Материалдар / Лекция:Өлшеу түрлері
2023-2024 оқу жылына арналған

қысқа мерзімді сабақ жоспарларын

жүктеп алғыңыз келеді ма?
ҚР Білім және Ғылым министірлігінің стандартымен 2022-2023 оқу жылына арналған 472-бұйрыққа сай жасалған

Лекция:Өлшеу түрлері

Материал туралы қысқаша түсінік
Өлшем дегеніміз - физикалық шамалардың мәнін, тәжірибелік жолмен, өлшемдік заттарды қолдана отырып табу процесі. Процестің нәтижесі физикалық шамалардың мәні Q=qU, бұл жердегі q- қабылданған бірлікке сәйкес алынған физикалық шаманың сандық мәні; U- физикалық шама бірлігі. Өлшеу кезінде табылған физикалық шаманың мәнін Q дұрыс шама деп атайды.
Авторы:
Автор материалды ақылы түрде жариялады.
Сатылымнан түскен қаражат авторға автоматты түрде аударылады. Толығырақ
08 Желтоқсан 2022
720
1 рет жүктелген
Бүгін алсаңыз 25% жеңілдік
беріледі
770 тг 578 тг
Тегін турнир Мұғалімдер мен Тәрбиешілерге
Дипломдар мен сертификаттарды алып үлгеріңіз!
Бұл бетте материалдың қысқаша нұсқасы ұсынылған. Материалдың толық нұсқасын жүктеп алып, көруге болады
logo

Материалдың толық нұсқасын
жүктеп алып көруге болады

Өлшеу әдістері және оның түрлері.

Өлшем дегеніміз -  физикалық шамалардың мәнін, тәжірибелік жолмен, өлшемдік заттарды қолдана отырып табу процесі.

Процестің нәтижесі физикалық шамалардың мәні Q=qU, бұл жердегі q- қабылданған бірлікке сәйкес алынған физикалық шаманың сандық мәні; U- физикалық  шама бірлігі. Өлшеу кезінде табылған физикалық шаманың мәнін Q дұрыс шама деп атайды.

Өлшеу принципі- физикалық құбылыс немесе физикалық құбылыстар жиынтығы, ол өлшеу негізіне жатады. Мысалы, дене массасын ауырлық күшін пайдалана отырып өлшеудің көмегімен шамалау, бұл жерде массаға пропорционал салмақ болады, температураны термоэлектрлік  әсерді пайдалана отырып өлшеу.

Өлшеу әдістері деп- өлшеу амалдарын және принциптерін пайдаланудың жиынтығын айтады.

Өлшеу құралдарына (СИ) жататындар пайдаланылатын техникалық заттар, олардың нормаланған метрологиялық қасиеттері болады.

 Өлшеудің әртүрлі түрлері болады. Өлшеу түрлерін топтастыруды өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділік жағдайына, өлшемдік теңдеу түріне жағдайына, өлшеу нәтижелерінің нақтылығын анықтайтын жағдайға және осы нәтижелерді көрсететін тәсілдерге сәйкес жүргізеді.

Өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділігіне қарай өлшеуді  статикалық және динамикалық деп екіге бөледі.

 Статикалық дегеніміз- өлшенетін шама уақытқа тұрақты болып қалады. Бұндай  өлшемдерге жататындар, заттың өлшемін өлшеу, тұрақты қысымның, температураның т.б. шамалары.

Динамикалық өлшем дегеніміз- өлшенетін шама уақытқа байланысты өзгеретін процесс, мысалы, қысымды және температураны қозғалтқыш цилиндріндегі газ сығымдалуы кезінде өлшеуді айтады.

 Бұл өлшемдердің нәтижелерін алу тәсілдеріне қарай, өлшемдік теңдеу түрін анықтауға байланысты өлшемдерді тіке (тура), жанама, жинақталған және бірлескен өлшеу түрі деп бөледі.

Тікелей өлшеу дегеніміз- бұл жерде ізделіп отырған физикалық шаманың мәнін тікелей тәжірибе мәліметтерінен табады. Тікелей өлшеуді Q=Х формуласымен көрсетуге болады, бұл жердегі Q өлшенген шаманың ізделіп отырған мәні, ал Х- мәні , оны тікелей тәжірибе мәліметтерінен алған. Бұл секілді өлшемдерге мысал ретінде мыналарды алуға болады: ұзындықты сызғышпен немесе рулеткамен өлшеу, диаметрді штангенциркульмен немесе микрометрмен өлшеу, бұрышты бұрыш өлшегішпен өлшеу, температураны термометрмен өлшеу т.б. жатады.

Жанама өлшемдер дегеніміз- бұл жерде шаманың мәні ізделіп отырған шамамен шамалардың арасындағы белгілі байланыс негізінде анықталады, бұл жерде шаманың мәні тікелей өлшеммен табылады. Сонымен, өлшеніп отырған шаманың мәнін мына формула бойынша есептейміз Q=Ғ (х1,х2,....хN), бұл жердегі Q- өлшеніп отырған шаманың ізделіп отырған мәні; Ғ- белгілі функционалдық тәуелділік, х1, х2,....хN- тікелей өлшеу арқылы алынған шамалардың мәні. Жанама өлшемдердің мысалдары: денені тікелей оның геометриялық өлшемдеріне  қарап көлемін анықтау, өткізгіштің меншікті электрлік кедергісін оның кедергісне қарап анықтау, көлденең қиықтың ұзындығына және көлеміне қарап анықтау, резьбаның  орташа  диаметрін үш сымды алып өлшеу әдісімен анықтау және т.б. Жанама өлшемдер, ізделіп отырған шаманы тікелеі өлшеуге болмайтын жағдайда кеңінен қолданылады. Мынандай   жағдайлар да кездеседі, шаманы тек қана жанама жолмен өлшеуге тура келеді, мысалы, астрономиялық немесе  атомішілік өлшемдерді өлшеу.

Жинақтап бүтіндей өлшеу- бұл өлшемде, өлшенетін шамалардың мәнін бір немесе бірнеше бірдей шамалардың қайтадан өлшенген өлшеу нәтижелеріне қарап анықтайды, бұл жерде әртүрлі шамаларды бірлестіреді. Ізделіп отырған шаманың мәнін бірнеше тікелей өлшемдердің қорытындысын ала отырып теңдеу жүйесімен шешіп анықтайды. Жинақталған өлшемдердің мысалына жекелеген гирлердің жиынтығының массасын анықтау, біреуінің белгілі массасы бойынша колибрлеуді жүргізу және тікелей өлшеудің қорытындысы бойынша әртүрлі үйлесімді гирлердің массасын салыстыру. Енді, бірлескен өлшемдерді қарастырып көрейік, бұл жерде әртүрлі салмақтағы гирлерге калибровка жүргіземіз, олардың массасы 1,2,2; 5,10 және 20 кг (2-ден басқа) гирлер қатары әртүрлі өлшемдегі үлгілік массаны көрсетеді. Жұлдызшамен белгіленген гирлер 2 кг-ның нақты мәнінен ерекше болғандар. Калибровканы массасы белгілі әрбір гирден   бір-біреуден алып жүргізеді, мысалы, массасы 1 кг-дық гирді алады. Гирлердің тәсілдерін ауыстыра отырып өлшеу жүргіземіз. Теңдеу құрастырамыз, бұл жерде жекелеген гирлердің массасын санмен белгілейміз, мысалы, 1- үлгіде 1 кг-дық гирдің массасын белгілейміз, оны: 1=1үлгі+а; 1+1 үлгі=2+b; 2*=2+c; 1+2+2*=5+d т.б. Теңдеудің оң бөлігінде көрсетілген гирлердің массасына қосымша салмақ қосу немесе теңестіру үшін алып тастау қажет болғанда оны a,b,c,d деп белгілейміз. Теңдеудің бұл жүйесін шешіп болғаннан соң, әрбір гирдің массалық мәнін анықтауға болады.

Бірге- бірлестіріп өлшеу әдісінде- бір мезгілде екі немесе одан да көп әртүрлі атаудағы шамаларды өлшейді, бұл, олардың арасындағы функционалдық байланыстарды табу үшін жасалады. Бірлескен өлшемнің мысалына желінің ұзындығын оның температурасына қарап анықтау немесе өткізгіштің электрлік кедергісін оның қысымына және температурасына қарап анықтау жатады. Нәтижелердің нақтылығын анықтау жағдайына сәйкес өлшеулерді үш классқа бөлеміз.

Нақты өлшемнің жоғарғы мүмкіндігін анықтау, бұл өлшем техника деңгейінде жүргізіледі. Бұл классқа барлық жоғары нақтылықтағы өлшемдер жатады және бірінші кезекте эталондық өлшемдер, бұлар, физикалық шамалардың бекітіліп берілген бірліктеріне нақты түрде жоғарғы өлшеммен жүргізуге байланысты болады. Бұл өлшемдерге жататындар, физикалық констант, атап айтқанда, барлық көп салалы өлшемдер, мысалы, еркін түсудің жылдамдық шамасының абсолюттік мәнін өлшеу.

Байқау-сынау өлшеулері , бұл жердегі қателік белгілі бір берілген мәннен асып кетпеуі тиіс. Бұл классқа жататын өлшемдерге, мемлекеттік қадағалау зертханасында орындалатын өлшемдер, олар техникалық регламенттердің талаптарын сақтауды бақылайды және өлшемдік техниканың жағдайын, сонымен қатар зауыттағы өлшемдік зертхананы қадағалап отырады. Бұл өлшемдер белгілі бір жағдайдағы нәтижелердің қателігінің алдын-ала берілген мәнінен асып кетпеуіне кепілдік береді.

Техникалық өлшемдер- бұл  жердегі нәтижелердің қателігі өлшеу тәсілінің сипатына қарай анықталады. Техникалық өлшемдердің мысалына, өнеркәсіптік кәсіпорындарындағы өндірістік процестердегі  орындалатын өлшемдер жатады, қызмет көрсету аясындағы өлшемдер т.б.

Өлшеу нәтижелерін көрсету тәсіліне қарай  абсолютік және салыстырмалы  өлшемдер болып екіге бөлінеді.

Абсолюттік өлшем дегеніміз- бір немесе бірнеше шамаларды тікелей өлшеуге немесе оған физикалық констант мәнін пайдалануға негізделген. Абсолюттік өлшеудің мысалына жататындар: ұзындықты метрмен өлшеп анықтау, ампердегі электр тоғының күшін  анықтау, еркін түсудің жылдамдығын квадрат метр-секундпен анықтау жатады.

 Салыстырмалы өлшемге жататындар, бұл жағдайда, ізделіп отырған шаманы сонымен аттас шамамен салыстырады, ол бірліктің рөлін атқарады немесе бастапқы бірлік болып саналады. Мысалы: обечайканың  диаметрін өлшеу ролигінің айналым санына қарап анықтау, ауаның салыстырмалы ылғалдылығын өлшеу, оны 1 куб.м ауадағы су буының мөлшеріне қарап анықтайды, ол 1 куб.м ауаны осы температурада қанықтырады.

 Ізделіп отырған шамалардың мәнін анықтау тәсіліне байланысты, өлшеудің негізгі екі әдісі болады, тікелей бағалау әдісі және  шамалап салыстыру әдісі.

Тікелей бағалау әдісі- бұл өлшеу әдісінде шаманың мәнін тікелей әсер ететін өлшеу құралының есептегіш құрылымы бойынша анықтайды. Бұған мысал ретінде мынаны алуға болады: сызғыштың көмегімен ұзындықты есептеу, бөлшектердің (детальдар) өлшемдерін микрометрмен, бұрыш өлшегішпен, қысымды манометрмен өлшеу т.б.

Шамалап салыстыру әдісі- бұл өлшеу әдісінде , өлшенетін шаманы мөлшерлік көшірменің шамасымен салыстырады. Мысалы, калибрдің диаметрін өлшеу үшін оптиметрді нөлге қойып ұзындық өлшемінің ұшына дейін блокпен апарады, ал өлшемнің нәтижесін нөлден ауытқу жағдайына қарай оптимер тілінің көрсеткішіне қарап алады. Осындай жағдаймен, өлшенетін шама блоктың соңғы өлшемінің өлшемімен теңестіріледі. Салыстыру әдісінің бірнеше түрлері бар:

а) қарама-қарсы қою әдісі, бұл жерде өлшенетін шама және шамамен жасалған мөлшер бір мезгілде салыстыру құралына әсер етеді, бұл жағдай екі шаманың арасындағы  қатынасты жасауға мүмкіндік береді, мысалы, кедергіні  өткелдік сызба бойынша өлшеу, бұл жағдайда  өткен диагоналін көрсететін құралды іске қосамыз;

б) дифференциалдық әдіс, бұл жерде өлшенетін шаманы, өлшеммен жасалған белгілі шамамен салыстырады. Бұл әдіспен, мысалы, тексеріліп отырған бөлшектің диаметрін оптимермен өлшегенде оны блок бойынша нөлге қойып өлшем шамасының ауытқуын анықтайды;

в) нөлдік әдіс- бұл да шаманы салыстыру әдісінің түріне жатады, бұл жерде шаманың әсерлік тиімділігін салыстыру құралында нөлге дейін жеткізеді. Бұл әдіспен өткел сызбасы бойынша электрлік кедергілерді өлшейді, оны толық теңгеріп алады;

г)сәйкестік әдісінде өлшенетін шама мен мөлшерлеп жасалған шаманың арасындағы  айырмашылықты, шкала белгілерінің немесе мерзімдік дабылдардың сәйкес келуін пайдалана отырып анықтайды. Мысалы, штангенциркульмен өлшеген кезде негізгі және синустық шкалалардың белгілерінің сәйкестігін пайдаланады.

Өлшеу ақпараттарын алудың тәсіліне  байланысты, өлшемдерді түйіскен және түйіспеген деп бөледі.

Қолданыладытн өлшемдік заттардың түріне байланысты оларды инструменталдық, эксперттік (сараптық), эвристикалық және органолептикалық өлшем әдістері деп бөледі.

Инструменталдық әдіс арнаулы техникалық заттарды пайдалануға негізделген, атап айтқанда, автоматтандырылған және автоматты.

Эксперттік әдіс мамандар тобы талқылап бағалауына негізделген.

Эвристикалық әдіс ішкі түйсікке негізделген.

Органолептикалық әдістер адамның сезім мүшелерін пайдалануға негізделген. Нысанның жағдайын бағалауды элементтік және кешенді өлшемдермен жүргізеді. Элементтік әдісте, заттың әрбір параметрін жекелеп өлшейді. Мысалы, эксцентриситет, сопақша болуы, цилиндр иінінің қырларын өлшеу. Кешенді әдісте сапалылық көрсеткішті біріктіріп өлшейді, оған оның құрамындағы жекелеген заттардың әсері тиеді. Мысалы, цилиндр бөлшегінің радиалдық соғуын өлшеу, оған эксцентриситет, сопақшалық т.б. әсер етеді. Профильді шектік контурға қойып бақылау.



Методы измерения и его виды.

Измерение-это процесс нахождения значения физических величин экспериментальным путем, с помощью мерных веществ.

Результатом процесса является значение физических величин Q=qU, где q-числовое значение физической величины, полученной в соответствии с принятой единицей; U-единица физической величины. Значение физической величины, найденной при измерении, называется правильной величиной Q.

Принцип измерения-это физическое явление или совокупность физических явлений, которые лежат в основе измерения. Например, при измерении массы тела с использованием силы тяжести, где вес пропорционален массе, измерение температуры с использованием термоэлектрического эффекта.

Методы измерения-это совокупность использования мерных приемов и принципов.

Технические вещества, относящиеся к средствам измерений (СИ), обладают нормированными метрологическими свойствами.

Будут разные типы измерений. Группировка видов измерений производится в соответствии с состоянием зависимости измеряемой величины от времени, типом размерного уравнения, положением, определяющим точность результатов измерений, и способами, отражающими эти результаты.

В зависимости от зависимости измеряемой величины от времени измерение делят на статическое и динамическое.

Статический означает, что измеряемая величина остается постоянной во времени. К таким измерениям относятся измерения размеров вещества, величины постоянного давления, температуры и др.

Динамическое измерение-это процесс, при котором измеряемая величина изменяется во времени, например, измерение давления и температуры при сжатии газа в цилиндре двигателя.

В зависимости от способов получения результатов этих измерений измерения делятся на прямые (прямые), косвенные, обобщенные и совместные, связанные с определением типа уравнения измерений.

Прямое измерение означает, что оно находит здесь значение искомой физической величины непосредственно в данных эксперимента. Прямое измерение может быть выражено формулой Q=X, которая представляет собой искомое значение измеренной величины Q на земле , а значение X, полученное непосредственно из данных эксперимента. Примеры таких измерений включают: измерение длины линейкой или рулеткой, измерение диаметра штангенциркулем или микрометром, измерение угла угломером, измерение температуры термометром и т. д.

Косвенные измерения - это когда значение величины определяется на основе известной связи между искомыми приблизительными величинами, где значение величины находится непосредственно в измерении. Итак, рассчитаем значение измеряемой величины по формуле Q=в (х1, х2,....хN), где Q-искомое значение измеряемой величины; г-известная функциональная зависимость, х1, х2,....xn-значение величин, полученных прямым измерением. Примеры косвенных измерений: определение объема тела, глядя прямо на его геометрические размеры, определение удельного электрического сопротивления проводника, глядя на его сопротивление, определение длины и объема поперечного сечения, определение среднего диаметра резьбы методом трехжильного гигантского измерения и т. д. косвенные измерения широко используются в тех случаях, когда искомая величина не может быть измерена напрямую. Встречаются и такие случаи, когда величину приходится измерять только косвенным путем, например, измеряя астрономические или внутриатомные измерения.

Суммарное измерение в целом-это измерение, которое определяет значение измеряемых величин, глядя на результаты повторных измерений одной или нескольких одинаковых величин, где они объединяют разные величины. Значение искомой величины определяется системой уравнений с выводом нескольких прямых измерений. На примере накопленных измерений можно определить массу набора отдельных гироскопов, провести колибрацию по известной массе одного из них и сравнить массу различных совместимых гироскопов по итогам прямых измерений. Теперь давайте рассмотрим совместные измерения, где мы проведем калибровку гирь разного веса, масса которых составляет 1,2,2; ряд гирь весом 5,10 и 20 кг (кроме 2) показывает массу образца разного размера. Отмеченные звездочкой Гиры отличались от фактического значения 2 кг. Калибровку проводят, забирая по одному из каждого Гира с известной массой, например, забирая гири массой 1 кг. Производим замеры с заменой подходов гирь. Составим уравнение, где обозначим массу отдельных гирь числами, например, в образце 1 обозначим массу гирь весом 1 кг, которую: 1=1+а; 1+1 Образец=2+b; 2 * =2 + c; 1+2+2*=5+d т.б.когда нам нужно добавить или вычесть дополнительный вес к массе извилин,показанной в положительной части уравнения,мы обозначаем его как a,b, c, D. Решив эту систему уравнений, можно определить значение массы каждого гиря.

Вместе - в методе единичных измерений-измеряют одновременно две или более величины разных наименований, что делается для нахождения функциональных связей между ними. Примеры совместного измерения включают определение длины линии по ее температуре или определение электрического сопротивления проводника по ее давлению и температуре. По случаю определения достоверности результатов делим измерения на три класса.

Определение верхней возможности фактического измерения, это измерение производится на уровне техники. К этому классу относятся все измерения высокой точности и, в первую очередь, эталонные измерения, которые, в частности, зависят от фиксированных единиц физических величин, выполняемых с верхним измерением. К этим измерениям относятся, в частности, физические константы, а именно все междисциплинарные измерения, например, измерение абсолютного значения величины скорости свободного падения.

При наблюдательно-испытательных измерениях погрешность в этом месте не должна превышать определенного заданного значения. Это размеры, относящиеся к классу, выполняемые в лаборатории государственного надзора, которые контролируют соблюдение требований технических регламентов и следят за состоянием измерительной техники, а также измерительной лаборатории на заводе. Эти критерии гарантируют, что результаты в данной ситуации не превышают заранее заданное значение погрешности.

Технические измерения-погрешность результатов на местности определяется характером способа измерения. Примеры технических измерений включают измерения, выполняемые в производственных процессах на промышленных предприятиях, измерения в сфере обслуживания и т. д.

В зависимости от способа отображения результатов измерений делятся на абсолютные и относительные измерения.

Абсолютная мера - это мера, основанная на прямом измерении одной или нескольких величин или использовании для нее физического константы. Примеры абсолютных измерений включают: определение длины в метрах, определение силы электрического тока в амперах, определение скорости свободного падения в квадратных метрах-секундах.

Те, которые относятся к относительному измерению, в этом случае сравнивают искомую величину с одноименной величиной, которая играет роль единицы или считается исходной единицей. Например: определение диаметра обечайки по количеству оборотов измерительного ролика, измерение относительной влажности воздуха, его на 1 куб.м определяет, глядя на количество водяного пара в воздухе, которое составляет 1 куб.м насыщает воздух этой температурой.

В зависимости от способа определения значения искомых величин, основными методами измерения будут два: метод прямой оценки и метод приблизительного сравнения.

Метод прямой оценки заключается в том, что в методе измерения значение величины определяется по структуре счетчика измерительного прибора, на который непосредственно воздействует. Примером этого является: расчет длины с помощью линейки, измерение размеров деталей (деталей) микрометром, угломером, манометром давления и т. д.

Метод приблизительного сравнения-это метод измерения , при котором измеряемая величина сравнивается с величиной размерной копии. Например, чтобы измерить диаметр калибра, оптиметр помещает его на ноль и ведет блоком к концу измерения длины, а результат измерения можно получить, посмотрев на показания языка оптимера в зависимости от случая отклонения от нуля. В таком случае измеряемая величина приравнивается к измерению конечного размера блока. Существует несколько видов метода сравнения:

а) метод противопоставления, при котором измеряемая величина и приближенная величина влияют на инструмент сравнения одновременно, позволяет создать соотношение между двумя величинами, например, измерение сопротивления по схеме пересечения, в этом случае мы запускаем инструмент, показывающий прошедшую диагональ;

б) дифференциальный метод, при котором измеряемая величина сравнивается с известной величиной, сделанной с измерением. При этом методе, например, при измерении диаметра исследуемой частицы оптимером определяют отклонение величины измерения, устанавливая ее на ноль по блоку;

в) нулевой метод-это также тип метода сравнения величин, при котором ударная эффективность величины доводится до нуля в инструменте сравнения. При этом методе измеряют электрические помехи по схеме перехода, полностью балансируя ее;

г) определяет в методе соответствия разницу между измеряемой величиной и дозированной величиной, совпадение знаков шкалы или периодических сигналов. Например, при измерении штангенциркулем используется совпадение меток основной и синусоидальной шкал.

В зависимости от способа получения измерительной информации, размеры делят на контактные и неразъемные.

В зависимости от типа применяемых измерительных веществ их подразделяют на инструментальные, экспертные (экспертные), эвристические и органолептические методы измерения.

Инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в частности, автоматизированных и автоматических.

Экспертный метод основан на оценке, обсуждаемой группой специалистов.

Эвристический метод основан на интуиции.

Материал жариялап тегін сертификат алыңыз!
Бұл сертификат «Ustaz tilegi» Республикалық ғылыми – әдістемелік журналының желілік басылымына өз авторлық жұмысын жарияланғанын растайды. Журнал Қазақстан Республикасы Ақпарат және Қоғамдық даму министрлігінің №KZ09VPY00029937 куәлігін алған. Сондықтан аттестацияға жарамды
Ресми байқаулар тізімі
Республикалық байқауларға қатысып жарамды дипломдар алып санатыңызды көтеріңіз!