндер ауқымдарының шекаралары түрінде берілген өлшем шарттары;

  • өлшем нәтижелерін ұсыну индикациялары мен формаларының түрлері;

  • өлшем процестерін автоматтандыруға қойылатын талаптар;

  • атқарылатын жұмыстардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету талаптары;

  • сұраныстар болғанда жағдайда өзге де талаптар.

ӨЖӘ аттестаттау ӨЖӘ қойылатын метрологиялық талаптарға сай болуын анықтау мен растау ұсынудан тұрады. Терминнің мазмұны метрологиялық сипаттардың анықтамасын ғана бекітіп қоймайды, сонымен бірге өлшеу құралдарының тағайындау бойынша жарамдылығын анықтайды.

Аттестаттауды ӨЖӘ құжаттамаларын, теориялық және экспериментті сынақтарын метрологиялық сараптау жолымен жүзеге асырады. Аттестатталған ӨЖӘ метрологиялық қадағалау мен бақылауға жатады.

Анықтаманы қорытындылайтын болсақ, ӨЖӘ техникалық өлшеу процесін ұсынады. Осыған орай ӨЖӘ және ӨЖӘ құжаттарын араластырмау қажет, себебі барлық әдістер сәйкес құжаттармен сипатталмаған. Қарапайым көрсету аспаптарының көмегімен орындалатын өлшемдер үшін ерекше құжаттандырылған ӨЖӘ талап етілмейді. Бұл жағдайларда нормативті құжаттамаларды өлшеу құралдарының типтері мен негізгі метрологиялық сипаттарын көрсету жеткілікті.

Аттестаттау мемлекеттік метрологиялық бақылау мен қадағалауды тарату саласында және күрделі технологиялық жүйелердің жағдайын бақылау үшін пайдаланылатын ӨЖӘ үшін қолданылатын міндетті рәсім. Өзге ӨЖӘ ведомствода немесе кәсіпорындарды қабылданған тәртіпке сәйкес аттестаттау жүргізеді.


3.10 Өлшеу құралдарының топтастырылуы және метрологиялық сипаттамалары
Қазақстанның Мемстандартымен бекітілген өлшеу құралдары өлшеу құралдарының мемлекеттік Тізілімінде тіркеледі, сәйкестік сертификаттарымен куәландырылады және тек осыдан кейін ғана Қазақстан Республикасының аумағында қолдануға жіберіледі.

Анықтамалық басылымдарда өлшеу құралдарына сипаттама жасау келесі құрылым қабылданған: тіркеу нөмірі, атау, өлшеу құралдарының типін бекіту туралы сертификаттың нөмірі және әрекет ету мерзімі, жасаушының мекен-жайы және негізгі меторологиялық сипаттамалар. Соңғылары өлшеу құралдарының белгілі дәлдігі бар ауқымдағы өлшемге жарамдылығын бағалайды.

Өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларын қамтамасыз ететіндер:


  • өлшемнің дәлдігін анықтау мүмкіндігі;

  • өзара ауысымдылыққа қол жеткізу және өлшеу құралдарын өзара салыстыру;

  • дәлдігі және өзге де сипаттамалары бойынша қажетті өлшеу құралдарын таңдау;

  • өлшеу жүйелерінің және қондырғыларының қателіктерін анықтау;

  • өлшеу құралдарын тексеру кезінде олардың техникалық жағдайын бағалау.

Құжаттармен анықталған метрологиялық сипаттамалар іс-жүзінде жарамды деп есептелінеді. Тәжірибеде өлшеу құралдарының келесі метрологиялық сипаттамалары ең көп таралған :

  • өлшем ауқымы — өлшенетін шама мәнінің аумағы, ол үшін қателіктерінің шекті шегі нормаланған;

  • өлшем шегі — өлшем ауқымының ең көп немесе ең аз мәні. Өлшем үшін – бұл алынатын шаманың номиналды мәні.

Мысалы, межеліктің (3.2-сур.) бастапқы бөлігі (20 %) қысыңқы, ал оған есептеу жүргізу ыңғайсыздық туғызады. Сондықтан межелік бойынша өлшем 50 бірлікті, ал өлшем ауқымы – 10-50 бірлікті құрайды.

3.2-сурет - Өлшеу құралының бірқалыпты емес межелігі.
Өлшеу аспабының межелігі — өлшенетін шаманың бірізді мәндерінің қатарына сәйкес келетін, өлшеу құралының есептеу құрылғысындағы белгілер мен сандардың градуирленген жиынтығы. Бірқалыпты және бірқалыпты емес межеліктерді ажыратады.

Межеліктің бөлік құны — межеліктің екі жақын орналасқан белгілеріне сәйкес келетін шамалар мәндерінің түрлілігі. Бірқалыпты межелігі бар аспаптарда тұрақты бөлік құны, ал бірқалыпты емес межелігі бар аспаптарда тұрақсыз бөлік құны бар. Бұл жағдайда минималды бөлік құны нормаланады.

Сезгіштік — сигналдың ∆y кіру кезіндегі өзгерісі мен сигналдың ∆x өлшеу құралының шығуына өзгеріс қатынасы:

Мысалы, бағытты өлшеу құралдары үшін бұл - қозғалыстың dl қатынасы өлшенген шаманың өзгеріс кезіндегі бағыт көрсеткішінің dx шамасына қатынасы:

Х және У параметрлері әр түрлі бірліктерде көрсетілген, мысалы, миллиметрмен және ампермен, градуспен және вольтпен. Сондықтан, 5′ шамасы, мысалы [мм/А] , [º/В], [мм/В] және т.б. өлшемдеріне сай келуі мүмкін. Сезгіштікті шекті сезігіштікпен салыстыруға болмайды, бұл – құрал көрсеткішінің байқалынатын өзгерісіне әкелетін өлшеніп тұрған шаманың ең аз мәні. Сезгіштіктің қарама-қарсы шамасын – аспаптық тұрақтылық деп атайды:




Өлшеу құралының шығу сигналына өлшем шамасы бірлігінің көрсеткіші жатады. Бұл жағдайда аспаптың тұрақтылығы «С» бөлік құнына тең. Сондықтан бірқалыпты емес межелігі үшін сезгіштік ауыспалы шама.

Өлшеу құралының негізгі нормаланатын метрологиялық сипаты – бұл қателік, яғни физикалық шамалардың шынайы мәндері мен өлшеу құралдарының көрсеткіштері арасындағы айырмашылық. Барлық көрсеткіштер сыртқы жағдайларға қарай негізгі және қосымша деп бөлінеді.

Негізгі қателік – бұл пайдаланудың қалыпты жағдайларындағы қателік. Әдетте пайдалану кезіндегі қалыпты жағдайлар болып табылады: 293 ± 5 К немесе 20 + 5 °С температура, 20 °С температура кезіндегі ауаның салыстырмалы ылғалдылығы 65 ± 1,5 %, 50 Гц ± 1 % жиілікті қоректендіру желісіндегі кернеу 220 В ± 10 %, 97,4 - 104 кПа дейінгі атмосфералық қысым, электрлік және магнитті өрістердің (кезеушіліктер) болмауы.

Негізгі қателікті нормалаудың үш тәсілі бар:


  • өлшемнің барлық ауқымдарында тұрақты болатын, рауалы абсолютті (±∆) немесе келтірілген (±γ) қателіктердің шектерін нормалау;

  • өлшенетін шама функциясындағы рауалы абсолютті (±∆) немесе салыстырмалы (±δ) қателіктердің шектерін нормалау;

  • бір немесе бірнеше бөліктерді өлшеудің барлық ауқымы үшін әртүрлі рауалы негізгі қателіктің тұрақты шектерін нормалау.

Тәжірибеде әсер ететін шамалардың кең ауқымы бар кезінде өлшеу құралдарының қосымша қателігі де нормаланады.

Рауалы қателіктің шегі - әсер ететін шаманың өзгерісімен туындайтын ең үлкен қателік, ол бойынша өлшеу құралы техникалық талаптарға сәйкес қолданысқа жіберіледі. Бұл қосымша қателіктерге де қатысты. Мұнда олар келесі ережелерден шығады:



  • қосымша қателік негізгі (абсолютті, салыстырмалы, келтірілген) сияқты түрге ие;

  • әртүрлі факторлармен туындаған қосымша қателіктер бөліктеп нормалануы қажет.

Әсер ететін факторлар кезінде өлшеу құралдарының сомалы абсолютті қателігі жалпы түрде келесі өрнекпен анықталынады:

мұндағы ∆0 — өлшеу құралдарының негізгі қателігі; ∆i , — і-нші әсер ету факторымен туындаған қосымша қателік.

Қосымша қателікті номиналды мәннің ауытқуы кезінде қателіктің «қанша» немесе «қанша рет» екенін көрсететін коэффициент түрінде нормалайды. Мысалы, +1 % вольтметрдің температуралы қателігі 10 °С құрайды, бұл ортаның өзгеруіне қарай әрбір 10 °С қосымша 1 % қателіктің қосылуын білдіреді. Қосымша және негізгі қателіктерді бөлу күрделігінің салдарынан өлшеу құралдарын тексеруді тек қалыпты жағдайларда ғана орындайды, яғни қосымша қателіктерді жоққа шығарады. Кейбір өлшеу құралдарының келтірілген қателіктерінің мәндері 3.1-кестеде келтірілген.

Әртүрлі әсер ететін тұрақсыздандыру факторлары есепке алынбағанда техникалық өлшемдерде өлшеу құралына белгілі бір дәлдік класын беру – ең дөрекі нормалауда қолданылады.

Дәлдік класы — бұл өлшеу құралдарының әртүрлі қасиеттерін анықтайтын жалпыланған метрологиялық сипат. Мысалы, көрсететін электрөлшеу аспаптарының дәлдік класы негізгі қателіктен басқа, көрсеткіштердің өзгерісін де көрсетеді, ал электрлі шамалардың өлшемдері – тұрақсыздықтың шамасын (жыл көлеміндегі мәннің пайыздық өзгерісі) көрсетеді.

Өлшеу құралдарының дәлдік класы жүйелі және кездейсоқ қателіктерді қосады. Алайда ол осы СИ көмегімен орындалатын өлшем дәлдігінің бірден-бір сипаты болып табылмайды, себебі өлшем дәлдігі өлшем әдісіне, СИ объектімен өзара әрекет етуіне, өлшем жағдайларына және т.б. тәуелді.

Жекелей алғанда 1 % дейінгі дәлдікті шаманы өлшеу үшін 1 % қателігі бар өлшеу құралын таңдау жеткіліксіз. Таңдалған СИ мейлінше аз қателікке ие болуы қажет, себебі әдістің қателігінде есепке алу керек.

Дәлдік кластарын тағайындауда бірнеше тәсілдер бар. Мұнда негізге келесі ережелер алынған:



  • жүйелі және кездейсоқ құраушыларды қосатын рауалы қателіктердің шектері нормалар ретінде болады;

  • негізгі ∆0 және қосымша қателіктердің ∆i барлық түрлері жеке нормаланады.

Бірінші ереже жалпы қателіктің шамасы бойынша көрсеткіштерді бір реттік есептеу есебімен СИ әзірлеу қажеті туралы куәландырады.

Дәлдік кластарын өлшеу құралдарына мемлекеттік қабылдау сынақтарының нәтижелері бойынша олардың әзірленуі кезінде береді.

Қазіргі уақытта негізгі ретінде өлшеу құралдарының дәлдік кластарының үш түрі анықталған:


  • өлшенетін шаманың немесе межелік бөліктерінің бірліктерінде рауалы абсолютті қателіктер шектері үшін;

  • δ = ± А- 10", мұндағы А =1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5 және 6; n = 1; 0: -1; -2; ... және т.б. сандар қатарының түрінде рауалы салыстырмалы қателіктер шектері үшін;

  • сондай қатарлы рауалы келтірілген рауалы салыстырмалы қателіктер шектері үшін;

  • γ = ±А10n .

Абсолютті қателіктер арқылы көрсетілген өлшеу құралының дәлдік кластары латын алфавитінің бас әріптерімен немесе рим цифрларымен белгіленеді. Егер де әріп алфавиттің басынан неғұрлым ары болса, соғұрлым рауалы абсолютті қателіктің мәні үлкен болады. Мысалы, С класының өлшеу құралы М класының өлшеу құралына қарағанда дәлдірек. Келтірілген қателік бойынша дәлдік класын нормалау кең таралымға ие болды:




Бұл жағдайда дәлдік класын шартты белгілеу нормалайтын мәнге ХN тәуелді, яғни СИ межелігіне.

Егер де ХN өлшенетін шаманың бірліктері арқылы ұсынылса, онда дәлдік класы рауалы келтірілген қателіктің шегімен сәйкес келетін сан арқылы белгіленеді. Мысалы, 1,5 класы γ = 1,5 % білдіреді. Егер де ХN межелік ұзындығы болса, (мысалы, амперметрлерде), онда 1,5 класы γ = 1,5 % межелік ұзындығын білдіреді.



3.1-кесте. Әртүрлі өлшеу құралдарының келтірілген қателіктерінің мәндері


Құрал (аспап)

Келтірілген қателік γ, %

Болатты 20 – метрлік таспа

0,2-0,3

Сызықты және полярлы аудан өлшегіштер

0,4-0,7

Интерферометрлер

1-10

Оптикалық бұрыш өлшегіштер

0,5-2

Жарық қашықтығы

0,01-0,02

Центрден тепкіш айналым өлшегіш

0,4-2,5

Тахогенераторлар

2,5-4

Тахоскоптар

0,8-1,1

Стробоскоптар

0,1-1

Таразылар




Саудалық және автомобильді

0,8-1,2

Техникалық

0,1-0,2

Талдаушылық

0,0001-0,01

Тартымды динамометрлер




Серіппелі

1-3,5

Гидравликалық

0,7-2

Электрлік (күшейткішсіз хабаршы)

0,2-0,5

Тежегіш механизмдер




Теңгеру

0,4-1

Гидравликалық

1,5-2,5

Пневматикалық

1,5-4

Манометрлер




Бурдон түтікшесімен

1-10

Сынапты

1-1,25

Аспаптар




Фотоэлектрлі

0,4-2

Стандартты секунд өлшегіштер

0,4-0,7

Термопаралар (күшейткішсіз)

0,5-2,5

Фотометрлер

0,05-2

Спектрометрлер

0,5-5

Полярографтар

1-5

Жұтушы газоанализаторлар

0,5-5

Хромотографиялық газоанализаторлар

0,8-2

Дифференциальды калориметрлер

0,01-1

Стандартты тұтқырлық өлшегіштер

1-4

Сынапты технические термометрлер

0,3-2

Жартылай өткізгішті термометрлер

0,1-1

Соққы әсері бар қаттылық өлшегіші

7-15

Күшейткіш кезіндегі осциллографпен жазба

1,5-4,5

Жиілікті модуляция кезінде магнитофонды жазба

2-5

Ескерту: γ – өлшенетін шаманың максималды мәнге пайыздық қатынасы





Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8




©dereksiz.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет