Қазақстан республикасының бiлiм жәНЕ

ПӘНІНЕН ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕН

5В070200 «Автоматтандыру және басқару»

мамандығына арналған

ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР

Семей

1. глоссарий

Бұл ОӘМ-да келесі терминдер және оларға түсініктемелер қолданылған:

1. 
   Активті шама – көмекші энергия көздерінсіз өлшеу ақпараттық сигналдарын қалыптастыра алатын физикалық шама (механикалық күш, электр қозғағыш күші және т.б.).
   
2. 
   Пассивті шама (мысалы, масса, электр кедергісі, индуктивтілік) – өздігінен өлшеу ақпараттық сигналын қалыптастыра алмайтын шамалар.
   
3. 
   Өлшеу - белгілі бір физикалық шамамен оның өлшем бірлігі ретінде қабылданған мән арасындағы сандық қатынасты іс жүзінде анықтауға арналған ақпараттық процес.
   
4. 
   Ақпарат – объект туралы алғашқы белгісіз білімдерді азайтуға ықпал жасайтын мәліметтер жиынтығы.
   
5. 
   Өлшеу эксперименті – қандайда бір нақтылықпен өлшеу нәтижесін анықтауға арналған, ғылыми тұрғыда негізделген әдіс.
   
6. 
   Өлшеу нәтижесі – өлшеу жабдығы көмегімен эксперимент арқылы алынған физикалық шаманың өлшем бірлігі бар сан мәні.
   
7. 
   Өлшеу жабдығы – өлшеу экспериментін жасауға арналған мөлшерленген нақтылық сипаттамасы бар техникалық құрылғы.
   
8. 
   Cигнал – ақпараттың материалдық тасымалдаушысы.
   
9. 
   СИ – халықаралық бірліктер жүйесі – SI (System International).
   
10. 
    Өлшеу нақтылығы – өлшеу нәтижесінің өлшенетін шаманың ақиқат мәніне жуықтық дәрежесі.
    
11. 
    Бақылау – бақыланып отырған объекті қасиеттерінің немесе сипатының белегілі бір мөлшерге сәйкестігін анықтау процессі.
    
12. 
    Метрология – өлшеу, өлшеу әдістері мен жабдықтары, олардың бірлігі және қажетті нақтылыққа жету жолдары туралы ғылым.
    
13. 
    Өлшеу принципі – өлшеу негізделген физикалық құбылыстардың жиынтығы.
    
14. 
    Өлшеу әдісі – өлшеу кезінде қолданылатын өлшеу жабдықтары мен принциптерінің жиынтығы.
    
15. 
    Электрлік өлшеу – физикалық шаманы электрлік өлшеу жабдықтарының көмегімен өлшеу.
    
16. 
    Өлшем – физикалық шаманың белгілі бір мәнін көрсетуге арналған өлшеу жабыдығы.
    
17. 
    Өлшеу түрлендірігші – бақылаушының тікелей қабылдауына, ары қарай түрлендіруіне, өңдеуіне немесе сақтауына ыңғайлы өлшеу ақпараты сигналын өңдіруге арналған өлшеу жабдығы.
    
18. 
    Өлшеу жабдығы – бақылаушы тікелей қабылдай алатын өлшеу ақпараты сигналын өңдіруге арналған өлшеу жабдығы.
    

2. Дәрістер

1. 
   Өлшеу техникасы мен ғылымның және өндірістің өзара байланысы
   
2. 
   Негізгі анықтаулар мен түсініктер
   

Өлшеу – адамның тәжірибелік әрекеттер теориясын біріктіретін табиғаттың адамға тағайындалған жолдарының бірі болып табылады. Ол ғылыми бөлімдердің бірі болып саналады, материалдық рессурстарды санау, өнімнің қажетті сапасын қамтамасыз ету, технологияны толығымен жетілдіру, өнімді автоматтандыру үшін және адам қызметінің көптеген басқа салалары үшін қызмет етеді. Өлшеу мен өлшеу техникасының теориялық негізі болып жалпы метрология жатады, ол объектінің қасиеттері мен берілген дәлділігі мен сенімділігі жөніндегі мөлшерлі ақпараттары алу үшін арналған пән болып табылады. Өлшеу мен өлшеу техникасының теориялық негізі болып жалпы метрология жатады, ол объектінің қасиеттері мен берілген дәлділігі мен сенімділігі жөніндегі мөлшерлі ақпараттары алу үшін арналған пән болып табылады.

“Метрология” деген сөз гректің ”метрон”-өлшем,”логос ” - ілім дейтін екі сөзінен құралған. Метрологияның сөзбе-сөз мағынасы –өлшеу туралы ілім. Қазіргі кездегі анықтама бойынша, метрология –өлшеу туралы, өлшеу бірегейлігін және дәлдігін қамтамасыз етудің жолдары мен тәсілдері туралы ғылым. Метрология құралдары – бұл өлшеу құралдары мен метрологиялық стандарттардың рационалды түрде пайдалануын қамтамасыз ететін жиынтығы. Өлшеудің ғылыми аспектісінде олардың көмегімен ғылымда теория мен тәжірибенің байланысы жүзеге асырылады.

Өлшем құралдары мен өлшем тәсілдерінің метрологиялық сипаттамаларының жоғары деңгейде болуы ғылыми-зерттеу жұмыстарының дамуына мүмкіндік туғызады. Өйткені өлшемнің мақсаты маңызы әртүрлі физикалық, физика-химиялық, химиялық, биологиялық, медициналық және басқа да құбылыстардың заңдылықтарын табу болып саналады.

Өлшеу басқару немесе бақылау объектісі жөніндегі мөлшерлі ақпараттарды алуды қамтамасыз етеді, техникалық процестің барлық берілген шарттарын дәл көрсету, бұйымның жоғарғы сапасын қамтамасыз ету және объектіні тиімді түрде басқару мүмкін емес.

Берілген оқу құралы өлшеу мен құралдарын таңдап алу, әртүрлі физикалық шамаларды өлшеуге, өлшеу нәтижелерінің дәлдігін бағалауға байланысты өндірістік және ғылыми есептерді шешу үшін қажет білімдер мен дағдылық негіздерін беретін мәселелер қарастырылған.

Өлшеу техникасы метрологиялық эксперименттер жасау, өлшеу нәтижелерін өңдеу және метрологиялық жұмыстарды стандарттау мен сертификаттаудың жалпы ережелерін оқытатын ғылым ретіне де көзқарас қалыптастырады.

1. 
   Өлшеу техникасы мен ғылымның және өндірістің өзара байланысы
   

Өлшеу деп тәжірибе жолымен, өлшеу (арнаулы техникалық құралдары) көмегімен физикалық шамалардың сандық мәнін анықтауды айтады. Табиғаттың тылсым сырларын ашу жолдарының бірі өлшеу жүргізу арқылы біз айналамыздағы материалдық дүниені сандық жағынан сипаттап, табиғаттың түрлі заңдылықтарын ашамыз.

Адамзат тарихы дамуының барлық кезеңдері өлшеуді қолданумен дамып келді және оны қолданумен сипатталады, өлшеусіз ғылым саласында бірде-бір жаңалық ашу мүмкін емес.

Кез-келген өнімді өндіру бірнеше өлшеулер жүргізу арқылы жасалынады. Өлшеу арқылы өнімнің сапасына, өлшем бірліктеріне басқада қасиеттеріне қойылатын талаптар анықталады.

Өнімнің сапасының жетілуі де өндіріс орнындағы өлшеу жұмыстарының қаншалықты жоғары деңгейде ұйымдастырылғанан көрсетеді.

Өлшеу техникасының дамуы арқасында өлшеу нақтылығы жоғарлайды, ал ол өз кезегінде ғылым саласында жаңадан жетістіктерге жетелейді. Мысалы микроскопты іс жүзіне енгізу микроорганизмдерді зерттеуге мүмкіндік берсе ол кейіннен микробиология ғылымының пайда болуына себеп болды. Көбінесе қандайда бір құбылыстарды зерттеу үшін неғұрлым жетілдірілген аппаратураның қажеттілігін туғызады. Сондай-ақ ғылымдағы жаңалықтар өлшеу техникасының жетіле түсуіне себеп болады немесе өлшеу техникасының жаңа түрінің пайда болуына себеп болады.

Электрлік құбылыстарды алғашқы зерттеуге деген ұмтылыстар осы мақсатта пайдалануға қажетті аспаптарға деген сұраныстар туғызды. Шынын да өлшеулер жүйесінсіз ғылым мен техниканың ешқандай саласы өмір сүре алмайды. Мәселен, зерттеуші-химик, технолог-химик, инженер-химиктердің қызметі түрлі өлшеулерді жүргізумен байланысты болатыны белгілі.

Электр теориясының дамуына байланысты жаңа заңдар ашылды және осы заңдар негізінде өлшеудің жаңа әдістері ойлап табылды және өлшеу практикасы жетіле түсті.

Өлшеу аспаптарының алуан түрлілігі мен өлшеу әдістерінің дамуы негізінде ғылымның жаңа саласы - метрология – нақты өлшеулер туралы ғылымы пайда болды.
1.2 Негізгі анықтаулар мен түсініктер
Кез-келген ғылымдағы секілді метрология ғылымында да қолданылатын терминдерді әркім өзінше түсіндіруге болмайды. Мемлекеттік метрологиялық қызмет өлшем бірегейлігін қамтамасыз етудің мемлекететік жүйесі арқылы іске асырылады. Өлшем бірегейлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесі (ӨБМЖ) мемлекеттік және жеке меншіктегі әртүрлі кәсіпорындар мен ұйымдардын, мекемелердің ғылыми және практикалық жұмыстарын метрологиялық қамтамсыз етудің нормативтік-құқықтық негізі болып табылады.

Метрология – өлшеу, өлшеу әдістері мен жабдықтары, олардың бірлігі және қажетті нақтылыққа жету жолдары туралы ғылым.

Метрологиялық қамсыздандыру – өлшеудің белгілі бір нақтылығына қол жеткізуге қажетті техникалық жабдықтар мен ережелерді қолданудың ғылыми немесе ұйымдастырушылық негіздерін қалыптастыру.

Көрсетілім – есептеуге сәйкес келетін физикалық шама.

Өлшеу принципі - өлшеу негізделген физикалық құбылыстардың жиынтығы.

Өлшеу - белгілі бір физикалық шамамен оның өлшем бірлігі ретінде қабылданған мән арасындағы сандық қатынасты іс жүзінде анықтауға арналған ақпараттық процес.

Ақпарат - объект туралы алғашқы белгісіз білімдерді азайтуға ықпал жасайтын мәліметтер жиынтығы.

Өлшеу эксперименті – қандайда бір нақтылықпен өлшеу нәтижесін анықтауға арналған, ғылыми тұрғыда негізделген әдіс.

Өлшеу жабдығы – өлшеу экспериментін жүргізуге қолданылатын техникалық сипаттамалары мөлшерленген техникалық құрылғы.

Cигнал – ақпараттың материалдық тасымалдаушысы.

СИ – халықаралық бірліктер жүйесі – SI (System International).

Өлшеу нақтылығы – өлшеу нәтижесінің өлшенетін шаманың ақиқат мәніне жуықтық дәрежесі.

Бақылау – бақыланып отырған объекті қасиеттерінің неме-се сипатының белгілі бір мөлшерге сәйкестігін анықтау процессі.

Өлшеу ақпаратын алу үшін қолданылатын өлшеу жабдықтарын жасау мен оларда дұрыс пайдалану және бұл кезде пайда болатын ғылыми сұрақтармен айналысатын ғылым өлшеу техникасы деп аталады.

Өлшеу техникасының негізгі бір бөлігі электрлік өлшеу техникасы болып табылады. Электрлік өлшеу техникасы – электрлік өлшеу жабдықтарын (өлшеу ақпараты негізінен алғанда электр сигналдарының көмегімен тасымалданаты аспаптар) жасау, пайдалану және оларды ғылыми зерттеу мен байланысты адамдардың ғылыми - өндірістік қызметінің бір саласы.

Физикалық шамаларды электрлік өлшеу аспаптарының көмегімен өлшеу – электрлік өлшеу деп аталады.

Өлшеу нәтижесі - өлшеу жабдығы көмегімен эксперимент арқылы алынған физикалық шаманың өлшем бірлігі бар сан мәні.


Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар:
1.Өлшеу дегеніміз не?

2.Метрология дегеніміз не?

3. Мемлекеттік метрология қызметі?

4. Метрологиялық қамсыздандыру деп нені түсінесіз?

5. Өлшеу техникасының негізгі бөлігі?
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. 
   Метрологиялық қамтамасыздандырудың ғылыми, техникалық және заңдық негіздері
   
2. 
   Өлшеулердің бірлігін қамтамасыздандырушы мемлекеттік жүйе
   

1. 
   Метрологиялық қамтамасыздандырудың ғылыми, техникалық және заңдық негіздері
   

Өлшеу жабдықтары мен оның түрлері барған сайын көбейе түсуде және олардың сандық немесе сапалық дамуы өлшеудің біртектілігін қамтамасыз ету аясында болуы керек, яғни өлшеу нәтижесі заңдастырылған өлшем бірліктері мен сипатталуы тиіс.

Осыған байланысты – метрологиялық қамтамасыздандыру түсінігі пайда болды, яғни өлшеудің біртектілігі мен қажетті нақтылығына жету үшін техникалық жабдықтарды, ережелер мен үлгілерді қолданудың ғылыми және ұйымдастырушылық негіздерін қалыптастыру.

Метрологиялық қамтамасыздандырудың ғылыми негізі метрология - өлшеу, өлшеу әдістері мен жабдықтары, олардың бірлігі және өлшеу кезінде қажетті нақтылыққа жету жолдары туралы ғылымы болып табылады.

Метрологиялық қамтамасыздандырудың техникалық негізін: физикалық шамалардың мемлекеттік эталондар жүйесі; физикалық шамалардың өлшем бірліктерін эталондардан барлық өлшеу жабдықтарына үлгі ретіндегі немесе тексеру жабдықтары жүйесі арқылы тасымалдау жүйесі; өлшеу жабдықтарын жасау мен оларды қолданысқа енгізу кезінде олардың біртектілігін қамтамасыз ететін өлшеу жабдықтарын сынақтан өткізудің мемлекттік жүйесі; өлшеу жабдықтарын метрологиялық аттестациялаудың немесе міндетті түрде тексерудің жүйесі; материалдар мен заттардың қасиеттері мен құрылымының стандарттық үлгі жүйесі сондай-ақ физикалық константалар, материалдар мен заттардың қасиеттері мен құрылымы туралы стандартты анықтамалар жүйесі құрайды.

Метрологиялық қамтамасыздандырудың заңдық негізін өлшеудің біртектілігін қамтамасыздандырудың мемлекеттік жүйесі - өлшеудің нақтылыған қамтамасыздандыру, ұйымдастыру және бағалаудың методикасына қатынасы бар ережелердің, шарттардың және нормалардың өзара байланыстылығын бекітетін нормативті- техникалық құжаттардың жиынтығы болып табылады.Бұл дәрістік сабақта студенттерге жаңашыл ақпараттық басқарушы жүйелердегі интерфейстердің негізгі ұғымдары туралы, олардың негізгі түрлері туралы және оларды алу тәсілдері туралы айтылады. Бұл жағдай барлық басқарушы, өндірістік, тұрмыстық қызметтерді бір ақпараттық процеске біріктірумен тудырылады.

Өлшем бірлігін қамтамасыз ету үшін кез-келген шаманың барлық СИ-де градуирленген бірліктердің үйлесімділігі қажет. Бұл ФШ-дың бекітілген бірліктерін арнайы мекемелерде дәл көрсету және сақтау мен олардың өлшемдерін қолданылатын СИ-ге беру жолымен орындалады.

Физикалық шаманың бірліктерін көрсету – бұл мемлекеттік эталондарға және үлгілі СИ-ге байланысты дәлдігі ең жоғары елдердің ФШ-ның бірліктерін материалдау операциялары-ның жиынтығы. Олар негізгі және туынды бірліктерді көрсету болып бөлінеді.

Негізгі бірліктерді көрсету – ол бірліктердің анықталуына байланысты ФШ-ды белгіленген өлшем бойынша құру жолдары арқылы көрсету болып табылады. Ол мемлекеттік алдыңғы эта-лондар арқылы іске асады. Мысалы, масса бірлігі – 1килограмм (дәл), ол Халықаралық өлшемдер мен салмақтар бюросында сақталған платинді иридиялы таразы тасы түрінде көрсетілген, оның халықаралық мәні – 1кг. РФ-ның Мемлекеттік эталонының құрамына кіретін платинді иридиялы таразы тасының соңғы халықаралық салыстыру (1979) негізіндегі массасы 1,000000087кг болды.

Туынды бірлікті көрсету – бұл ФШ-дың көрсетілген бір-ліктеріндегі мәнін өлшенетін шамаға функционалды байланыстағы басқа шамаларды жанама өлшеу және анықтау. Сонда Ньютонның – күшін көрсету - механикада белгілі F = mg теңдеуімен жүзеге асады, мұндағы m – дененің массасы, g – еркін құлау үдеуі.

Өлшем бірлігін беру – тексеріп өлшеу құралдарында сақ-талған ФШ бірліктерінің өлшемін оларды тексеру немесе калибр-леу кезінде көрсетілетін немесе эталонмен сақталатын бірліктер өлшеміне келтіру. Өлшем бірліктері “жоғарыдан төменге” қарай беріледі - СИ-дің жоғарғы дәлдігінен төменгі дәлдікке қарай.

Бірліктерді сақтау – берілген СИ-ге тән өлшем бірліктерінің уақыт бойынша өзгермеуін қамтамасыз ететін операциялардық жиынтығы. ФШ-ның бірлік эталондарын сақтау кезінде эталонның метрологиялық сипаттамаларын орнықты шектулерде ұсталуына мүмкіндік жасайтын өзара байланысқан операциялардың жүргізілуін алдын-ала береді. Алғашқы эталондарды сақтау кезінде бірліктерді көрсету дәлдіктерін жоғарлату мен өлшем беру әдістерін жетілдіру мақсатында басқа елдердің ұлттық эталондарымен қосыла отырып, олардың жүйелі түрде зерттелуі орындалады.
3.Стандарттаудың мәні және оның мақсаттары
Стандарттау адамның белгілі саладағы әрекетін жүзеге асыру ретін белгілейді және тәжірибедегі ережелерді анықтайды. Стандарттау бойынша жұмыстардың негізгі түрі - стандартты өңдеу және бекіту. Стандарт - стандарттау объектіге қойылатын талаптарды, ережелерді белгілейтін бекітілген ережелік – техникалық құжат.

Ол мына түрде болуы мүмкін:

- орындалуға жататын бірқатар талаптарды және ережелерді құрайтын құжат;

- негізгі физикалық бірліктер немесе тұрақтылар (константалар) түрінде мысалы, ампер, абсолюттік ноль (Кельвин);

- физикалық салыстыру үшін қолданылатын кейбір заттар немесе құбылыстар.

Стандарттар категориялар мен түрлерге бөлінеді.

Қазақстан Республикасының мемлекеттік стандарты (МС) республиканың барлық аймақтарында барлық кәсіпорындармен, мекемелермен және ұйымдармен орындалуға міндетті.

Салалық стандарт дәл осы саладағы кәсіпорындармен және мекемелермен орындалуға міндетті.

Кәсіпорынның стандарты бұл кәсіпорынның немесе кәсіп-орын бірлестікке біріктірген кәсіпорын топқа жататын стандарти-зациялық ережелерді, талаптарды және әдістерді енгізеді.

Стандарттаудың негізгі шешетін негізгі мақсаттары мыналар:

- өнім мен эксперименттің сапасына қойылатын талаптар-ды белгілеу;

- сапа көрстекіштерінің бірыңғай жүйесін белгілеу;

- өлшеудің бірлігін және күмәнсіздігін қамтамасыз ету;

- мемлекеттік эталондарды құру және мүлде жетілдіру немесе басқа мемлекеттердің эталондарын қолдану ережелерін өңдеу;

- физикалық мәндердің бірліктерін қолдану;


Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар:

1. 
   Жүйелер интерфейстерінің даму кезеңдері?
   
2. 
   Жаңашыл интерфейстердің тізімі?
   
3. 
   Жаңашыл ақпараттық интерфейстердің өсу тенденциясы?
   

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 шкалалары
   
2. 
   Өлшеу ақпараты
   
3. 
   Физикалық шамалар мен олардың бірліктер жүйесі
   

Қасиет – бұл сапалық дәреже. Процестер мен физикалық денелердің әртүрлі қасиеттерін толығымен көрсету үшін шама деген ұғым енгізілген.

Шама – бұл қандай да бір нәрсенің басқа қасиеттері ішінен бөлініп шығатын және толығымен қандай да бір жолмен бағаланатын қасиеті болып табылады. Шама өздігінен берілмейді, ол осы берілген шамада көрсетілген қасиеті бар объектінің ішінен орын алады.

Шамалар екі түрге бөлінеді: нақты және идеалды болып.

Идеалды шамалар нақты ұғымдардың талдамасы (моделі) болып табылады. Олар әртүрлі жолдармен есептеледі.

Нақты шамалар физикалық және физикалық емес болып екіге бөлінеді. Физикалық шама, жалпы жағдайда, табиғи (физика, химия) және техника ғылымында оқытылатын өзіне тән қасиеті бар материалдық объект (процесс, құбылыс) түрінде анықталуы мүмкін. Физикалық емес шамаларға қоғамдық (физикалық емес) ғылымға жататын – философия, социология, экономика және т.б. ғылымдарға тән шамаларды жатқызамыз.