Физикалық шаманы өлшеу. Өлшеудің түрлері. . Өлшеуді классификациялау

Метрология және оның мақсаттары

Метрология – бұл өлшеулермен байланысты мәселелер шеңберін қамтитын ғылым. Сөзбе-сөз талқылығанда «метрология» - «өлшемдер туралы ілім».

Қоршаған ортада адамның өмірі үнемі ондағы жүріп жататын процестер мен құбылыстарды өлшеумен байланысты болады. Өлшемдер әлемді танудың әдістерінің бірі болып табылады, сондықтан ерекше маңызға ие. Қандай салада болмасын: өнеркәсіпте, ауыл шаруашылығында, ғылымда, медицинада, саудада өлшемдік ақпараттарды алу және пайдалану еңбек процесінің біртұтас бөлігі болып саналады.Метрология - өлшемдер, олардың біртұтастылығы мен қажетті нақтылығын қамтамасыз етуші құралар мен әдістер туралы ғылым. Қазіргі заманғы метрология үш құраушыдан тұрады: заңнамалық, негізін қалаушы (ғылыми) және практикалық (қолданбалы) метрология.

Практикалық қызметтің бірде-бір аясы өлшенетін шама және осы шаманы өлшеу бірлігі арасында өзара қатынас бар жағдайда өлшемдерсіз қызмет ете алмайды.

Кез-келген талдауда, болжауда, жоспарлауда, бақылауда, реттеуде шикізаттың, дайын өнімнің саны мен сапасы, жалпы өндірістік құрылымның технологиялық операциялардың жүру барысы туралы нақты ақпарат қажет.Бұл ақпаратқа кең көлемде түрлі физикалық шамалар, көрсеткіштер мен өлшемдерді өлшеу арқылы қол жеткізе аламыз.

Өлшеулердің біртұтас әдісі өзара түсіністікті, ақпаратпен алмасуды, өлшеу әдістері мен құралдарын стандартизациялау мүмкіндігін, халықаралық тауарайналым жүйесінде өнімді сынау және өлшеу нәтижелерін өзара тануды кепілдендіреді.

Барлық өлшейтіндер (техникалық құралдарды қолдану арқылы өлшенетін шаманың мәнін тәжірибелі жолмен табатындар), яғни кәсіби метрологтар өлшеудің алынған нәтижелеріне сенгісі келеді. Өлшеулердің алынған нәтижелеріне сенімнің болмауы ғана өлшеуді қайталауға, өлшеулерге басқа лабораторияларды, мамандарды тартуға мәжбүрлейді.

Өлшеу арқылы толық және шынайы мәліметтерді алу болмағанда, ғылыми зерттеулерде, ғарышты игеру, жаңа материалдар, жаңа технологиялар жасау облысында, барлық салалардағы бұйымдардың сенімділігін қамтамасыз етуде жетістіктерге қол жеткізу мүмкін емес болар еді.

Көбінесе көптеген мәслелерді өлшеулердің әртүрлі жерлерде, әртүрлі уақытта, әртүрлі құралдарды қолдану арқылы алынған үлкен көлемдегі нәтижесінің арқасында ғана шешуге болады. Мұндай нәтижелерді, тек оларды сәйкестендіруге болатын жағдайда ғана, қолдануға болады. Өлшеулердің дәлдігін, шынайылығын және сәйкестігін жоғарлатуға өндірістің автоматтандырылуы мәжбүрлейді.

Метрология-өлшемдердің, амалдардың, тәсілдердің нақтылығын қамтамасыз ететін ғылым.Метрологияның негізгі мақсаттары мыналар болып табылады:

1)ҚР азаматтарының мүддесін және экономикасын өлшемнің теріс нәтижелері салдарынан қорғау;

2)Отандық және импортталатын өнімдердің, процесстердің және көрсетілетін қызметтердің қауіпсіздігі мен сапасын қамтамасыз ету;

3)Материалдық және энергетикалық ресурстардың барлық түрлерінің дұрыс есебін қамтамасыз ету;

4)Ілгері зерттеулерде және ғылыми таңдамаларда өлшем дұрыстығын қамтамасыз ету;

5)Диагностика және сырқаттарды емдеу, адамдардың еңбек және тұрмыс жағдайларының қауіпсіздігін бақылау, қозғалыс қауіпсіздігін қамтамасыз ету, қоршаған ортаны кезінде сенімді өлшеу нәтижелерін қамтамасыз ету.

Физикалық шаманы өлшеу. Өлшеудің түрлері. . Өлшеуді классификациялау

Өлшеу дегеніміз - техникалық құралдардың көмегімен өлшенетін шаманы оның бірлігімен салыстыру операциясы.Өлшеу тұтастығы – бұл өлшеу нәтижелері заңдастырылған шама бірліктерімен өрнектелетін және өлшеудің қателігі берілген ықтималдықпен орнатылған шекарада жататын өлшеудің жай күйі. Өлшеудің 4 түрі бар.

• Тікелей өлшеу – ізделініп отырған шаманы арнайы физикалық құралдардың көмегімен зерттеу объектісіне жанастыра отырып алынған шаманың нақты дәл өлшемі.

• Жанама өлшеу – ізделінген шаманың тікелей өлшеу нәтижесінде алынған мәндеріне математикалық өңдеу жүргізу арқылы алынған зерттеу объектісінің жорамал өлшеуі.

• Жиынтық өлшеу – бірнеше бір мәнді шамаларды бір мезгілде өлшей отырып, олардың мәнін тікелей өлшеу нәтижелерінен құрылған теңдеулер жүйесімен табуды айтады.

• Бірлесіп өлшеу – екі немесе бірнеше бір мәнді шамаларды әр мезгілде өлшей отырып, олардың арасындағы қатынасты табуды айтады.

Өлшеу 4 түрге классификацияланады.

• Дәлдік сипаты бойынша: тең нүктелік және тең емес нүктелік. Тең нүктелік өлшеу – дәл бірдей жағдайларда дәлдік өлшеу. Бірдей жағдайлар дегеніміз – кеңістіктің бір нүктесінде, бірдей уақытта, бірдей әдістермен өлшеу. Тең емес нүктелік – әр түрлі жағдайларда дәлдіктері әр түрлі приборлармен өлшеу. Әр түрлі жағдайлар дегеніміз – әр түрлі кеңістікте, әр уақытта, әр түрлі әдістермен .

• Өлшеудің саны бойынша 1 реттік және көп реттік. Кіші өлшем саны 3 тен кем болмау керек.

• Шаманың өзгеруіне байланысты: динамикалық және статикалық. Статикалық өлшеу- өлшеу барысында уақыт бойынша физикалық шаманың мәні тұрақты болады. Мысалы: тұрақты ток. Егер өлшеу барысында өлшенетін шаманың мәні өзгеріп отыратын болса, онда мұндай өлшеуді динамикалық өлшеу деп айтамыз. Мысалы: айнымалы ток.

• Өлшеу нәтижелерін өрнектеу бойынша: абсолют және салыстырмалы. Абсолют F=mg . Салыстырмалы. Аттас шамалар қатынасы M=m0/m.

Өлшеу принципі - өлшеу негізделген физикалық принциптердің жиынтығы, мысалы Зеебек эффектісі, термоқосақты градиурлеу. Өлшеудің негізіне табиғаттағы құбылыс немесе процестер алынады.

Өлшеу әдістері – өлшеуге қолданылатын амалдар мен тәсілдер жиынтығы. Өлшеу әдістері 6 түрге классификацияланады.

• Тікелей өлшеу әдісі – тікелей өлшеуге негізделген.

• Жанама өлшеу әдісі – жанама өлшеуге арналған.

• Контактілік әдіс – өлшеу құралының объектісінің сезімтал элементі өлшеу объектісімен бірден контактіге келетін құбылыс. Мыс: термометрмен температураны өлшеу.

• Контактілік емес әдіс – егер өлшеу құралының сезімтал элементі өлшеу объектісімен бірден контактіге келмейтін құбылыс. Мыс: радармен өлшеу.

• Бірден бағалау әдісі – шаманың мәнін тікелей прибордың көрсеткіші арқылы анықтау. Негізі практикада осы өлшеу әдісі қолданылады. Бір кемшілігі- қателік үлкендеу болады. Дәлдікті арттыру үшін қолданылатын әдіс – мөлшермен салыстыру әдісі. Мөлшермен салыстыру әдісі деп – мөлшер жаңғыртатын шама мен өлшенетін шаманы салыстыруды айтады. Мөлшермен салыстыру әдісінің 5 түрі бар.

• Қарама –қарсы қою әдісі. Қарама –қарсы қою әдісі деп өлшенетін шама мен мөлшер жаңғыртатын шаманы салыстыру арқылы өлшеу приборына бір мезгілде әсер етіп олардың арасындағы қатынас орнатылады.

• Дифференциалдық әдіс. Дифференциалдық әдіс – өлшенетін шама мен мөлшер жаңғыртатын шаманың айырымын өте аз шамаға жеткізу.

• Нөлдік әдіс. Нөлдік әдіс – өлшенетін шама мен мөлшер жаңғыртатын шамалардың салыстыру приборына эффектісін нөлге келтіру.

• Дәлдестіру әдісі. Дәлдестіру әдісі – шкала көрсеткіштерін дәлдестіру арқылы айырымды мейлінше азайту. • Алмастыру әдісі. Алмастыру әдісі – Өлшенетін шама мен мөлшер жаңғыртатын шаманы алмастыруды айтады.