Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар

1.Жүйелер интерфейстерінің (ЖИ) түрлеріне жуықтау?

2.ЖИ стандарттары

3.Ашық жүйелердің моделдеріндегі интерфейстерін сипаттамалары

4.ЖИ-мен қолданушының әсерлесу ерекшеліктері?
Ұсынылатын әдебиет:

1. Основы метрологии и электрических измерений. Учебник для вузов /Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е.М. Душин и др., под ред. Е.М. Душина. – 6-е изд. – Л.: Энергоатомиздат, 1987.

2. 
   Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология. Учебное пособие для вузов. – М.: «Логос», 2002.
   
3. 
   Ревин В.Т. Преобразование и преобразователи измерительной информации. Учеб. пособие для студентов спец. 54 01 01 «Метрология, стандартизация и сертификация» всех форм обучения. В 5 ч. Ч. 2 / В.Т. Ревин. – Минск.: БГУИР, 2003. – 103 с.
   

1. 
   Қателіктердің жіктелуі
   
2. 
   Қателіктерді бағалау принциптері
   
3. 
   Жүйелі қателіктерді алу және жою тәсілдері
   

“Қателік” деген ұғым “өлшеу нәтижесінің қателігі” және “өлшеу құралдарының қателігі” деген түсініктемелерден тұратын метрологияның ең маңызды мәселесі. Өлшеу нәтижесінің қателігі – ол өлшеу нәтижесі Х пен өлшенетін шаманың ақиқат (немесе нақты) мәні Q арасындағы айырымы:

Ол өлшенетін шама мәнінің анықталмау шегін көрсетеді. Өлшеу құралдарының қателіктері – ол ӨЖ көрсеткіштері мен өлшенетін ФШ-ның айғақты (немесе нақты) мәндері арасындағы аралықты көрсетеді. Ол берілген құралдар арқылы жүргізілген өлшеу нәтижелерінің дәлділігін сипаттайды.

Бұл екі түсініктемелер бір-біріне едәуір жақын және бірдей белгілермен жіктеледі.

Әсер ету сипаты бойынша қателіктер кездейсоқ, жүйелі, прогрестенуші және дөрекі (қате жіберу) болып бөлінеді.

Қателіктердің жоғарыда келтірілген анықтамаларынан олар қандай-да бір құраушылардан тұратыны тиіс екенін байқалмайды. Қателіктерді құраушыларға бөлу олардың көрсетілу сипатына қарай өлшеу нәтижелерін өңдеу қолайлығы үшін енгізілген. Метрологияның құрылу процесінде қателік тұрақты шама емес екені байқалды. Қарапайым талдау жолымен оның бір бөлігі тұрақты шама ретінде көрсетілетіні, ал екіншісі – алдын ала болжанбай өзгереді. Бұл бөліктерді жүйелі және кездейсоқ қателіктер деп атайды.

Кездейсоқ қателіктердә жүйелі қателіктен айырмашылығы, оны өлшеу нәтижесінен түзету жолы арқылы жоя алмаймыз, бірақ оларды бақылау санын жоғарлату жолымен азайтуға болады. Сондықтан да нәтижені өлшенетін шаманың шын мәнінен минималды аз ғана ерекшеленетін түрде алу үшін, қажетті шаманы тәжірибеде берілген мәндерді математикалық тізбекті өңдеу арқылы көп ретті өлшеу керек.

 олар тек берілген уақытта ғана түзету арқылы көшіріле алады да, кейін алдын–ала болжанбай өзгере береді;

 прогрестенуші қателіктердің уақыт бойынша өзгеруі - тұрақсыз кездейсоқ прогресс, сондықтан да тұрақты кездейсоқ процесстердің жақсы өңделген терия негізінде тек белгілі ескертпелер арқылы беріледі.

Прогрестенуші қателік – бұл қателіктердің уақыт бойынша өзгеруінің тұрақсыз кездейсоқ процессі үшін спецификалық ұғым, ол кездейсоқ және жүйелі қателік ұғымдарына келтіріле алмайды. Бұлар тек тұрақты кездейсоқ процесстер үшін ғана сипатты. Прогрестенуші қателік тұрақсыз кездейсоқ процесстің ағынды математикалық күтілуінің уақыт бойынша тұрақсыздығымен қатар, оның түрі мен дисперсиясының таралу заңдылығында уақыт бойынша өзгеруі салдарынан туу мүмкін.

Қателіктерді өрнектеу тәсілдері бойынша оларды абсолютті, қатысты және келтірілген деп бөледі.

Бұл өлшеу нәтижесінің берілген дәлділік сипаты ӨЖ қателіктерін мөлшерлеу үшін жарамайды, өйткені Q мәнін өзгерткен кезде Q = 0 кезіндегі шегіне шейін әртүрлі мәндерді қабылдайды. Осыған байланысты ӨЖ қателіктерін көрсету және мөлшерлеу үшін қателіктің тағы бір түрі – келтірілген қателік қолданылады.

 = /Q_N = (X - Q)/Q_N. (4.3)

Шартты түрде алынған Q_N мәнін мөлшерлеуші деп атайды. Көбінесе оның орнына берілген ӨЖ-нің жоғарғы өлшеу шегін алады, ол негізгі жағдайда “келтірілген қателік” ұғымының орнына пайдаланылады.

Пайда болу орнына байланысты қателіктерді аспапты, әдістемелі және субъективті деп ажыратады.

Аспапты қателік қолданылатын ӨЖ-нен туған. Кейде бұл қателікті аппаратты деп те атайды.

Өлшеудің әдістемелік қателігі мына жағдайлардан туады:

 өлшеу объектісінің алынған моделі оның өлшеу жолымен анық-талған қасиетін барабар көрсететін модельден ерекшеленгенінен;

 ӨЖ-ні қолдану тәсілдерінің әсерінен. Бұл мысалы, кернеуді ішкі кедергінің соңғы мәні арқылы вольтметрмен өлшеу кезінде байқалады. Бұл жағдайда вольтметрді кернеу өлшейтін тізбек аймағына шунтирлейді, және ол вольтметр қосылғанға дейінгі мәнінен аз болады;

 өлшеу нәтижелерін есептейтін алгоритмдер (формулалар) әсері-нен;

 қолданатын өлшеу құралдарының қасиеттерімен байланысы жоқ басқа факторлар әсерінен.

Әдістемелік қателіктің ерекше қасиеті, ол ӨЖ-де қолданылатын нормативті-техникалық құжаттамаларда көрсетілмейді, өйткені оларға тәуелді емес, олар әрбір нақты жағдайларда оператормен анықталады. Осыған байланысты оператор өзінің өлшейтін шамасын өлшеуге жататын шамалардан ажырата алуы тиіс.
4.2 Қателіктерді бағалау принциптері
Қателіктерді бағалау өлшеу нәтижелерінің дәлдігі жөніндегі объективті берілгендерді алу мақсатында жүргізіледі. Өлшеу нәтижесінің дәлділігі қателіктермен сипатталады. Өлшеу қателігі нақты математикалық модельмен сипатталады, ол модельді таңдап алу қателіктер жөніндегі априорлы ақпараттар мен өлшеу кезінде алынған берілгендер арқылы дәлелденеді. Таңдап алынған модельдің көмегімен қателіктің сол бір қасиеттерінің мөлшерлі өрнектелуі үшін қолданылатын сипаттамалары мен параметрлері анықталады.

Қателіктердің сипаттамаларын нүктелі және интервалды деп бөлу қабылданған. Нүктеліге кездейсоқ қателіктің ОКА-сы (СКО) мен жүйелі қателіктің модулінің жоғарғы шегі жатады, интервалдыға - өлшеу нәтижесінің анықталмаған шегі жатады. Егер осы шекаралар кейбір ықтималдылықтың жауабы ретінде анықталса, онда олар сенімді интервалдар деп аталады. Егер де қателіктің минималды мүмкін шегін, нақты жағдайда, сондай қателіктерді кездестіре алмасақ, онда олар шекті (шартсыз) интервалдар деп аталады.

Жүйелі қателіктер кезінде алынған бақылау нәтижелері түзетілмеген деп аталады. Өлшеу кезінде жүйелі қателіктерді максималды дәрежеде жоюға және әсерін ескеруге тырысады. Оған мына жолдар арқылы жетуге болады:

 қателіктердің қорек көзін өлшеуді бастамай тұрып алып тастау. Көптеген өлшеу аймақтарында жүйелі қателіктің басты қорек көздері белгілі және оларды тудыру жолдарын жою мен олардың өлшеу нәтижелеріне әсерін болдырмайтын әдістері өңделген. Осыған байланыты өлшеу тәжірибесінде жүйелі қателіктерді экспериментті мәліметтерді өңдеу арқылы емес, сәйкес өлшеу әдістерін тарататын ӨЖ-ні пайдалану арқылы жоюға ұмтылады;

 түзетулерді анықтап, оларды өлшеу нәтижесіне енгізу;

 жойылмаған жүйелі қателіктердің шегін бағалау;

Тұрақты жүйелі қателік өлшеу нәтижелерін бірігіп өңдеу әдісімен таба алмайды. Бірақ та кездейсоқ қателікті сипаттайтын өлшеу нәтижесінің көрсеткішін де, жүйелі қателіктің айнымалы құрамын табу нәтижесін де бұрмаламайды.

Тұрақты жүйелі қателіктер тек өлшеу нәтижелерін өте жоғары дәлдіктегі әдістер мен құралдар көмегімен алынған басқа нәтижелермен салыстыру жолымен табылуы мүмкін. Кейде бұл қателіктер өлшеу процесінің арнайы жолдарымен жойылуы мүмкін. Бұл әдістер төменде қарастырылған.

Нақты айымалы жүйелі қателік кездейсоқ қателіктің бағалау сипаттамаларын және олардың таралу аппроксимациясын бұрмалайды. Сондықтан да оны тауып алып, өлшеу нәтижелерінен жою керек.

Тұрақты жүйелі қателіктерді жою үшін әртүрлі әдістер қолданылады. Олардың кейбіреуін қарастырайық:

 Орын басу әдісі, өлшенетін шаманы белгілі шамамен алмастыру арқылы жүзеге асатын салыстыру әдісінің бір түрі болып табылады, бұл кезде барлық қолданылатын өлшеу құралдарының күйі мен әрекетінде ешқандай өзгеріс жүрмейді. Бұл әдіс есептің толық шешімін береді. Оны пайдалану үшін, онда өлшенетін шамамен біртекті реттелетін өлшем болу қажет.

 Қарама-қарсы қою әдісі екі рет өлшенетін және екі жағдайда да тұрақты қателіктің себебі әртүрлі, бірақ бақылау нәтижесінің заңды әрекеті бойынша белгілі болатындай етіп жүргізілетін салыстыру әдісінің бір түрі болып табылады.

 Қателіктерді таңбасы бойынша компенсациялау әдісі (жүйелі қателіктің таңбасын өзгерту әдісі) екі рет бақылап өлшеуді қарастырады, ондағы бақылау тұрақты жүйелі қателік әрбіреуінің нәтижесіне әртүрлі таңбалармен кіретіндей етіп орындалады.

 Рандомизациялау әдісі – белгісіз тұрақты жүйелі қателіктерді жою тәсілінің аса универсалды түрі. Оның мәні бірдей шама әртүрлі әдістермен (аспаптармен) өлшенетіні. Олардың әрқайсысының жүйелі қателіктері барлық жиынтықтың әртүрлі кездейсоқ шамалары болып табылады. Осының салдарынан қолданылатын әдістердің (аспаптардың) санын көбейткен кезде жүйелі қателіктер өзара компенсацияланады.

Кездейсоқ қателіктер. Сенімді ықтималдық пен сенімді интервал

Кездейсоқ қателік өзгеретін қарқандылықпен жүйелі түрде берілетін факторлармен анықталады. Кездейсоқ қателіктің мәндері мен таңбаларын анықтау мүмкін емес., өйткені қателік тудыратын себептер әрбір тәжірибеде бірдей әсер етпейді. Кездейсоқ қателік өлшеу нәтижесінен алып тасталына алмайды. Дегенмен бірқатар қайталап өлшеу және оларды өңдеу үшін математикалық статистика әдісін қолдану арқылы кездейсоқ қателігі бар өлшенетін шаманың мәнін бір рет өлшеуген кездегіге қарағанда аз қылып анықтайды.

Кездейсоқ қателікті анықтайтын статистикалық өлшеуді жүргізу үшін барлық әрекет етуші факторлардың қарқындылығы қателіктерді құруға өте жоғары немесе өте төменгі теңдей әсерін қамтамасыз ететін қандай да бір деңгейге дейін жеткізілуін сипаттайтын жағдай тудырылады. Бұл кезде күтілу қателігі жөнінде айтылады. Бұл қателіктен бөлек дөрекі қателіктер және қате жіберу орын алады.

Дөрекі қателік деп берілген жағдайда күтілу қателігінен асатын өлшеу қателігінін айтады. Дөрекі қателіктердің туу себебі болып өлшеу құралдарының жөнделмеуі, өлшеу жағдайлары мен әсер етуші шамалардың бірден өзгеруі болып табылады.

Қате жіберу – нәтижеледі нақты және бірден бұрмалайды. Қате жіберу кездейсоқ субъективті қате болып табылады. Ол экспериментатордың бұрыс әрекеттерінен туады.

Дөрекі қателіктер мен қате жіберу әдетте өңделетін тәжірибелік деректерден алып тасталынады.

Кездейсоқ қателіктің жеке мәнін алдын ала болжап айту мүмкін емес. Бірдей шамалардың қандай-да бір өлшемінің кездейсоқ қателіктер жиынтығы ықтималды нақты ережелерге сүйенеді. Олар метрологияда ықтималдық теория мен математикалық статистика әдістерімен жазылады. Осыдан өлшем нәтижелері кездейсоқ қателіктерден тұратын физикалық шама мен сол кездейсоқ қателіктің өзін кездейсоқ шама ретінде қарастырады

Кездейсоқ шамалардың қандай да бір мәнінің объективті мүмкін жағдайда пайда болуын мөлшерлі түрде бағалау үшін ықтималдық деген ұғым қызмет етеді, ол бірлік үлесінде беріледі (ақиқатты оқиғаның ықтималдығы 1-ге тең, ал мүмкін емес оқиғанікі- 0-ге тең)

Үздіксіз кездейсоқ шамалардың математикалық түрде жазылуы әдетте кездейсоқ шамалардың дифференциалды үлестіру заңдылықтары арқылы жүзеге асады. Бұл заңдылықтар кездейсоқ шаманың мүмкін мәндері мен оларға сәйкес ықтималдық тығыздығы арасындағы байланысты анықтайды (үздіксіз деп шексіз өлшеу сандары арқылы алуға болатын шексіз көп мәндері бар кездейсоқ шамаларды айтады).

Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар:

1.Адамдық-машиналық интерфейс дегеніміз не?

2.Қолданушы интерфейстерінің даму кезеңдері?

3.Жаңашыл қолданушы интерфейстердің сипаттық ерекшеліктері?

1. Основы метрологии и электрических измерений. Учебник для вузов /Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е.М. Душин и др., под ред. Е.М. Душина. – 6-е изд. – Л.: Энергоатомиздат, 1987.

2. 
   Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология. Учебное пособие для вузов. – М.: «Логос», 2002.
   
3. 
   Ревин В.Т. Преобразование и преобразователи измерительной информации. Учеб. пособие для студентов спец. 54 01 01 «Метрология, стандартизация и сертификация» всех форм обучения. В 5 ч. Ч. 2 / В.Т. Ревин. – Минск.: БГУИР, 2003. – 103 с.
   

1. 
   Өлшеу нәтижесін алу тәсілдері
   
2. 
   Дәлділік сипаттамасы
   

Физикалық объектінің қасиетін сандық тану тәсілін - өлшеу деп атаймыз.

Өлшеу - өлшенетін шамалар мәндерін анықтау үшін жүргізілетін эксперименттік процедуралардың әртүрлілігімен сипатталады. Яғни, өлшеудің көптүрлілігін өлшенетін шамалардың көптүрлілігімен, олардың уақытқа байланысты өзгеру сипаттамаларының әртүрлілігімен, өлшеудің дәлдігіне қойылатын талаптардың алуан түрлілігімен және т.б. түсіндіріледі.
5.1 Өлшеу нәтижесін алу тәсілдері
Өлшеу нәтижесін алу тәсілдеріне байланысты өлшеу тура, жанама, бірігіп және тұтас өлшеу болып бөлінеді. Бұлай бөлудің мақсаты өлшеу нәтижелерін анықтау кезінде пайда болған әдістемелік қателіктерді таңдап алу қолайлылығы болып табылады.

Тура өлшеу деп шаманың белгісіз мәнін тікелей ӨЖ көрсеткіштері бойынша табуды айтамыз. Мысалы, таразы арқылы өлшенетін масса, термометрмен температураны, вольтметрмен кернеуді өлшеу жатады.

Жанама өлшеу – ол шаманың мәнін бірдей жағдайда жүргізілген тура өлшеумен алынған шамалар арасындағы белгілі тәуелділік негізінде өлшеу болып табылады. Мұндай өлшеулердің метролгиялық тәжірибеде маңызды мәні бар. Олардың негізінде, мысалы, алғашқы эталондармен алынған негізгі шамалардың бірліктер эталондарымен жазылған мәндерді орнату.

Жалпы жағдайда Y өлшенетін шаманы тура өлшеу арқылы алынған Х₁, Х₂, …, Х_n шамаларымен байланыстыратын тәуелділікті мына түрде беруге болады

Мысалы,  = m/V тығыздықты m масса мен V көлемді тура өлшеу нәтижесі арқылы өлшеу; активті R = U/I кедергіні U кернеу мен I токты тура өлшеу нәтижесі арқылы өлшеу.

Метрологиялық өлшеулер кезінде қателіктер қажетті ретпен ескеріледі, ал техникалық өлшеу кезінде алдымен берілген тәжірибелік тапсырманы шешу үшін жеткілікті берілген қателік ескеріледі.

1.Қолданушы интерфейстерінің даму кезеңдері?

2.Жаңашыл қолданушы интерфейстердің сипаттық ерекшеліктері?

3.Қолданушы интерфейстерін жобалау принциптері?

4.Қолданушы интерфейстерін жобалауға келу маңызы?
Ұсынылатын әдебиет:

1. Основы метрологии и электрических измерений. Учебник для вузов /Б.Я. Авдеев, Е.М. Антонюк, Е.М. Душин и др., под ред. Е.М. Душина. – 6-е изд. – Л.: Энергоатомиздат, 1987.

2. 
   Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология. Учебное пособие для вузов. – М.: «Логос», 2002.
   

1. 
   Өлшеу мен оның негізгі операциялары
   
2. 
   Өлшеу міндеттері
   
3. 
   Өлшеу принциптері мен әдістері
   

 тікелей өлшенетін шамаларға берілген дәлділікпен түр-лендіруші, мысалы температура, тығыздық. Мұндай түрлендірулер өлшеп түрлендіру операциясының көмегімен жүзеге асады.

Қарапайым тура өлшеудің мәні Q физикалық шаманың өлшемін реттелетін q[Q] көпмәнді өлшемнің шығыс шамасымен салыстыру болып табылады. Тура өлшеу процедурасынын тарату шарты болып келесі элементарлы операцияларды орындау болып табылады:

 өлшенетін Х физикалық шаманы оған біртекті немесе біртекті емес басқа Q физикалық шамаға өлшеп түрлендіру;

 Q_M физикалық шаманы N[Q] берілген мәнге ұдайы өзгерту. Ол Q түрлендірілген шамасына біртекті.

 біртекті физикалық шамаларды салыстыру; түрлендіріл-ген Q-ды ұдайы қайталанылатын Q_M= N[Q] өлшемімен салыстыру.

Өлшеп түрлендіру – бұл, жалпы жағдайда, біртекті емес түрленетін және түрлендірілген ФШ-дың өлшемдері арасындағы мәнді өзара байланысын орнататын операция. Өлшеп түрлендіру Q = FX түрдегі теңдеумен беріледі, мұндағы F – кез-келген функция немесе функционал. Дегенмен түрлендіруді сызықты түрде жасауға үмтылады: Q = KX мұндағы К – тұрақты шама.

Өлшеп түрлендірудің негізгі міндеті – ол қажетті жағдайда өлшенетін шама туралы ақпаратты түрленуін алу. Ол таңдап алынған физикалық заңдылықтар негізінде орындалады. Өлшеп түрлендіруге жалпы жағдайда келесі операциялар кіреді:

 түрленетін шаманың физикалық түрін өзгерту;

 масштабты сызықты түрлендіру;

 масштабты-уақытша түрлендіру;

 сызықты емес немесе функционалды түрлендіру;

 сигналды модуляциялау;

 үздіксіз сигналды дискреттеу;

 кванттау.

Өлшеп түрлендірудің операциялары нақты физикалық принципте құрылған және бір жеке өлшеп түрлендіруді орындайтын техникалық құрылғы – өлшеп түрлендіргішпен тікелей жүзеге асады.

Берілген өлшемі бар N[Q]-ның физикалық шамасын көрсету – бұл келісілген дәлдікте белгілі берілген мәндегі қажетті ФШ-ны құру операциясы болып табылады. Нақты өлшемдегі шаманы көрсету операциясын N кодында берілген [Q] физикалық шаманың бірлігіне негізделген Q_М физикалық шамаға түрлендіру түрінде алуға болады.

ФШ-ны берілген өлшемде көрсету үшін арналған өлшеу құралдары өлшемдер деп аталады.

M немесе Q=Q_M. Салыстырылатын шамалардың дәл үйлесімі, ереже бойынша, өлшеу практикасында кездеспейді.

Өлшем арқылы көрсетілген шама квантталған және [Q] бірлігіне қысқа мәндерді қабылдай алатынымен түсіндіріледі. Жақын немесе бірдей Q мен Q_M шамаларды салыстыру нәтижесінде |Q–Q_M|<[Q] екені шығады.

Салыстыру әдісі деп біртекті шамалардың байланысын анықтау үшін физикалық құбылыстар мен процестерді пайдалануды айтамыз. Бұл байланыс көбінесе салыстырылатын шамалардың айырымдарының таңбасы бойынша құрылады. Әрбір ФШ-ды аралық сигналдарды құру мүмкіндігіне байланысты үш топқа бөледі. Бірінші топқа есептеуге және алдын-ала түрлендірмей, тікелей салыстыруға болатын ФШ жатады. Бұлар – электрлі, магнитті және механикалық шамалар. Екінші топқа есептеуге қолайсыз, бірақ коммутациялау үшін қолайлы ФШ жатады, оларға: жарық ағыны, иондалатын сәулелену, сұйықтар мен газ ағындары. Үшінші топты физикалы түрде есептеуге мүмкін емес объектілердің күйі мен олардың қасиеттерін сипаттайтын ФШ құрайды. Мұндай ФШ ылғалдылық, заттың сиымдылығы, жарық, иіс және т.б.

Бірінші топтың сигнал параметрлері салыстыру үшін қолайлы, екіншісі – аздап қолайлы, ал үшіншісі – тікелей салыстыру мүмкін емес. Дегенмен, соңғысын салыстыру және өлшеу қажет, сондықтан да оларды салыстыруға болатын басқа шамаларға түрлендіру керек.

жүктеу/скачать 1.06 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: