Ріс 8. Температураны өлшеу және аспаптар. Өлшенетін шаманың сипаттамасы және өлшеу әдістерінің жіктелуі.
Көптеген технологиялық және механикалық әсерлер жылу бөуге байланысты көрсеткіштердің басқаруына байланысты болады.
Физикадан белгілі жылулардың жиынтығы ішкі энергияның жүйесін өзгеріске ұшыратады. Шаманы ситпаттайтын жағдай термсодинамикалық тепе теңдік микроскопиядық жүйе физикалық шамаға айналады. Температура анықталады. Мұндай температура әрқашан жарамды кинетикалық энергия қанша жарамды болса да оны абсолют деп атайды.
Бірлік абсолютды температураны халықаралық жүйеде бірлік СИ қабылданған Кельвин тәжірибеде басқа да температуралы шкалалар қолданылады.
Температура өздігінен өлшегіш шама бола алмайды.
Оның мәні температураның өзгеруін анықтайды.
Термометриялық затты алып (суды, спиртті т.б.) зщаттарды алып бастаппқы нүктесін белгілейміз және температураның бірлік өлшегішінің градусқа есептейміз. Сондай жолмен температураны шкаланың энергиясын анықтаймыз. Сонымен басты екі температьура алынады. Қалған нүктемен фазаның тепе теңдігін құраушы жүйе нүктеге үнемі немесе репрлі болып аталады. Екі нүктенің аралығыне басты температуралы шкаланың аралығы деп аталады. Бірінші аралықтың өлшемі негізгі аралықтың анықтауышы болып орнатылады. Есептің басын,да репрлік нүктенің біруін қабылдайды.
Бірінші температуралы шкала болған 1724 жылы Габриэлем Фаренгейттің ойлап табуымен.
Тіреу нүктелерін көрсетті судың жылумен араласы, мұз және қайнаған тұз (O,F) еріген мұздың температурасы (320 F) адамның денесінің температурасы (96 F) судың қайнау температурасы 212 F Франгент шкаласында көрсетілді. Мысалға АҚШ та осы шкаланы қолданады техникалық заттарды өлшеуге, ал цильсия мен ішімдіктің градусын анықтайды.
1730 жылы фрацуздың ізденушісі Рене Ремюр өзінің шкаласын ұсынды. Нүктенің тіреуінің шкаласы – мұздың еру температурасы судың қайнауын осы шкалада анықтады.
Ресейде Ремюра термометрін 1869 жылғы дейін қолданды. Тағы бір шкала бар бұл ағылшын физигі Ульяма Томсонның термодинамикалық шкаласы. Мұнда тіреу нүктесі ноль деп алынады. Бұл температура молекулалардың қозғалысының толық тоқтауының температурасы. Олардың ара қашықтығын 100 бөлікке бөлді. Карли Линей термометрмен тіреу нүктесінің онын ауыстырды. Сондықтан осы берілген шкаланы дұрыс шкала деуге болады. Мұны Цельсия Линнея шкаласы деп атайды.
Оны мынадай өрнекпен өрнектейді.
және
Аспабпен температураны өлшеу
Сулы температураны анықтау үшін ауалы ортада әртүрлі физикалық шаманы қолданады, салқындатуды және қыздырудың әсерін қолданады, мысалға көлемнің кеңеюі және қысымның артуы, электр кедергісінің өзгеруі. Электрқозғаушы күштің артуы, сәулеленуі. Әбден таралған тәсілмен температураны өлшеу механикалық және электорлы контакталы термометрді іске асыру пайда болады. Механикалы контакталы термометрлер: термотерлер кедергісі: термоэлементер т.б.
Өлшеу үшін температураның режимін тексеру үшін ртутты техникалы термометр қолданылады. Тура дәлдігін тексеру үшін расходометрді лабораторияда іске асырады. Термометрлер әйнектен сұйық құйылған.
Әйнекті сұйық құйылған термометрлер температураны өлшеу үшін қолданылады. 200ден+7500С аралығындағы. Сұйық термотерлер қарапайым болғанымен тура дәлдікті өлшейді ол өндірісте де кең таралған. Қондырғы резевуардан оған бекітілген түтікшеден тұрады.
Термометрлі сұйық тамшылатқыштың түтікшесінің бір бөлігін және резервуарды толтырады. Температура өзгергенде сұйықтың көлемі өзгереді неліктен оның шамасы көтеріледі және түседі. Температураны өлшеудің шегіне байланысты термометрге бірақ түрлі сұйық құйылады.
Ртуть -35 -750
Толуал -90 200
Этиловый спирт -80 70
Керосин -20 300
Петролейный
фир - 120 25
Пентол - 200 20
Ртутты термометрлер көптеп таралған
Кемшіліктері:
Көлемді ұлғаюдың коэффициенті аз төменгі шектелуі температурамен тұйықталады. (-38). Жоғарғы шектелу әйнек шыдайтын температураға дейін (6000) әйнекті кварцпен ауыстырып жоғарғы шегін көтеруге болады.
Бақылаудың тапсырмасы: нормативтік құжаттарда берілген талаптарға өнімнің сипатының сәйкестігін орнату болып табылады. Соның ішінде сынақтар нәтижесіне. Ол тапсырманы сертификаттау органының, сарапшылары сынақтар хаттамасына сәйкес жүргізіледі. Соның бақылау талаптарын сараптамалық бағалауды сараптамалық бағалау тапсырмасы деп аталады. Өнімді сертификаттауда осы екі операция өлшеу параметрлерімен байланысты. Сапа және қызмет көрсету жүйесін сертификаттау жүйесі өлшеу техникаларын қолданбай сәйкестікті бағалауды көзбен немесе органолептикалық әдістің (аудитттер, тексерулер) көмегімен жүргізіледі. Қызметтерді сертификаттауда белгілері сертификаттық емтихан бойынша жүргізіледі.
Бақылау операцияларының мазмұны мінездемелердің, тәртіптердің және басқа өндірістің кезендерінің көрсеткіштерінің сәйкестігін тексеру болып табылады.
Объектілерді бақылау немесе өндірістің үрдісінің кезендерін бақылауы мынадай болуы мүмкін:
- әр уақытта – оның өткізу уақыты көрсетілмеген;
- мерзімдік – белгілі бір уақыт аралығында жүргізіледі; ( сағат, тәулік)
- үздіксіз – үзіліссіз жүргізіледі;
Бақылаудың қолдану құралына байланысты бақылаудың бірнеше түрі бар:
Визуальді – бақыланатын объект НТД талаптарына сәйкестігі анықталады. Органолептикалық – бақылаудың субъективті әдісі, эксперт мамандарымен жүргізіледі (барлық бақылау);
Құрал саймандық, өлшеу құралы, стендтердің сынау машиналарының көмегімен жүргізіледі. Бұл бақылаудың орындалуына қарай мынадай түрлері бар: қолмен жасау; автаматтандырылған және автоматты. Қолмен жасау бақылауда қолмен өлшейтін құрал-саймандар ( штангенциркульдер, микрометрлер) қолданылады. Қолмен жалпы бақылау кезінде бөлшектердің 2-4 дефектілерін анықтауға болады. Автоматтандырылған бақылау арнайы құралдармен жүргізу арқылы, өлшеудің объективті нәтижесін алуға болады.
Автоматтық бақылау-үздіксіз бақылауды қамтамасыз етеді. Бұл бақылаудың түрі тербеліс мойынтіректерді жасау өндірісінде кең қолданылады.
Өнімнің көлеміне байланысты бақылаудың мынадай түрлері бар:
Жалпы бақыланатын өнімнің әр бірлігіне тексеру нәтижесінде сәйкес алынады:
- таңдамалы- бір немесе бірнеше таңдамалының партиядан немесе өнімнің ағынынан алынған нәтижелердің сапасы бойынша алынады.
Өндіріс үрдісінің қадамына әсер етуіне қарай бақылау активті және пассивті болып бөлінеді. Активті бақылау кезінде алынған нәтижелер бұйымдарды жасау үрдісін үзіліссіз басқаруға қолданылады. Пассивті бақылау алынған нәтижелі тек ғана тіркейді.
Объектіге әсер ету әсері бойынша бақылау-бүлдіретін, яғни, өнім қолдануға жарамайтын және бүлдірмейтін. Параметрлерді тексеру түріне қарай бақылау геометриялық параметрлер (сызықтық, бұрыштық, өлшемдер, жазықтардың пішіні мен орналасуы, остер, бөлшектер буындар мен агрегаттар) физикалық қасиеттер (эдектрлік, жылу техникалық, оптикалық)механикалық қасиеттер (мықтылық, қаттылығы, сыртқы жағдайларының әр түріне байланысты пластикалығы), микро және құрылысты (металографиялық зерттеулер); химиялық қасиеттер (зат құрамының химиялық анализі, әр түрлі ортаға химиялық тұрақтылығы), сонымен бірге арнайы бақылау (сәуле-газ өткізбеушілігі, герметикалығы) болып бөлінеді.Термометрлер органикалық сұйықтармен ең төменгі температураны анықтайды - 2000 до 2000С.
Негізгі жетістігі болып көлемді ұлғайтудың жоғарғы коэффициенті болып табылады.
Сұйық орта есеппен 6 есе ртуттан көп.
Кемішілігі әйнекті органикалық сұйық сулау, өлшеу дәлдігін тура көрсете алмайды.
Оның Жетістіктері мен кемшіліктерін анықтаймыз.
Жетістігі: тура дәлдікті көрсете алады.
Кемшілігі: механикалық мықтылығы аз.
Шкаланың нашар көрінуі
Ртуттың капилярда нашар көрінуі
Сондықтан әйнекті сұйық термометрлер қатаң қадағаланады. Пайдалануына және қолдану аймағына байланысты лабораториялық және техникалық болып бөлінеді.
Лабораториялық термометрлер: лабораториялық өлшеулерді өлшеуге арналған.
Ртуты әйнекті лабораториялық термометрлер жіктеледі.
а) талшықты (массивті тамшылағыш түтікше)
б) жалпақ шкалалы пластикалы
Бағасына байланысты топтарға бөлінеді 1,2,3,4
Лабораториялық термометрлер өлшегенде терең бойлайды термометрге белгілеу, егер тереңдік көрсетілмесе онда термометр белгілі бір ұзындықты есептейді.
Мөлшер- берілген өлшемнің физикалық шамасын шығаруға арналған өлшеу құралған. Бір мәнді мөлшер бір өлшемді физикалық шаманы шығарады, мысалы ұзындық немесе масса мөлшерінің (гирь) соңғы мөлшері. Көп мәнді мөлшер әртүрлі өлшемнің бір атты шамасының қатарын шығарады, мысалы ұзындықтың мөлшері және бұрыштық мөлшер (көп қырлы призма). Өз еркімен ғана қолданылмайтын мөлшердің арнайы алынған кешені бірақ әртүрлі жиынтықтарда және әртүрлі өлшемнің бір атаулы шамасының қатарын туындау мақсатында мөлшер жиыны деп аталады, мысалы ұзындықтың жазық паралельді соңғы мөлшерін жиыны және бұрыштық мөлшер жиынамалары.
| Сұйық | Температураға дейiн | |
| Ртуть | -35 | |
| Толуол | -90 | |
| Этил спиртi | -80 | |
| Керосин | -20 | |
| Петрол эфирi | -120 | |
| Пентол | -200 |
Өлшеу аспаптары – бақылаушымен үздіксіз бақылауға жеткілікті формада өлшеу ақпаратының дыбыс беруін жеткізуге арналған өлшеу құралы. Көрсету сипаты бойынша көрсетуші және аналогты болуы мүмкін, ал жұмыс істеу принципі бойынша- тікелей істейтін, салыстыратын, интегралдайтын және соммалайтын аспаптар, одан басқа сызықтық және бұрыштық өлшеулерге көрсету есебін ғана жіберетін тікелей істейтін көрсетші аспаптар кең қолданылады. Диафрагмалы есеп бергіш газдардың көлемін өлшеу үшін қолданады. Ол корпусты екі жағдауға бөлетін жылжымалы 1 диафрагмамен цилиндрлік корпусы болады (3 сурет). Соңғысы клапандар арқылы 2 және3 бір сәтте кіре беріс, әрі шыға беріс 4 түтікшелерге жалғанады және 5 газ бір жағдауға түсіп (атап айтсақ бір қалыпты солға қарай), өзінің қысымымен диафрагманы оңға қарай қысады, олар бұл кезде оң жағдаудан газды шығарады, бұл уақытта ол шыға беріс түтікшесімен жалғанған. Соңында өзінің жүрісімен диафрагма арнайы, тартпалы механизммен клапанды қайта қосады; енді газ оң жағдауға түседі ( ІІ қалыпты) және диафрагма арқылы сол жағдаудан газды шығарады және т.б. Басқаша айтқанда диафрагма поршеннің ролін ойнайды, ал есеп бергіш корпусы цилиндрге басылады. Диафрагманың әрбір жылжуы есеп беру механизімімен тіркеледі.
Бастапқы нүкте мен шкаланың басталуының арасында капилярлы түтікше кеңейе алады, температураның өзгеру сәйкестігі. 0 ден шкаланың бастапқы берлуіне дейін (егер шкала 0 ден басталмаса) Кейде капилярдың ұлғаюы негізгі шкаланыда атқарады, температураның қатты қызуынан капиляр жарылмас үшін.