Физикалық шама өЛШ

23.07.2020

Өлшеу құралы (SI) - өлшемі белгілі уақыт аралығында өзгермейді деп есептелетін, физикалық шаманың бірлігін көбейтетін немесе сақтайтын, нормаланған метрологиялық сипаттамалары бар өлшеулерге арналған техникалық құрал.

Физикалық шаманың өлшемі - шамалары белгіленген бірліктерде көрсетілген және қажетті дәлдікпен белгілі бір немесе бірнеше көрсетілген өлшемдердің физикалық мөлшерін көбейтуге және (немесе) сақтауға арналған өлшеу құралы. Өлшемдердің мысалдары: салмақ, өлшеу резисторы, ұзындықтың өлшеуіші, радионуклид көздері және т.б. Физикалық шамаларды тек бір мөлшерде көбейтетін өлшемдер бір мәнді (салмақ) деп аталады, бірнеше өлшемдер - көп мәнді (миллиметр сызғыш - көрсетуге мүмкіндік береді) см). Сонымен қатар, жиынтықтар мен өлшеуіштер бар, мысалы, конденсатор немесе индуктивтілік дүкені. Өлшемдерді қолдану арқылы өлшенетін шамалар белгілі мөлшермен, көбейтілетін өлшемдермен салыстырылады. Салыстыру әртүрлі тәсілдермен жүзеге асырылады, салыстырудың ең көп таралған құралы - біртектес шамалардың өлшемдерін салыстыруға арналған компаратор. Салыстырғыштың мысалы - сәуле балансы. Іс-шараларға стандартты үлгілер мен арнайы заттар жатады, олар арнайы жасалған денелер немесе белгілі бір және қатаң реттелетін құрамдағы заттың үлгілері, олардың қасиеттері белгілі мәні бар шама. Мысалы, қаттылық, кедір-бұдырлық үлгілері.

Өлшеу түрлендіргіші (МТ) - өлшенген шаманы басқа мәнге немесе өңдеуге, сақтауға, көрсетуге немесе беруге ыңғайлы өлшеу сигналын түрлендіруге қолданылатын стандартты метрологиялық сипаттамалары бар техникалық құрал. MT шығысындағы өлшеу туралы ақпарат әдетте бақылаушының тікелей қабылдауы үшін қол жетімді емес. IP жеке құрылымды элементтер болғанымен, олар көбінесе неғұрлым күрделі өлшеу құралдары мен қондырғыларының құрамдас бөлігі ретінде енгізіледі және өлшеулер жүргізгенде тәуелсіз мағынаға ие болмайды.

Өлшеу түрлендіргішіне берілген түрлендірілген шаманы кіріс деп атайды, ал түрлендірудің нәтижесін шығару мөлшері деп атайды. Олардың арасындағы байланыс оның негізгі метрологиялық сипаттамасы болып табылатын трансформациялық функциямен белгіленеді. Өлшенетін шаманың тікелей көбеюі үшін өлшенетін шамадан тікелей әсер ететін және өлшенген мән оны одан әрі түрлендіру немесе көрсету үшін түрленетін бастапқы түрлендіргіштер қолданылады. Бастапқы түрлендіргіштің мысалы - термоэлектрлік термометр тізбегіндегі термопара. Бастапқы түрлендіргіштің түрлерінің бірі - сенсор - өлшеу сигналдары алынған құрылымдық бөлек бастапқы түрлендіргіш (ол «ақпарат береді»). Сенсорды оның сигналдарын алатын өлшеу құралынан едәуір қашықтықта орналастыруға болады. Мысалы, метеорологиялық зонд сенсоры. Иондаушы сәулеленуді өлшеу саласында сенсорды көбінесе детектор деп атайды.

Айырбастау сипаты бойынша IP аналогтық, аналогтық-цифрлық (ADC), цифрлық-аналогтық (DAC), яғни сандық сигналды аналогқа немесе керісінше түрлендіре алады. Аналогтық түрінде сигнал тұрақты шамалар жиынтығын қабылдай алады, яғни өлшенетін шаманың үздіксіз функциясы. Сандық (дискретті) түрінде ол сандық топтар немесе сандар түрінде көрсетіледі. МТ мысалдары өлшеу тогы трансформаторы, қарсылық термометрлері болып табылады.

Өлшеу құралы - өлшенген физикалық шаманың көрсетілген диапазондағы мәндерін алуға арналған өлшеу құралы. Өлшеу құралы өлшеу ақпаратын бақылаушы тікелей қабылдай алатын формада ұсынады.

Көрсету әдісіне сәйкес көрсететін және жазатын құрылғылар бар. Тіркеу өлшенетін шаманың үздіксіз жазбасы түрінде немесе құралдың көрсеткіштерін цифрлық түрде басып шығару арқылы жүзеге асырылуы мүмкін.

Тікелей әрекет ететін құралдар өлшенетін шаманы осы шаманың бірліктерінде аяқталған индикаторлық құрылғыда көрсетеді. Мысалы, амметрлер, термометрлер.

Салыстыру құрылғылары өлшенген мәндерді белгілі мәндермен салыстыруға арналған. Мұндай құралдар үлкен дәлдікпен өлшеу үшін қолданылады.

Әрекет бойынша өлшеу құралдары интегралды және жиынтық, аналогтық және сандық, өзін-өзі жазу және басып шығару болып бөлінеді.

Метрологиялық мақсатына сәйкес өлшеу құралдары жұмыс және стандарт болып бөлінеді.

SI жұмыс - өлшеу үшін арналған, өлшем мөлшерін басқа өлшеу құралдарына беруге байланысты емес өлшеу құралы. Көрсеткіш ретінде жұмыс өлшеу құралын да қолдануға болады. Индикатор - кез-келген физикалық шаманың болуын немесе оның шекті мәнінен асатындығын анықтауға арналған техникалық құрал немесе зат. Көрсеткіштің стандартталған метрологиялық сипаттамалары жоқ. Индикаторлардың мысалдары - осциллограф, лакмус қағазы және т.б.

Стандарт дегеніміз - өлшем бірлігін көбейтуге және (немесе) сақтауға және оның өлшемін басқа өлшеу құралдарына беруге арналған өлшеу құралы. Олардың қатарында бұрын үлгілі өлшеу құралдары деп аталатын әртүрлі категориядағы жұмыс стандарттарын бөліп көрсетуге болады.

Өлшеу құралдарын жіктеу басқа да критерийлерге сәйкес жүзеге асырылады. Мысалы, өлшенетін шамалардың түрлері бойынша, шкаланың түрі бойынша (біркелкі немесе біркелкі емес шкаламен), өлшеу объектісіне қосылу арқылы (байланыс немесе байланыссыз).

Белгілі бір жағдайда қолданылатын өлшеу әдісін таңдаудың негізгі өлшемдеріне өлшенген шаманың түрі, оның мөлшері, нәтиженің қажетті дәлдігі, сонымен қатар өлшеу процесінің қажетті жылдамдығы жатады. Қазіргі уақытта өлшеу әдістерінің алуан түрлері жасалынған, олардың саны ғылым мен техниканың дамуымен бірге артып келеді. Өлшемдердің сандық мәнін алу әдісі ретінде өлшем бойынша қысқаша жіктеуді қарастырыңыз. Сандық өрнек алу әдісіне сәйкес барлық өлшеулерді үш үлкен топқа бөлуге болады: тікелей, жанама және жиынтық, алдыңғы екі топтағы әдістердің белгілі бір ерекшеліктерін біріктіретін.

Тікелей өлшеулер - бұл мөлшерде қажетті шамаларды эксперименттік мәліметтерден тікелей табуға болатын өлшемдер. Тікелей өлшеудің типтік мысалы болып термометр деп аталатын құрал көмегімен массаны өлшеу, тербелісті типтегі теңгерім, ұзындықты өлшеу болады.

Жанама атау - бұл өлшеу шамасы, оның барысында ізделетін және тікелей өлшенген шамалар арасындағы белгілі қатынастарға негізделген табылған өлшемдер. Мысалы, жанама өлшеулерге дененің тығыздығын оның геометриялық өлшемдері мен массасы бойынша өлшеу немесе токтың беріктігі мен кернеудің төмендеуін өлшейтін электр кедергісі жатады.

Жиынтық өлшеулер дегеніміз - сол атаудағы бірнеше шамалар өлшенетін өлшемдер, ал қалаған шаманың мәні осы шамалардың әртүрлі комбинацияларын тікелей өлшеу нәтижесінде алынған теңдеулер жүйесін шешу арқылы табылады (біз, мысалы, белгілі масса болатын өлшемдер туралы айтып отырмыз). бір салмақ, сонымен қатар әртүрлі салмақтардың массаларын, жиынтықтағы барлық салмақтардың массаларын салыстыру нәтижелері анықталған).

Орындалудың қарапайымдылығы мен жылдамдығының арқасында тікелей өлшеулер тәжірибеде кеңінен қолданылады. Осындай өлшеулердің негізгі әдістерін қарастырайық:

Тікелей бағалау әдісі, оның мәні өлшеу құралының арнайы есептегіш құралын қолдана отырып, шаманың мәнін анықтау болып табылады (мысалы, қысымды өлшеу кезінде бұл есеп беретін құрылғы серіппелі манометр болады, электр тогы - амперметр, масса - теру шкаласы);

Өлшенетін шамамен өлшенетін шамамен салыстырылатын әдіспен салыстыру әдісі (мысалы, салмақ тепе-теңдігі бар тұтқалы типтегі массамен өлшеу кезінде орын алады);