Лшеудің тұтастығын қамтамасыз ету. Метрологияға қатысты негізгі ұғымдар

Өлшеу тұтастығы – нәтижелері заңдастырылған шама бірліктерінде көрсетілген және өлшем қателігі берілген ықтималдылықпен белгіленген шектегі өлшемнің жай – күйі.

Өлшеудің тұтастығын қамтамасыз ететін мемлекеттік жүйе. Оның құрылымына:

1)ұйымдық негізді құраған ҚР-ның метрологиялық қызметі;

2) шама бірліктерінің мемлекеттік эталондары және техникалық негізді құратын өлшем құралдары;

3) өлшем тұтастығын қамтамасыз ету жөніндегі жұмыстарды ұйымдастыруды және оларды өткізу тәртібін реттейтін нормативтік құжаттар кіреді.

Шама бірліктері, шама бірліктерінің мемлекеттік эталондарының өлшем құралдыры, өлшем құралдарына,әдістеріне өойылатын талаптар және өлшемдерді орындау әдістемелері мен нормативтік құжаттар өлшеудің тұтастығын қамтамасыз ететін жүйенің негізгі объектілері болып табылады.

Метрологияға қатысты негізгі ұғымдар:

Шама бірлігінің мемлекеттік эталоны – уәкілетті мемлекеттік органның шешімімен Қазақстан Республикасының аумағында негізгі деп танылған шама бірлігінң эталоны.

Мемлекеттік метрологиялық қадағалау – стандарттау, метрология және сертификаттау жөніндегі уәкілетті мемл органның өлшем құралдары шығарылуын, олардың жай – күйін және қолданылуын, өлшемдерді орындау әдістемелері қолданылуы, метрологиялық ережелер мен нормалардың сақталуын, сату кезінде тауарлардың санын, сондай–ақ тауарларды ашу, сату және импорттан алу кезінде кез–келген түрдегі бума тауарлардың санын қадағалау жөніндегі жүзеге асыратын қызметі.

Заңдық метрология – метрологияның стандарттау, метрология және сертификаттау жөніндегі уәкілетті мемл орган атқаратын қызметке жататын және өлшем бірліктеріне, әдістеріне, өлшем құралдары мен өлшемдік зертханаларына қатысты мемл талаптары бар бөлігі.

Өлшем құралдарын калибрлеу – өлшем құралдарының метрологиялық сипаттамасының шын мәнінің және мемл метрологиялық бақылау мен қадағалауға жатпайтын өлгем құралдарының қолдануға жарамдылығын анықтау мақсатында сол өлшем құралының көмегімен алынған шама мәні мен эталон арқылы анықталған шаманың тиісті мәні арасындағы ара қатынасты белгілейтін операциялар жиынтығы.

Метрологиялық қызмет – қызметі өлшем бірлігін қамтамасыз етуге бағытталған субъектілер жиынтығы

Кездейсоқ оқиғалар мен шамалардың байқалу ықтималдылықтарының таралу заңдылықтары:бірқалыпты таралу, үшбұрышты таралу заңы, трапециялық таралу заңы

Кездейсоқ қателік дегеніміз бірнеше өлшеу кезінде кездейсоқ түрде өзгеріп отыратын қателіктер.Кездейсоқ шамалар деп тәжірибеден табылатын мәнін алдын ала болжай алмайтын шаманы айтады. Кездейсоқ шама тұрақты мәнге тең емес, оның әртүрлі көп мәндері болады, ал әрбір жеке өлшем оның бір ғана мәнін көрсетеді.

Кездейсоқ шама мен оқиғаның негізгі сипаттамасы

Кездейсоқ шаманы сипаттау үшін алдымен оның мүмкін болатын мәндерін білу қажет. Кездейсоқ шаманы дискретті (үздікті) және үздіксіз шамалар деп екіге бөледі. Дискретті кездейсоқ шаманың мүмкін болатын мәндерін алдын ала білуге болады. Мысалы, мерген жүз рет атқанда оқты нысанаға неше рет тигізуі мүмкін болатынын айта аламыз, яғни 0, 1, 2, 3, ... 99, 100 рет тигізуі мүмкін.

Ал үздіксіз кездейсоқ шаманың мәндерін күн бұрын білуге болмайды, олар белгілі бір аралықты толассыз толтырып жатады. Мысалы, үздіксіз шама ретінде сызық кесіндісінің ұзындығын, уақыт аралығын, т.б. келтіруге болады.

Мүмкін болатын мәндерін біліп қана қоюмен кездейсоқ шаманы толық сипаттай алмаймыз. Ол үшін әрбір жеке мәндерінің байқалу жиілігін білу қажет. Айталық,дискретті кездейсоқ шама Х-тың мүмкін болатын мәндері х1, х2, ... хn. Тәжірибе (өлшем) кезінде шаманың белгілі бір хi – мәні К рет қайталанып байқалсын, тәжірибенің жалпы саны N болсын. Сонда K/N – қатынасы кездейсоқ шаманың хi мәнінің байқалу жиілігі деп аталады. Жиіліктің өзі де кездейсоқ шама, оның мәні тәжірибе санына байланысты өзгеріп отырады, бірақ тәжірибені көп рет қайталасақ (демек N үлкен сан болса) жиіліктің мәні тұрақтанып, Pi мәніне жақындайды, мұнда Pi Х = xiоқиғасының ықтималдығы, демек

Pi = P(X = xi) K/N.

Кездейсоқ шаманың мүмкін болатын барлық мәндерінің ықтималдықтарының қосындысы 1 – ге тең:

Өйткені кездейсоқ шаманың мәні оның мүмкін болатын барлық мәндерінің ішінде біреуіне тең болуы ақиқат оқиға. Бұл ықтималдық қосындысы кездейсоқ шаманың барлық мәндерінің арасында белгілі бір мөлшерде таралады.

Дискретті кездейсоқ шаманы оның әрбір хi – мәнінің Pi – ықтималдығын көрсетіп таралу қатарымен бейнелеуге болады:

Хi x1 x2 x3 x4 … xn

Pi P1 P2 P3 P4 … Pn

Кездейсоқ шаманың мүмкін болатын мәндері мен олардың ықтималдықтары арасындағы байланысты бейнелейтін кез келген қатынасты таралу заңы деп атайды. Жоғарыдағы таралу қатарын таралу заңы деп айтуға болады. таралу қатарын графикпен көрсетуге болады, ол үшін абсцисса өсіне мәндердің х1 – х2; х2 – х3; ... хn-1 – xnаралықтарын (аралықтарды бір – біріне тең деп аламыз), ордината өсіне мәндердің ықтималдықтарын (Рi) саламыз. Графиктен алынған сынық қисық таралу көп бұрышы деп аталады. Қисықтың барлық ординаталарының қосындысы 1 – ге тең. Дискретті кездейсоқ шаманың х мәні белгілі бір аралықта жатуының ықтималдығы сол аралықтың ординаталарының қосындысына тең болады. Кейбір жағдайларда дискретті кездейсоқ шаманың таралуын математикалық жолмен есептеп анықтайды.Енді үздіксіз кездейсоқ шамалардың таралуын қарастырайық.Үздіксіз шамалар олардың мүмкін болатын мәндерінің шексіз көптігімен сипатталады.Сондықтан олардың мәндері мен ықтималдықтарының кестесін жасауға болмайды, өйткені кез келген аралықтағы мәндердің саны шексіз көп (мысалы, түзу сызықтың кез келген кесіндісіндегі геометриялық нүктелер саны шексіз көп). Аралықтардың және оларға сәйкес жиіліктің мәндері 2 – кестеде берілген, бұл кестестатистикалық қатар деп аталады.

Статистикалық қатар

Хi x1, х2 x2, х3 x3, х4 ... xn-1, xn

Pi P1 P2 P3 … Pn

Статистикалық қатардың графигі сатылы қисық – гистограмма деп аталады (2 – сурет). Абсцисса өсіне аралықтар салынады, аралықтар тік бұрыштардың табанын, ал тік бұрыштың ауданы аралықтың жиілігін береді. Сөйтіп тік бұрыштың биіктігі жиілікті аралық ұзындығына бөлгенге тең болады. Егер аралықтардың ұзындығын өте аз етіп алса (мысалы, xk, xk+dx), онда dx азайған сайын сатылы қисық біркелік қисыққа айналады (3 – сурет). Бұл қисықты үздіксіз кездейсоқ шаманың ықтималдық тығыздығының тарау қисығы деп атайды. Қисықтың ординатасы (мысалы, Хк нүктесіне сәйкес Рк нүктесі) ықтималдық тығыздығын береді. Қисық астындағы аудан шаманың кез келген Хi мәнінің байқалу ықтималдығын береді, ол аудан 1 – ге тең.Сөйтіп, өлшемнің саны көбейген сайын және аралықтар кішірейген сайын гистограмма біркелкі қисыққа айналады. Бұл қисық кездейсоқ шаманың таралуының теориялық қисығы болып саналады.

45.Жүйеден тыс өлшем бірліктері. Еселік және үлестік бірліктер. Уақытша қолданылатын бірліктер.СИ бірліктерімен тең қолданылатын бірліктерді 5 топқа бөлуге болады:А)көпжылғы тәжірибеде анықталған еселік және үлестік бірліктердің арнайы меншікті атаулары (оларға тонна = 1000 кг= 1 Мг, гектар = 〖10〗^4 м^2, литр = 〖10〗^(-3) м^3);

Б)көпғасырлық тәжірибеде орныққан, ондық емес еселігі бар уақыт бірліктері (минут =60 с, тәулік = 24 сағат, сондай-ақ апта, ай, жыл).

Тәулік, сағат, минут және секундта және 24 пен 60-қа олардың арақатынасында уақытты өлшеу ежелгі Вавилонда тағайындалған.

В)градустік өлшемде анықталған жазық бұрыш бірліктері (градус, минут, секунд);

Г)мұз еруінің реперлік нүктесінен есептелетін Цельсий температурасы (Цельсий градусында беріледі);

Д)салыстырмалы және логарифмдік, сондай-ақ жиіліктік интервалдың шамаларының бірліктері.

Ғылым мен техникада материалдардың құрамы мен қасиеттерін, энергетикалық шамалардың қатынастарын т.б. сипаттайтын салыстырмалы және логарифмдік шамалар және олардың бірліктері кең көлемде қолданылады. Мысалы, салыстырмалы ұзару, салыстырмалы тығыздық, салыстырмалы диэлектрлік және магниттік өтімділіктер, қуаттың күшеюі мен бәсеңдеуі және т.б.

Салыстырмалы шама физикалық шаманың бастапқы ретінде қабылданған аттас физикалық шамаға өлшемсіз қатынасы болып табылады.

Салыстырмалы шамалар қатарына химиялық элементтердің салыстырмалы атомдық массалары да кіреді, олар көміртек-12 атомының массасының он екіден бір бөлігімен анықталады.

Логарифмдік шама физикалық шаманың бастапқы ретінде қабылданған аттас физикалық шамаға өлшемсіз қатынасының логарифмі (ондық, натурал немесе негізі 2 болатын) болып табылады. Олар дыбыстық қысымның деңгейі, күшею, бәсеңдеу және т.б. блолуы мүмкін. Жүйеден тыс өлшем бірліктер:ұзындыққа байланысты – микрон, ангстрем, икс-бірлік, астрономиялық бірлік, жарық жылы, парсек, сириометр, кабельт.

Ангстрем 〖10〗^(-10) м-ге тең,оптика мен атомыдық физикада қолданылады.

Жарық жылы – жарықтың бір жыл ішінде жүріп өтетін қашықтық. Бұл бірлік астроногмияда қолданылады.

Парсек – параллаксы 1^'' болатын (1 пк=3260 жарық жылы) жұлдызға дейінгі арақашықтыққа тең ұзындық бірлігі, астрономияда қолданылады.

Ауданға байланысты – ар, гектар, барн.

Ар – 100 м^2-қа тең, Жер бетіндегі аудандарды өлшеуде қолданылады.

Көлемге байланысты – литр

Массаға байланысты – массаның атомдық бірліктері, гамма, метриялық карат, центнер, тонна

Уақытқа байланысты – минут, сағат, тәулік

Қысымға байланысты – техникалық атмосфера, торр, барий, бар, мм сынап бағанасы

Мм сынап бағанасы – 1 мм биіктіктегі сынап бағанасының гидростатикалық қысымы. Бұл бірлік қысымды баромтер, сынаптық манометр т.б. көмегімен анықтауда қолданылады.

Жұмыс пен энергияға байланысты – литр-атмосфера, ат күші-сағат, киловатт-сағат, электрон-вольт Электрон-вольт – 1 В-ке тең потенциалдар айырымын өткенде электронда пайда болатын энергия.Қуатқа байланысты – ат күші, және т.б.

Ат күші -75 кгс • м/с-ға тең қуат бірлігі.

Еселік бірлік – размерінің сан мәні 1-ге тең деп қабылданған бірліктен бірнеше есе үлкен бірлік. Дека, гекто, кило, мега, гига , терра

Үлестік бірлік - размерінің сан мәні 1-ге тең деп қабылданған бірліктен бірнеше есе аз бірлік. Деци, санти, милли, микро, нано, пико