Физикалық шама өЛШ

Халықаралық бірліктер жүйесінің туынды бірліктері сандық коэффициенттері бір-біріне тең болатын шамалар арасындағы қатынас теңдеулерін қолдана отырып, негізгі бірліктерден құрылады. Мысалы, v сызықтық жылдамдықтың бірлігін құру үшін түзу сызықты бірқалыпты қозғалыс теңдеуін қолдану керек

мұндағы l - жабық жолдың ұзындығы (метрмен); t - уақыт (секундпен).

Демек, жылдамдықтың SI бірлігі - секундына метр - бұл түзу сызықты және біркелкі қозғалатын нүктенің жылдамдығы, ол сол уақытта 1 м қашықтықта қозғалады.

Алынған бірліктерге белгілі ғалымдардың есімі берілуі мүмкін. Осылайша, 1 N / m 2 қысым бірлігі француз математигі және физигі Блез Паскальдан кейін Паскальға (Па) берілді. Ерекше атаулары бар туынды бірліктер кестеде келтірілген. 1.2.

Кесте 1.2.

Радиан және стерадиан негізінен теориялық есептеулер үшін қолданылады, тәжірибеде бұрыштар бұрыштық градуспен өлшенеді (минут, секунд). Дәл осы қондырғыларда гониометриялық өлшеу құралдарының көпшілігі калибрленген.

Көпмүшелер мен субмультиттер бірліктерін ажыратыңыз. Бірнеше бірлік Бұл физикалық шаманың бірлігі, ол бүтін саннан жүйеден немесе жүйелік емес бірліктен көп есе көп. Мысалы, ұзындық, километр бірлігі 10 3 м-ге тең, яғни. метрдің еселігі. Бөлшек бірлік - физикалық шама бірлігі, оның мәні жүйеден немесе жүйелік емес бірліктен кем санның санынан кем болады. Мысалы, ұзындық бірлігі, миллиметр, 10 -3 м-ге тең, яғни. бөлшек болып табылады.

Физикалық шамалардың SI бірліктерін пайдаланудың ыңғайлылығы үшін бірліктер мен бөлшек бірліктердің ондық есімдерінің, кестенің атауларын құрайтын префикстер қабылданады. 1.3.

1.3 кесте.

Өлшеу - метрологиядағы ең маңызды ұғым. Жоғарыда айтылғандай, бұл арнайы техникалық құралдарды (өлшеу құралдарын) қолдана отырып, физикалық шаманың мәнін табу процесі. Өлшеу кезінде орындаңыз байқау уақтылы және дұрыс санау үшін өлшеу объектісінің артында. Техникалық құрылғы (мысалы, камералық пеш), технологиялық процестер, қоршаған орта, заттар мен материалдарды тұтыну, адамның өмірлік белсенділігінің көрсеткіштері және т.б. өлшеу объектісі бола алады. Өлшеу үшін таңдалған физикалық шама деп аталады өлшенген мәні.

Өлшенетін шамадан басқа, өлшеу нысаны және сәйкесінше өлшеу нәтижесіне осы өлшеу құралымен өлшенбейтін басқа физикалық шамалар әсер етеді. Олар аталады физикалық шамаларға әсер ету... Әсер ету мөлшері келесі топтарға бөлінеді:

климаттық (қоршаған орта температурасы, ауаның ылғалдылығы, атмосфералық қысым);

электрлік және магниттік (электр тогының ауытқуы, электр тізбегіндегі кернеу, айнымалы токтың жиілігі, магнит өрісі);

сыртқы жүктемелер (діріл, соққы жүктемесі, иондаушы сәуле).

Бұл шамалардың өлшеу нәтижесіне әсері, сондай-ақ өлшеу құралын жасаудың жетілмегендігі, адам операторының субъективті қателіктері және басқа да факторлар өлшеу қателігінің сөзсіз пайда болуының себептері болып табылады.

Кез келген өлшеу есептерін шешу процесі, әдетте, үш кезеңнен тұрады:

1) өлшеулерге дайындық (әдістер мен өлшем құралдарын таңдау, өлшеу жағдайларын қамтамасыз ету және т.б.)

2) өлшеулер жүргізу (өлшеу эксперименті);

3) өлшеу нәтижелерін өңдеу.

Суретте көрсетілген өлшеу эксперименті кезінде. 1.2, өлшеу нысаны мен өлшеу құралы өзара әсерлеседі. Бұл жағдайда өлшеу құралында әрекет ететін өлшенетін шама адам немесе әртүрлі техникалық құрылғылар - өлшеу ақпаратын тұтынушылар қабылдайтын белгілі бір сигналға айналады.

Інжір. 1.2. Өлшем алу процесінің диаграммасы

Бұл сигнал өлшенетін физикалық шамамен байланысты, сондықтан оның мәні өлшеу сигналы деп аталады ақпарат. Ең жиі қолданылатын сигналдар:

тұрақты деңгей сигналдары (тұрақты электр тогы және кернеу, сығылған ауа қысымы, жарық ағыны);

синусоидалы сигналдар (ауыспалы электр тогы мен кернеу);

тікбұрышты импульстар тізбегі (электр, жарық).

Өлшеу ақпаратының алынған сигналдарын өлшеу нәтижесін неғұрлым ыңғайлы етіп көрсету үшін әрі қарай өңдеуге болады. Мұндай өңдеу статистикалық өңдеуді (санды бірнеше өлшеу үшін), қосымша есептеулерді (жанама өлшеу үшін), дөңгелектеу және т.б. қамтуы мүмкін. Төменде өлшеу нәтижелерін өңдеуге қатысты мәселелер қарастырылады (2.4 тармақ).

Өлшемдердің жіктелуі

Өлшемдер өте алуан түрлі, оларды әртүрлі критерийлер бойынша жіктеуге болады, олардың ішіндегі ең маңыздылары суретте көрсетілген. 1.3.

Інжір. 1.3. Өлшемдердің жіктелуі

Біріншіден, өлшемдер құбылыстардың (процестердің) физикалық табиғаты бойынша анықталады, соған сәйкес табиғатта немесе ғылым мен техниканың белгілі бір салаларында - механикалық, жылу, физика-химиялық және басқа өлшемдерде қолдануға болатын физикалық шамалардың белгілі бір жиынтығы жасалды.

Екіншіден, өлшеу нәтижелерін алу әдісіне байланысты өлшемдер тікелей және жанама болып бөлінеді. Тікелей - бұл физикалық шаманың қажетті мәні тікелей тәжірибелік мәліметтерден табылатын өлшемдер. Бұл жағдайда өлшеу құралы өлшеу құралымен өзара әрекеттеседі және өлшенетін шаманың мәні оны оқудан анықталады. Тікелей өлшеудің мысалдары: сызғышпен ұзындықты өлшеу, сағатпен уақыт, масса тепе-теңдік, температура - термометрмен, ток - амперметрмен және т.б. Тікелей өлшеулерге технологиялық процестер параметрлерінің басым көпшілігін өлшеу кіреді.

Q \u003d f (X 1, X 2, ... X m), (1.5)

мұндағы X 1, X 2, ... X m - мөлшері тікелей өлшеу арқылы анықталатын шамалар

Жанама өлшеулердің мысалдары: біртекті дененің тығыздығын оның массасы мен көлеміне, өткізгіштің электр кедергісіне кернеудің және ток күші бойынша, ток күші мен кернеудің күші арқылы анықтау.

Жанама өлшеулер қажетті шаманы тікелей өлшеу мүмкін емес немесе тым қиын болған жағдайда немесе тікелей өлшеу дәлірек нәтиже бермейтін жағдайларда кең таралады. Эксперименттік салыстыруға тура келмейтін шамаларды, мысалы, астрономиялық немесе атомішілік тәртіптің өлшемдерін өлшеу кезінде олардың рөлі ерекше.

Метрологиялық мақсаттар үшін өлшемдер техникалық және метрологиялық өлшемдерге бөлінеді. Техникалық Өлшеу өлшенетін шаманың мәнін анықтау үшін, сондай-ақ оны бақылау кезінде жұмыс өлшеу құралдарымен жүзеге асырылады. Бұл өлшемдер ең көп таралған және өнеркәсіп пен ғылымның барлық салаларында орындалады. Метрологиялық өлшеулер физикалық шамалардың өлшем бірліктерін көбейту және олардың мөлшерін жұмыс істейтін өлшеу құралдарына беру үшін (метрологиялық қызметтер жүргізетін тексеру және калибрлеу жұмыстары кезінде) стандарттар бойынша жүргізіледі.

Нәтиже алу үшін орындалған өлшеулер саны бойынша бір және бірнеше өлшемдер бөлінеді. Бір рет бір рет алынған өлшеуді білдіреді. Мысалы, уақытты сағат бойынша өлшеу. Егер сізге нәтижеге көбірек сенім керек болса, оны орындаңыз көптік Нәтижесі әдетте жеке өлшеулердің арифметикалық мәні ретінде қабылданады бірдей мөлшердегі өлшеулер Әдетте, бірнеше өлшеулер үшін n n³ 3 болады.

Өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділігі бойынша өлшемдер статикалық және динамикалық болып бөлінеді. Қашан статикалық Өлшеу кезінде физикалық шаманы өлшеу уақытының ішінде тұрақты болу керек (мысалы, қалыпты температурада бөліктің ұзындығын өлшеу). Егер физикалық шаманың мөлшері уақыт өте келе өзгеретін болса, онда мұндай өлшемдер деп аталады динамикалық (мысалы, түсетін ұшақтан жерге дейінгі қашықтықты өлшеу).

Пайдаланылған өлшеу құралдарының дәлдігіне және өлшеу жағдайларына байланысты олар тең және тең емес болып бөлінеді. Тең дәл дәлдік өлшеу құралдарымен бірдей мөлшерде бірдей сақтықпен жасалған мөлшерді өлшеуге қатысты. Егер өлшеу дәлдігі әртүрлі және (немесе) әртүрлі жағдайларда өлшеу құралдарымен жүргізілген болса, онда олар аталады тең емес.

Суретте көрсетілгендерге қосымша. 1.3. Нақты жағдайлар үшін, қажет болған жағдайда, қолданыла алатын басқа да жағдайлар бар. Мысалы, өлшеулерді зертханалық және өнеркәсіптікке енгізу орнына қарай бөлуге болады; нәтижелерді ұсыну формасына байланысты - абсолютті және салыстырмалы түрде.

Жоғарыда келтірілген өлшеулерді әр түрлі әдістермен жүргізуге болады, яғни. өлшеу есептерін шешу жолдары.

Өлшеу әдістері

Өлшеу әдісі өлшенетін шаманы орындалған өлшеу қағидасына сәйкес оның бірлігімен салыстыруға арналған әдіс немесе тәсілдер жиынтығы. Астында өлшеу принципі өлшеудің негізінде жатқан физикалық әсерлерді (құбылыстарды) түсіну. Мысалы, термоэлектрлік эффект көмегімен температураны өлшеу. Өлшеу әдісі әдетте өлшеу құралының дизайнымен анықталады.

Өлшеу әдістері көп, және ғылым мен техника дамыған сайын олардың саны да артады. Әр физикалық шаманы, әдетте, бірнеше әдістермен өлшеуге болады. Оларды жүйелеу үшін жалпы сипаттамалық белгілерді бөліп көрсету қажет. Осы белгілердің бірі - өлшеу кезінде өлшемнің болуы немесе болмауы. Осыған байланысты екі өлшеу әдісі бөлінеді: тікелей бағалау әдісі және өлшеумен салыстыру әдісі (1.4-сурет). Өлшеуөлшемдері белгіленген бірліктерде көрсетілген және қажетті дәлдікпен белгілі бір немесе бірнеше көрсетілген өлшемдердің физикалық мөлшерін көбейтуге және (немесе) сақтауға арналған өлшеу құралына жатады. Өлшем түрлері туралы толығырақ ақпаратты 3.1-бетті қараңыз.

Інжір. 1.4. Өлшеу әдістерінің жіктелуі

Ең көп таралған тікелей бағалау әдісі... Оның мәні өлшенетін шаманың мәні тікелей өлшеу құралының оқу құрылғысымен анықталатындығында, мысалы, кернеуді вольтметрмен өлшеу, серіппелік баланста жүктемені өлшеу (1.5-сурет). Бұл жағдайда жүктеме массасы Х серіппенің деформациясының шамасына сәйкес өлшеу түрлендіруі негізінде анықталады.

Інжір. 1.5. Тікелей өлшеу қондырғысы

Тікелей өлшеу әдетте қарапайым және жоғары оператор біліктілігін қажет етпейді, өйткені арнайы өлшеу қондырғыларын құрудың және күрделі есептеулердің қажеті жоқ. Алайда, өлшеу дәлдігі көбінесе әсер етуші шамалардың әсерінен және құрал таразысын калибрлеу қажеттілігінен төмен болып шығады.

Тікелей бағалау әдісімен өлшеу үшін қолданылатын құралдардың ең көп тобы индикативті құралдар болып табылады (көрсеткіш аспаптарын қоса). Оларға қысым өлшегіштер, динамометрлер, барометрлер, амметрлер, вольтметрлер, ваттметрлер, өлшеуіштер, сұйық термометрлер және басқалар жатады. Интегралды өлшеуіш немесе жазғышпен өлшеу тікелей бағалау деп те аталады.

Нақты өлшеу жүргізгенде артықшылық беріледі өлшеммен салыстыру әдісі, онда өлшенетін шаманы өлшенетін мәнмен салыстыру арқылы табады. Бұл әдістің өзіндік ерекшелігі - өлшеудің өлшеу процесіне тікелей қатысуы.

Өлшенетін мән мен өлшенетін мән арасындағы айырмашылықты салыстыру кезінде бар немесе жоқтығына байланысты салыстыру әдістері нөлдік және дифференциалды болып бөлінеді. Осы екі тәсілде де оппозиция, алмастыру және сәйкестік әдістерінің арасында айырмашылық бар.

Контраст әдісі әртүрлі физикалық шамаларды өлшеу үшін кеңінен қолданылады. Әдетте, ол өлшеу құралының қателігін өлшеу нәтижесіне әсерін азайту және шамаларға әсер ету арқылы тікелей бағалау әдісіне қарағанда үлкен дәлдікті қамтамасыз етеді.

Өлшеммен салыстыру әдісінің сорттары жатады алмастыру әдісідәл метрологиялық зерттеулер тәжірибесінде кеңінен қолданылады. Әдістің мәні - өлшенген шаманы белгілі шаманың өлшемімен алмастыру, яғни. өлшенген мәні мен өлшеу құралы өлшеу құралында кезекпен әрекет етеді. Нөлдік әдіспен өлшенетін шаманы өлшеммен толық ауыстыру жүзеге асырылады, өлшеу нәтижесі өлшеу шамасына тең алынады. Дифференциалдық әдіспен толық ауыстыруды жүзеге асыру мүмкін емес және өлшенген шаманың шамасын алуға болады, оның көмегімен құралдың оқылуы өзгерген шаманы өлшеу шамасына қосу керек.

Өлшеу мәні мен өлшемі құрылғының өлшеу тізбегінің сол бөлігіне бірінен соң бірі қосылатындығына байланысты, салыстыру әдісінің басқа сорттарын қолданумен жүргізілген өлшеулермен салыстырғанда өлшеу дәлдігі едәуір артады, мұнда салыстырмалы шамалар енгізілген тізбектердің асимметриясы әкеледі. жүйелік қателіктердің пайда болуына дейін. Ауыстыру әдісі көбінесе айнымалы көпірлермен электр өлшеу кезінде қолданылады.

Қарастырылған өлшеу әдістеріне қосымша, өлшеу құралының сезімтал элементі мен өлшеу объектісі арасында тікелей байланыстың болуына (немесе болмауына) байланысты және байланыссыз болып бөлінеді. Контакт әдісінің мысалдары - білік диаметрін калиппермен өлшеу, дене температурасын термометрмен өлшеу. Контактсыз әдіс мысалдары пирометрмен домна пешіндегі температураны өлшеу, радармен объектіге дейінгі қашықтықты өлшеу.

Сандық өлшеу нәтижесі көптеген факторларға байланысты: әдісті және өлшеу құралын таңдау, оны орындау шарттары (мысалы, температура, қысым, қоршаған орта ылғалдылығы), өлшеу нәтижелерін өңдеу әдісі, өлшеуді жүргізетін оператордың біліктілігі және т.б. Бұл факторлар құндылықтың айырмашылығына әкеледі шаманы және оның шын мәнін өлшеу нәтижесі, б.а. қатеге дейін. Метрологияның негізгі міндеттерінің бірі өлшеу қателерін анықтау әдістерін жасау болып табылады.

Санның объективті қолданыстағы шамасына жақындау дәрежесіне қарай, шындығының нақты мәні мен оны өлшеу нәтижесі, сондай-ақ оның нақты мәнін ажырату керек.

Шын мағынасыХ және шамалар тиісті физикалық шаманы сапалық және сандық тұрғыдан өте жақсы сипаттайтын шаманы білдіреді. Оны өлшеу құралдарының шексіз жетілдірілуімен өлшеу процесінің нәтижесінде ғана алуға болады.

Өлшеу нәтижесіХ өлшеу деп белгілі бір әдістер мен өлшеу құралдарын қолданып өлшеу арқылы алынған шаманы атайды.

Өлшеу қатесі (немесе өлшеу қателігі) D - өлшеу нәтижесінің өлшенген шаманың шын мәнінен ауытқуы, яғни.

D \u003d X өлшеу - X және.

Бірақ өлшенетін шаманың шын мәні белгісіз болғандықтан, өлшеу қателіктері де белгісіз, сондықтан тәжірибеде қатені анықтау үшін шаманың нақты мәні деп аталады, ол шын мәнімен ауыстырылады.

Нақты мәніX d мәні – ол эксперименттік жолмен алынған мән және нақты мәнге соншалықты жақын, сондықтан оны өлшеу есептерінде қолдануға болады. Нақты мән неғұрлым дәл әдістермен және өлшеу құралдарымен табылған. Құрылғының дәлдігі және өлшеу әдісі X d анықталған сайын, ол шындыққа жақын деп саналады. Сондықтан, тәжірибеде D өлшеу қателігі (мұндағы абсолютті қате дегенді білдіреді) формула бойынша табылады

D \u003d X өлшеу - X d (1.6)

Қателерді толығымен жою мүмкін емес, бірақ сіз төменде қарастырылған әдістерді қолдана отырып, оларды азайтуға болады.

Өлшеу дәлдігі - бұл өлшеу нәтижесінің қателіктерінің нөлге жақындығын көрсететін өлшеу сапасының маңызды сипаттамаларының (индикаторларының) бірі. Сонымен қатар, өлшеу сапасының индикаторлары - төменде қарастырылатын өлшеу нәтижелерінің қайталанғыштығы, молайту қабілеттілігі, дұрыстығы және сенімділігі.

Үш сигма ережесі

Қалыпты үлестірімнің сипаттамасы - өлшеу нәтижелерінің шамамен 68% ± 1s] аралықта болады. ± 2s диапазонында] - 95%. ± 3s диапазонында] - 99,73% (1.12-сурет). Демек, өлшеу нәтижелерінің барлығы дерлік 6s интервалында болады (әр бағытта үш с) M [X]). Осы аралықтан тыс жерде олардың жалпы санынан 0,27% мәліметтер орналасуы мүмкін (мың өлшеудің үштен бірі).

Інжір. 1.12. Үш сигма ережесін суреттеу

Бұдан шығатыны, егер шаманың кез келген мәні ± 3 с-ден асып кетсе, онда оның ықтималдығы жоғары деп санауға болады.

Осыған негізделген, тұжырымдалған үш сигма ережесі: егер бірдей тұрақты мөлшердегі бірнеше өлшеулерде (n\u003e 25 ... 30) жеке өлшемнің күмәнді нәтижесі (ең үлкен немесе минималды) орташа мәннен 3 еседен көп айырмашылығы болса, онда ықтималдығы 99,7%, ол дұрыс емес, яғни. .е.

егер\u003e 3s, (1.12)

онда Х күмәнді жіберіп алады; ол алынып тасталады және өлшеу нәтижелерін одан әрі өңдеуде ескерілмейді.

Қалыпты үлестіру заңы өлшеу нәтижелерінің саны n \u003d ¥ болғанда жұмыс істейді. Шындығында, Студенттің үлестіру заңына сәйкес келетін шекті өлшемдер алынады. N\u003e 25 үшін студенттердің үлестері қалыпты болып келеді.

2-тарау. ҚҰРЫЛҒЫЛАРДЫ өлшеу

Өлшеу туралы ақпаратты тікелей алуға мүмкіндік беретін өлшеу процесінің маңызды элементтерінің бірі - өлшеу құралы. Күн сайын әртүрлі өлшеу құралдарының тұтас «армиясын» қолдану арқылы көптеген өлшеулер жүргізіледі. Олардың көпшілігі бар, оларды пайдалану оңай, мысалы, сызғыш немесе радиациялық навигация жүйесі сияқты жоғары білікті қызметті қажет ететін күрделі құрылғылар. Күрделілігіне, мақсаты мен жұмыс принципіне қарамастан, бәрі бірдей функцияны атқарады - олар физикалық шаманың белгісіз мөлшерін оның бірлігімен салыстырады. Сонымен бірге, өлшеу құралының уақыт өте келе өзгермейтін мөлшерінің қажеттілігі орындалатындай етіп, физикалық шаманың бірлігін «шеберлікпен» сақтау (және көбейту) маңызды. Дәл осы «шебер сақтау» өлшеу құралдарын басқа техникалық құралдардан ажыратады. Осылайша, өлшеу құралы өлшемі нормаланған метрологиялық сипаттамалары бар, физикалық шаманың бірлігін көбейтетін және (немесе) сақтайтын, өлшемі өзгермейді деп есептелетін (немесе олардың жиынтығы) өлшеу үшін арналған техникалық құрал (мөлшері)

Метрологияның әдістері мен құралдарын кеңінен дамыту және тарату мемлекеттік және халықаралық ұйымдардың өлшем бірліктерінің тұтас жүйесін құруға әкелді. Жалпы жаһандану жағдайында метрологияның рөлі мен міндеттер күрделілігі едәуір артып келеді. Физикалық объектінің әрбір сапалық қасиеті физикалық шама (ұзындық, масса, жылдамдық) деп аталады. Физикалық шаманың белгілі бір мөлшері бар, ол өлшем бірлігі арқылы көрінеді. Физикалық шамалардың арасында негізгі және негізгіден түрлендірілген болып бөлінеді. Осы физикалық шамалардың екеуі де бірліктер жүйесін құрайды. Әр уақытта әртүрлі өлшем бірліктерінің жүйелері болған. ISS жүйесі - метр, килограмм, екінші. SGS жүйесіне сантиметр, грам, секунд және т.б. кірді. Солардың негізінде өлшем бірліктерінің біртектілігін енгізу үшін 1960 жылы салмағы мен өлшемдері жөніндегі ХІ халықаралық конференцияда қабылданған Халықаралық өлшем бірліктері (SI) салынды.

SI жеті негізгі қондырғыдан тұрады, олардың көмегімен барлық механикалық, электрлік, магниттік, акустикалық, жеңіл және химиялық параметрлерді, сондай-ақ иондаушы сәулеленудің сипаттамаларын өлшеуге болады. СИ негізгі бөлімшелері:

метр (м) - ұзындығын өлшеу үшін;

килограмм (кг) - массаны өлшеу үшін;

екінші (тер) - уақытты өлшеу;

ампер (A) - электр тогының беріктігін өлшеу үшін;

келвин (K) - термодинамикалық температураны өлшеуге арналған;

моль (моль) - зат мөлшерін өлшеу;

candela (cd) - жарық қарқындылығын өлшеу үшін.

SI ұзындық бірлігінің жаңа анықтамасын - метрді қабылдады. SI енгізілгенге дейін платина-иридий қорытпасынан жасалған және X пішінді көлденең қимасы бар өлшеуіштер метрдің халықаралық және ұлттық стандарттары ретінде қолданылды. Есептегіш өлшеу екі орта сызығының осьтері арасында ± 0,1 мкм дәлдікпен 20 ° C температурада анықталды.

Бірліктердің жаңа жүйесінде 1 м криптон атомының жарық толқындарының ұзындығымен көрінеді, яғни ол табиғи мөлшермен байланысты. Қазір метр - бұл ұзындығы 1650,763,73 толқындардың вакуумдағы вакуумдағы криптон-86 спектрінің сарғыш сызығына сәйкес келеді. Жаңа стандартпен бірге ұзындығы 1 м енді 0,002 мкм қателікпен шығарылады, бұл метрдің ескі жасанды стандартының қателігінен 50 есе аз.

Өлшеу әдісі әдетте өлшеу құралының дизайнымен анықталады. Өлшеудің бірнеше негізгі әдістері бар: тікелей бағалау, өлшеммен салыстыру, дифференциалды немесе айырмашылық, нөлдік, жанаспалы және байланыссыз.

Өлшеу құралы мен бірге қолдану әдістері өлшеу әдісін құрайды. Өлшенетін шамалардың мәндерін алу әдісіне сәйкес екі негізгі өлшеу әдісі бөлінеді: тікелей бағалау әдісі және өлшеумен салыстыру әдісі.

Тікелей бағалау әдісі- шаманың мәні тікелей әрекет ететін өлшеу құралының оқу құрылғысынан анықталатын өлшеу әдісі.

Мысалы, ұзындықты сызғышпен өлшеу арқылы бөлшектердің өлшемдерін микрометр, верниер калиперлерімен өлшеу арқылы өлшемнің мәні алынды

Аспаптар көрсеткіштерінің өлшенетін физикалық шамамен арақатынасына байланысты өлшемдер тікелей және жанама, абсолютті және салыстырмалы болып бөлінеді.

Қашан тікелейӨлшеу кезінде мөлшердің қажетті мәні тікелей өлшеу процесінде кездеседі, мысалы, бұрышты гониометрмен, диаметрі - калипрмен, массасы - теру балансында.

Қашан жанама түрдеөлшеу, шаманың мәні осы шама мен тікелей өлшеулерге ұшыраған шамалар арасындағы байланыс негізінде анықталады, мысалы, тік ұзындық өлшегіште үш сымды қолдана отырып, жіптің орташа диаметрін, синус сызғышының көмегімен бұрыш және т.б.

Сызықтық шамаларды өлшеу кезінде қарастырылған әдістерге қарамастан, контактілі және жанаспайтын өлшеу әдістері ажыратылады.

Байланыс әдісіаспаптың немесе құрылғының өлшеу беттері мен сыналатын бөлік арасындағы байланыс арқылы жүзеге асырылады. Оның кемшілігі өлшеу кезінде белгілі бір күш-жігердің қажеттілігі болып табылады, бұл қосымша қателіктер тудырады (мысалы, калиппер, микрометр, тұтқалы-механикалық құрылғылармен өлшеу).

Байланыссыз әдісөлшеу кезінде бақылау құралдары мен өнім арасында ешқандай байланыс болмағандықтан, байланыс болмауы мүмкін емес. Бұл пневматикалық құрылғыларды қолдана отырып, проекторларды, микроскоптарды тексеру.

Күрделі геометриялық пішіні бар бөлшектердің беттерін (жіптер, сплинальды қосылыстар) өлшеу элементтермен немесе біріктірілген әдіс арқылы жүргізілуі мүмкін.

Өлшеу құралдары (приборлары) мақсатына, құрылымдық-функционалдық сипаттамаларына және оларды өндірудің технологиялық ерекшеліктеріне сәйкес жіктеледі. Зауыттарда, мамандандырылған шеберханалар мен бөлімдерде өлшеу құралдарының келесі топтары шығарылады.

1. Оптикалық құрылғылар:

а) ұзындықтар мен бұрыштарды өлшеуге арналған құрылғылар - ұзын метрлер, профилометрлер, сферометрлер, аспаптық және әмбебап өлшеуіш микроскоптар, сызықтық өлшеу құралдары, станоктар, оптикалық бөлгіш бастиектер, гониометрлер,

рефрактометрлер, автоколлимациялық түтіктер, катетометрлер және т.б .;

б) микроскоптар (бинокулярлық, интерференциялық, биологиялық және т.б.);

в) бақылау құрылғылары - галилеялық және призма бинокльдер, стереоскоптар, перископтар;

г) геодезиялық құралдар - деңгейлер, теодолиттер, оптикалық диапазондар;

д) призмалық және дифракциялық спектрлік құрылғылар - микрофотометрлер, интерферометрлер, спектро проекторлар.

2. Левер-оптикалық құрылғылар: оптимометрлер, ультра метрлер және т.б.

3. Левермеханикалық құрылғылар:

а) іс жүзінде рычаг (миниметрлер және т.б.);

б) беріліс (индикаторлар және т.б.);

в) тісті тісті (микрометрлер және т.б.);

г) рычаг-бұранда (индикатор-микрометр);

д) серіппелі беріліспен (микрокаторлар және т.б.).

4. Манометр және ротаометр көмегімен пневматикалық құралдар.

5. Механикалық құрылғылар:

а) верниермен жабдықталған сызықтық сызықтар (верниер құралдары және әмбебап гониометрлер);

б) бұрандалы берілісті қолдануға негізделген микрометриялық (микрометрлер, микрометрлік ұңғылар, тереңдік өлшегіштер және т.б.).

6. Электрлендірілген құрылғылар (индуктивті, сыйымдылық, фотоэлектрлік және т.б.).

7. Автоматты құрылғылар: басқару және сұрыптау машиналары, белсенді басқару құрылғылары және т.б.

Өлшеу құралдарының түріФизикалық шаманың белгілі бір түрін өлшеуге арналған өлшеу құралдарының жиынтығы.

Өлшеу құралдарының түріне бірнеше түр кіруі мүмкін. Мысалы, амперметрлер мен вольтметрлер (жалпы) - бұл электр тогы мен кернеуді өлшейтін құрал түрлері.

Өлшеуді талдау кезінде физикалық шамалардың нақты мәндері өлшеу нәтижелерімен салыстырылады. Өлшеу нәтижесінің ауытқуы ∆ Хшын мәнінен Qөлшенген мән деп аталады өлшеу қателігі:

Өлшеу қателері, әдетте, олардың пайда болу себептері бойынша және қателіктің түріне қарай жіктеледі. Оның пайда болу себептеріне байланысты келесі өлшеу қателіктері ажыратылады.

Егер сыналатын заттың температурасы сынақ жүргізілетін температурадан өзгеше болса, онда термиялық кеңеюге байланысты қателіктер пайда болады. Олардың пайда болуына жол бермеу үшін барлық өлшеулер қалыпты температурада (+ 20 ° С) жүргізілуі керек.

Аталған қателіктерге орындаушы өзінің субъективті мәліметтеріне, өлшеу беттері мен өнімнің арасындағы байланыстың тығыз болмауына байланысты мөлшерді өлшеген кезде туындайтын қателерді қосуға болады.

Өлшеу кезіндегі барлық қателіктер жүйелік, кездейсоқ және өрескел болып жіктеледі.

Астында жүйелітұрақты немесе үнемі өзгеріп тұратын қателіктерді бірдей мөлшерде қайталанатын өлшеулермен түсіну. Кездейсоққателіктер - бірдей мөлшерде қайталанған өлшеу кезінде кездейсоқ өзгеретін өлшеу қатесінің құрамдас бөліктері. TO дөрекікездейсоқ қателіктерге жатады, олар берілген өлшеу жағдайында күтілгеннен үлкен болады (мысалы, қате оқулар, соққылар және құралға әсер ету).

Калибрлеу - бұл мемлекеттік метрологиялық қадағалауға жатпайтын өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларын белгілеу; калибрлеуді калибрлеу зертханалары жүргізеді.

Сезімталдықтың шегі (жауап) - бұл шығыс мәнінің айтарлықтай өзгеруіне әкелетін кіріс шамасының ең аз өсуі.

Қарапайым қате - берілген талдау кезінде одан әрі компоненттерге бөлудің қажеті жоқ қатенің құрамдас бөлігі. Жүйелік қателерді анықтайтын әмбебап әдістер жоқ. Сондықтан оларды азайту немесе жою үшін әртүрлі әдістер қолданылады. Өлшеу нәтижелеріндегі өрескел қателіктер қалыптан тыс нәтижелер критерийі арқылы алынып тасталады, ол үшін мен стандартты ауытқу фракцияларындағы үлестіру орталығына қатысты аралықты аламын. Әдетте, егер өлшеу мәні 3 σ-ден жоғары болса, онда мұндай ауытқу қалыпты емес деп аталады.

Өлшемдердің метрологиялық біркелкілігін қамтамасыз ету үшін өлшеу зертханаларында өлшеу құралдарын метрологиялық аттестаттау жүргізіледі.

Тексеру кезінде анықталған өлшеу құралының негізгі метрологиялық сипаттамасы оның қателігі болып табылады. Әдетте, ол калибрленген өлшеу құралын үлгілі өлшеу құралымен немесе эталонмен, яғни тексеруге арналған дәлірек құралдармен салыстыру негізінде табылған.

Тексерулерді ажыратыңыз: мемлекеттік және ведомстволық, мерзімді және тәуелсіз, төтенше және инспекциялық, кешенді, элемент-элементтер және т.б. Тексеру белгіленген тәртіпте жүргізуге құқылы метрологиялық қызметтермен жүзеге асырылады. Тексеруді оны жүргізу құқығына куәлігі бар арнайы дайындалған мамандар жүргізеді.

Пайдалануға жарамды деп танылған өлшеу құралдарын тексеру нәтижелері салыстырып тексеру сертификаттарын беру, салыстыру таңбаларын қолдану арқылы және т.б. құжатталған, халық шаруашылығында қолданылатын барлық өлшеу құралдары тексеруге жатады.