Р. Қ. Ниязбекова, В. Н. Михалченко, Г. Қ. Бектұрғанова, В. А. Донбаева, К. У. Тоғызбаев, Л. А. Байбосынова
жүктеу/скачать 2.41 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Т = А - А .
- Нысандарды
- Арбитражды қайта
- Өлшеудің белгісіздігі және оның нәтижелерді сипаттағанда көрсетілуі
- 27-сурет. Кездейсоқ қателіктің нормалды таралуы кезіндегі өлшеулердің белгісіздігінің графикалық интерпретациясы
5-кесте. Кір және жіберілетін ауытқулар шектерінің дәлдік кластары
Өлшеулерді орындау әдістемесін таңдау Өлшеуді орындау әдістемесіне қойылатын талаптар: өлшеудің дәлдігін қамтамасыз ету; өлшеудің үнемділігін қамтамасыз ету; өлшеулер нәтижелерінің келістілігін (валидтілігін) қам- тамасыз ету; өлшемдердің қауіпсіздігін қамтамасыз ету. Өлшемдердің дәлдігі олардың нәтижелерін қолдану үшін қажетті шарт болып табылады. Бұл шартты сақтамаса, өлшенетін физикалық шаманың нақты мәнін алу мүмкін емес және өлшемді жүргізу негізсіз болады. Өлшеу кезінде физикалық шаманың нақты мәнін алу керек, яғни алынған мән шын мәнді алмастыра алатындай шын мәнге соншалықты жақын болуы керек. Осыған орай, физикалық шаманың нақты мәні - тек есепті құрастырғаннан кейін ғана нақты мағынаға ие болатын түсінік. Ол өлшеу нысанының бір өлшемі параметрі үшін қойылған есепке байланысты аса өзгеруі мүмкін, мысалы, бірмағыналы өлшем- нің аттестация дәлдігі талап етіп тұрған бақылау дәлдігінен жоғары болуы керек. Техникалық өлшемдердің дәлдігін қамтамасыз ету өлшеудің жіберілетін қателігі [Д] мен өлшеу кезіндегі шекті қателікке Д қатынасы арқылы көрсетіледі: Д < [Д]. Өлшемдердің үнемділігі - абсолютті талап емес, сол себепті, бұл шарт бойынша тек өлшеудің дәлділігін қамтамасыз етуге кепілдік беретін бәсекелес ӨОӘ салыстыруға болады. Өлшемдердің үнемділігін бағалау кезінде өлшеу операциясы- ның шығарылуын, өзіндік құнын есептейді, операторға қажетті мамандықты, ӨҚ бәсекелестерінің барын, әмбебап ӨҚ бағала- рын, стандартталмаған ӨҚ жобалау және жасау бағасын, берілген ӨҚ көп мақсатта қолдану мүмкіндігін және т.б. ескереді. Өлшеу нәтижелерінің келістілігін (валидтігін) қамтамасыз етуді екі аспектіде қарастыруға болады: өлшеу нысанының анықталған физикалық шамасының нәтижелерінің келістілігін қамтамасыз ету; өлшеу бақылауы кезінде бір нысан құрамын немесе бір типтес нысандар тобының өлшеу нәтижелерінің келістілігін қамтамасыз ету. Нәтиженің дұрыстығы өлшеу кезіндегі бақылаулар санына байланысты - серияда неғұрлым бақылаулар көп болса, жүйелі қателіктер соғұрлым анық көрінеді және осыған орай, кездей- соқ қателіктердің шектері мен орташа мәндерінің статистика- лық бағалары нақтырақ бола түседі. Номиналды бірдей ФШ өлшегенде, зерттелетін нысанды толығымен сипаттайтын нәтижелерді келісті (представительный) деп есептейді. Мұндай жағдайда нәтижелердің келістілігі өлшеу санының жеткіліктілігімен және бақылау нүктелерін (бақылау қималарын) дұрыс таңдаумен қамтамасыз етіледі. Өлшемдердің қауіпсіздігін қарастырған кезде өлшенетін нысанмен байланысты қауіптерді талдау керек, сонымен қатар, өлшеу құралында болатын қауіптерді ескеру қажет. Физикалық шаманы (ФШ) кез келген өлшеудің мақсаты - оның нақты мәнін табу болып табылады. Өлшеу нәтижесінде шынайы мәнге жақын (қателігі аз) мән алынуы керек. Мүмкін өлшеу тапсырмаларын құру ең алдымен өлшеуден талап етілетін дәлдікті нормалауға мүмкіндік беретін позициядан басталады. Осы позициядан зерттелетін өлшемдер өлшеуінің нәтижелеріне сәйкес тапсырмалар қарастыруға болады, мысалы, мынадай: нысанның нақты өлшемдерінің өлшеу бақылауы; нақты өлшем бойынша нысандарды топтарға сұрыптаптау; нысанның нақты өлшемдері бақылауының нәтижелерін төрелік сот арқылы қайта тексеру; өлшеу құралдарын тексеру; ғылыми зерттеу кезінде нақты өлшемдерді өлшеу; нақты өлшемін бағыттық бағасы кезіндегі өлшеу. Кез келген қойылған тапсырманы шешу кезінде міндетті түрде керек: өлшеудің қажетті дәлдігін бекіту; өлшеу үдері кезіндегі дәлдік бекітілген дәлдікке сәйкес келетіндігіне көз жеткізу. Өлшеу нәтижесінің физикалық шамасының нақты мәніне жақындығы өлшеу қателігімен Д сипатталады, аз қателік деп өлшеу ақпаратын бұрмалауға әкелмейтін қателікті айтады. Өлшеудің қажетті дәлдігін ережедегідей, өлшеу кезіндегі жіберілетін қателік мәнімен [Д] нормалайды. [Д] мәнін өлшеуге қойылған тапсырманы құрылымына қарай таңдайды. Егер өлшенетін физикалық шамаға оның белгісіздігін шектейтін норма қойылса, мысалы, Т - өлшем шегі, берілген өлшем бойынша өлшем шегімен салыстырағанда аз болатын және де нормамен салыстырғанда оның кеңеюіне әкелмейтін өлшеу қателігін [Д] қоюға болады: Т = Т * [Д] ~ Т, (65) мұнда Т - өлшеу бақылауы кезінде өлшеу қателігі бар болған- дықтан бұрмаланған өлшемдердің анықталмаған аумағы; Т - өлшем шегі (белгісіздік нормасы); * - бірігу белгісі (кешендендіру); [Д] - өлшеудің жіберілетін (мүмкін) қателігі. Екі нормаланған белгісіздіктерді стохастикалық сипатта біріктіру (жинақтау) геометриялық (квадраттық) қосу сияқты жүзеге асырылуы мүмкін. Өлшенетін физикалық шама үшін анық немесе анық емес түрде норма қойылған, ол оның белгісіздігін шектейді, осының негізінде өлшеудің жіберілетін қателіктерін шектей отырып, оның белгісіздігін нормалауға болады. Әртүрлі өлшеу тапсырмаларының нұсқалары үшін өлшеуде жіберілетін қате- ліктерді [Д] таңдау (қою) жолдарын қарастырайық. Нысанның берілген өлшем бойынша бақылауы жағдайында, егер оның екі шекті мәні берілсе, онда оның жіберілетін өлшеу қателігі шектің (Т) өлшемінің 1/3 бөлігінен аспауы керек: мұнда Т - өлшем шегі, ол оның екі нормаланған шекті мәндерінің айырмасына тең: үлкені (А ) және кішісі (А ): max min7 (67) Т = А - А . max min 6а техн < T, (68) [А] < Т/3 қатынасы кездейсоқ бақылау өлшемінің сипат- тамасында, кездейсоқ өлшеу қателігінде қанағаттана алады, оған қоса, ол мына қатынасты ұстануы керек: мұнда ^техн - технологиялық үдерістің орташа квадраттық ауытқуының бағасы; Нысандарды екі топқа (жарамды - ақау) және үш топқа (жарамды - түзелетін ақау - түзелмейтін ақау) сұрыптау-бақылау кезіндегі өлшеу тапсырмаларына сәйкес келеді. Нысандарды N топтарға сұрыптау (егер N > 3) бір топ шегінде тек өлшем шегін енгізу қажеттілігімен ажыратылады. Нысандарды N топтарға сұрыптау кезінде берілген параметр өлшем бойынша шекті қателікті сұрыптау тобындағы (Т ) минималды шекке тәуелді қояды: [А] < Тгр / 3. (69) Өлшеу құралын тексеру кезіндегі тапсырманы өлшеудің бақылауы ретінде қарастыруға болады, мұнда бақыланатын өлшем шегі болып тексерілетін өлшеу құралының шекті қателігі табылады. Қателікті бақылау кезінде (ӨҚ салыстырып тексеру) нормаланған жағдайда, өлшеу қателігі өлшеніп жатқан құралдың негізгі қателігінің А 1/3 бөлігінен аспауы керек, егер тексерілетін ӨҚ қателігі мен тексеру қателігі кездейсоқ сипаттамаға ие болса: [А] < А ӨҚ / 3. (70) Арбитражды қайта тексеру кезінде бақылау нәтижелерін шекті белгісіздік нормасы ретіндегі қателікті қарастырады, ол арқылы өлшемнің бастапқы шегі емес, қабылдау-бақылауы жүзеге асырылады. Арбитражды өлшеулердің [Д]а шекті жіберілетін қателіктері өлшеу өлшемінің қабылдау-бақылауы кезіндегі 1/3 бөлігінен аспауы керек (Дпр): (71) [Д]а < Дпр / 3. Осылайша, бақылау кезінде өлшемді өлшеуде, топтарға сұрыптауда, өлшеу құралдарын тексеру кезінде, сонымен қатар, арбитражды қайта тексеруде бақылау нәтижелері өздігінен тривиалды өлшеу тапсырмаларын жасайды, оларды шешу үшін өлшеудегі жіберілетін қателікті дәстүрлі метрологиялық арақатынас арқылы анықтайды: (72) [Д] = (1/5...1/3)А, мұндағы А - өлшенетін өлшемінің белгісіздігінің нормасы (бақыланатын параметр шегі, бақылау кезіндегі өлшеу қателігі немесе салыстырып тексерілетін ӨҚ негізгі қателігі). Өзге тап- сырмаларды шешуде өлшеудің жіберілетін қателіктерін таңдау арнайы метрологиялық әдебиеттерде сипатталған. Өлшеудің белгісіздігі және оның нәтижелерді сипаттағанда көрсетілуі «Белгісіздік» түсінігі - сандық түрде бағаланатын өлшеу қасиетінің атауы. «Белгісіздік» термині «Өлшеулердің белгісіздігін анықтау бойынша жетекшілікпен» енгізілген (ары қарай «Жетекшілік»), себебі «қателік» - идеалды түсінік және нақты белгілі бола алмайды. Белгісіздік (өлшеудің) - өлшеу нәтижелерімен байланысты, мәндердің дисперсиясын сипаттайтын өлшем. Жетекшілікте кез келген дәлдік дәрежесінде сақталуы тиіс өлшеу белгісіздіктерін бағалау мен өрнектеу ережелерін белгіленеді. Оларға мыналар кіреді: - өндіріс үдерісі кезінде берілген сапа дәрежесін сақтау және сапаны бақылауды қамтамасыз ету үшін өлшеулер; іргелі және қолданбалы зерттеулер барысындағы өлшеулер; калибрлеу шараларының өлшеулері; мемлекетте өлшеу біркелкілігін қамтамасыз ету мақса- тындағы өлшеулер; физикалық шамалардың мемлекеттік және ұлттық эта- лондарын, сонымен қатар, заттар мен материалдар құрамының стандартты үлгілерін жасау, көтеру үшін өлшеулер. Белгісіздікті бағалауға тек өлшеулердің дөрекі қателіктерін алып тастағаннан (жүйелік құрама қателіктерді алып тас- тағанан кейін) кейін ғана көшуге болады. Мұндай тәсілдеме ықтималдылық теориясының математикалық аппаратын және математикалық статистиканы қолдануға мүмкіндік береді. Өлшеудің белгісіздігі кейбір ақпарат көздерінде бағаланған қателік мүмкіндіктерінің өлшемі ретінде беріледі немесе мән- дер диапазонын сипаттайтын баға болып табылады. Өлшеулер- дің белгісіздіктері астында деректі түрде мәндер уақыт кезеңін көрсетеді, яғни, өлшеулер нәтижелері нақты нүктемен емес, мәндер уақыт кезеңімен көрсетіледі, ал нақты мән координатасы белгісіз болып қалады (анықталмаған). Аса кең мағынада «таралу заңының» белгісіздігі туралы айтуға болады. Белгісіздіктің графикалық көрінісі 27-суретте көрсетілген. 27-сурет. Кездейсоқ қателіктің нормалды таралуы кезіндегі өлшеулердің белгісіздігінің графикалық интерпретациясы Суретте белгісіздіктің сапалы бағалауы көрсетілген (нормалды таралу), сонымен қатар, оның сандық бағалануы да берілген (кеңейтілген белгісіздік кы, мүмкін болатын ықтималдылық - Р). Жетекшілікте қолданылатын терминдер және анықтамалар: Стандартты белгісіздік - стандартты ауытқу түрінде көрінетін өлшеу нәтижесінің белгісіздігі. А (uA) типі бойынша белгісіздікті бағалау - белгісіздікті бақылау қатарларын статистикалық талдау арқылы бағалау әдісі. В (иВ) типі бойынша белгісіздікті бағалау - белгісіздікті бақылау қатарларын статистикалық талдаудан басқа тәсілдермен бағалау. Жиынтық стандартты белгісіздік - нәтижені басқа шамалар қатарының мәндерінен алатын мүшелердің қосындысының оң квадрат түбіріне тең, ал бұл мүшелер басқа шамалардың дисперсиялары немесе ковариациялары болып табылатын, осы басқа шамалардың өзгерісіне байланысты өлшеу нәтижесі де өзгеретін өлшеу нәтижесінің стандартты белгісіздігі. Кеңейтілген белгісіздік U - өлшенетін шама қабылдауы мүмкін мәндердің көптеген бөлігі орналасқан өлшеу нәтижесінің уақыт кезеңін анықтайтын шама. Қамту коэффициенті к - кеңейтілген белгісіздікті алу үшін стандартты жиынтық белгісіздіктің көбейткіші ретінде қолданылатын сандық коэффициент. Әдетте қалыпты таралу кезінде 2 мен 3 аралығы диапазонындағы қамту коэффициенті к мәндері алынады. жүктеу/скачать 2.41 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||