IV тарау. ӨЛШЕМ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ
ҚАТЕЛІКТЕРІ
4.1. Өлшем құралдарының қателіктері
Өлшем құралдарының қателігі (инструменталды қателігі) өлшемдердің жалпы қателігінің бір бөлігі.
Өлшем құралдарының қателігі -өлшенетін физикалық шаманың шынайы шамасы мен құрал көрсеткішінің арасындағы айырма.
Қателіктің өзгеру сипаты бойынша уақыт өте келе өлшем құралдарының жүйелі және кездейсоқ қателіктерін ажыратуға болдады.
Өлшем құралдарының жүйелі қателігі – тұрақты ретінде алынатын немесе заңды түрде бар өлшем құралының құрамдас бөлігі. Тұрақты жүйелі қателіктің болу себептері: өлшем құралының калибрленуінің немесе градуирленуінің дәл болмауы; температураның және жұмысшы кернеудің әсері және т.б. Уақыт өте келе өзгеретін жүелі қателіктің себептері: өлшем құралдарын қолдану жағдайларының өзгеруі (температура, ылғалдылық, атмосфералыққысым, механикалық әсер), түрлі кедергілер мен басқа да факторлар. Өлшем құралының жеке үлгісінің жүйелі қателігі, әдетте, осы типтегі өлшем құралының басқа нұсқаларының жүйелі қателігімен сәйкес келмейді. Сондықтан бір типтегі өлшем құралдарының тобы белгілі бір орташажүйелі қателікпен сипатталады және осы типтегіөлшем құралы үшін кездейсоқ шама ретінде қарастырылуы мүмкін.
Кездейсоқ қателік – кездейсоқ түрде өзгеретін өлшем құралының жалпы қателіктерінің құрамдас бөлігі. Бұл қателіктің болу себептері: электронды шуылдар, байланыс құрылғыларындағы контактты кедергілердің тұрақсыздығы, аспаптардың қозғалмалы бөлік тіректеріндегі үйкеліс тұрақсыздығы және т.б. [6]
Өлшем құралдарының қателігін кіруі немесе шығуы бойынша қарастыруға болады. Кіру бойынша қателік кіру кезінде градуирлеу сипаттамасы көмегімен шаманың шынайы мәні бойынша анықталатын кіру кезіндегі шаманың мәні мен шығу кезіндегі шаманың шынайы мәнінің арасындағы айырмашылық:
Δкір = xшын - y(xшын) / Kжан
мұндағы xшын – кіру кезіндегі шаманың шынайы мәні; y(xшын) – кіру кезіндегі физикалық шаманың шынайы мәніне сәйкес келетін өлшем құралының шығу кезіндегі мәні; Kжан - өлшем құралын жаңғырту коэфиценті. Сәйкесінше, өлшем құралының шығу бойынша қателігі:
Δшығ = Kжан xшын - y(xшын).
Осылайша кіру және шығу бойынша өлшегіш түрленгіштің қателігі анықталады. Мұнда қателікті шығуға «алып келу» процедурасы өте маңызды, өйткені ол өлшенетін физикалық шаманың бірлігінде өрнектелген абсолютті қателікті алуға мүмкіндік береді.
Салыстырмалы қателік - өлшем құралдарының абсолютті қателігінің өлшеу нәтижелеріне немесе физикалық шаманың шынайы мәніне қатынасымен сипатталатын өлшем құралының қателігі. Тәжірибеде абсолюттті қателік аспап көрсеткіштеріне жатқызылуы мүмкін және оны пайызбен көрсетуге болады. Егер салыстырмалы қателік нормаланатын мәнге (өлшемнің барлық диапозонында тұрақты) жатқызылса, онда ол келтірілген деп аталады. Нормалайтын мән ретінде әдеттте өлшемнің жоғарғы шегін алады.
Істе қолдану кезінде өлшем құралдары уақыт өте келе сыртқы ортаның әсеріне (температура, ылғалдылық, атмосфералыққысым, механикалық әсер) ұшырайды. Осыдан мынадай сұрақ туындайды: өлшем құралдары үшін қандай жағдайлар қалыпты, ал қандайлары қалыпты емес болып саналады? Осы сұрақты түсіндіретін бірнеше анықтамаларды келтіре кетейік.
Әсер етуші шама – берілген өлшем құралымен өлшенбейтін, бірақ өлшем нәтижелеріне әсер ететін физикалық шама.
Қалыпты өлшеу жағдайлары - өлшеу нәтижелерінің өзгеруі аздығы себебінен еленбейтін әсер етуші шамалар мәнінің жиынтығымен сипатталатын жағдайлар. Қалыпты өлшеу жағдайлары нақты типтегі өлшем құралының нормативтік құжаттарында немесе салыстырып тексеру (калибрлеу) кезінде орнатылады. Мысалы, қоршаған ортаның қалыпты температурасы 20±2ºС, ауаның қалыпты ылғалдығы 60 ± 5% және т.б.
Жұмысшы өлшеу жағдайлары - әсер етуші шамалардың мәні жұмыс аясы шегінде орналасатын жағдайлар және олар үшін қосымша қателік немесе өлшем құралы көрсеткіштерінің өзгерісі нормаланатын жағдайлар. Мысалы, қоршаған орта температурасының жұмыс аясы – 60ºC-тан + 60ºC-қа дейін, желідегі кернеудің өзгерісі 180В-тан 230 В-қа дейін.
Өлшем құралын пайдаланудың қалыпты және жұмысшы жағдайлары сәйкес құжаттармен анықталады және өлшем құралының типіне байланысты болады. Мысалы, лабораториялық прецизиондық өлшем құралдары әсер етуші шамалардың аз өзгерісі кезінде қолданылады, ал қорғаныста пайдаланылатын аспаптар әсер етуші шамалар өзгерісінің кең диапазонында қалыпты жұмыс істей беруі керек.
«МЕМСТ 8. 009-84 Қолдану бойынша әдістемелік құрал» стандартына сәйкес өлшем құралдарының инструменталды қателігінің төрт негізгі құраушысы тән [10]:
1. Өлшем құралының жеке қасиеттерінің өте идеалды болмауына байланысты қателік, яғни қалыпты жағдайдағы өлшеу құралының шынайы түрлену функциясының номиналды түрлену функциясынан айырмашылығына байланысты. Бұл құраушы өлшем құралының негізгі қателігі деп аталады.
2. Сыртқы әсер ету шамаларының және қалыпты мәндерге қатысты кіруші белгілердің ақпараттық емес параметрлерінің өзгеруіне өлшем құралдарының әсеріне байланысты қателіктер. Бұл құраушы өлшем құралының қасиеттеріне де, әсер етуші шамалардың өзгерісіне де тәуелді болады және өлшем құралының қосымша қателігідеп аталады.
3. Кіруші белгілердің өзгеру жылдамдығына (жиілігіне) өлшем құралдарының әсеріне байланысты қателіктер. Бұл өлшемнің динамикалық қателігін анықтайтын құраушы өлшем құралдарының динамикалық қасиеттеріне де, кіруші белгінің жиілік спектріне де тәуелді болады, ол өлшем құралының динамикалық қателігі деп аталады.
4. Өлшем құралының оның кірісі мен шығысына қосылған объектілердің әсеріне байланысты қателіктер. Өлшем құралын өлшем объектісіне қосу көп жағдайларда өлшенетін физикалық шама мәнінің өлшем құралының объектіге қосқанға дейінгі мәнінен өзгеруіне алып келеді және оны анықтау өлшеудің мақсаты болып табылады. Бұл құраушы өлшеу құралының қасиеттері мен өлшеу объектілеріне тәуелді болады.
Негізгі қателік – қалыпты жағдайларда өлшем құралдарын пайдаланумен байланысты, сондай-ақ өлшеу құралының берілген нұсқасының түрлену функциясының өлшем құралының осы типіне тән түрленудің номиналды функциясына сәйкес келуімен байланысты қателік. Жалпы жағдайда ол уақытқа тәуелді болуы мүмкін жүйелі және кездейсоқ қателіктерден тұрады. Негізгі қателік градуирлеудің, калибрлеудің дәл болмауынан, ал техникалық өзгерістер кезінде өлшем құралы тобының түрлену функциясының әр қилылығымен, сондай-ақ жүйелі және кездейсоқ қателіктердің туындауына алып келетін өзге де себептермен байланысты.
Негізгі қателіктермен салыстырғанда қосымша қателік өлшем құралын жұмыс жағдайларында қолдану кезінде пайда болады. Бұл қателік, сонымен бірге, жүйелі және кездейсоқ қателіктердің сомасы түрінде де көрсетілуі мүмкін.
Қосымша қателіктердің көзі өлшем құралының кіру белгілерінің ақпараттық емес белгілеріне және олардың өзгерісіне әсері болуы мүмкін. өйткені кіру белгісінде өлшенетін физикалық шама мен өлшеу объектісі болып табылмайтын физикалық шама өзгерісі туралы ақпарат болуы мүмкін. Мысалы, одан өтетін шама иондағыш сәулеленудің жұтуға негізделген зат құрамын өлшеу аспабында зат арқылы өткен сәулелену тасқынының шамасы осы заттың құрамына ғана емес (ақпараттық параметр), сондай-ақ зат үлгісінің қалындығына (ақпараттың емес параметр) байланысты болады.
Достарыңызбен бөлісу: |