Дәріс 14. Тақырып. Физикалық шамалар эталондары

Физикалық шама бірлігінің эталоны деп бірліктердің дұрыс қайтымдылығына және оларды сақтауға арналған өлшем құралдарын айтады. Шама бірлігінің эталондарының көмегімен дәлдігі төмен өлшем құралдарына бірліктердің размері беріледі. Бірліктерді өте жоғары дәлдікпен көрсететін эталондарды біріншілік эталондар деп айтады. Халықаралық бірліктер (ХБ) жүйесінің негізгі бірліктерінің эталондары бірліктерді олардың жоғарыда берілген анықтамаларына сәйкес анықтайды. Халықаралық бірлік жүйесінің негізгі бірліктерінің көшірмесі орталықтандырылған түрде мемлекеттік эталондардың көмегімен жасалады. Қосымша және туынды бірліктер орталықтандырылған түрде немесе жергілікті метрологиялық органдар арқылы арнаулы өлшем құралдарының көмегімен жасалынады. Орталықтандырылған жолмен яғни мемлекеттік эталондармен салыстыру арқылы ХБ жүйесінің туынды бірліктерінің ең маңыздыларыжасалады. Орталықтандырылмағанжолмен размерін эталонмен тура салыстыруға болмайтын немесе тура салыстырудан гөрі жанама өлшеумен тексеру оңай болатын бірліктер жасалады. Метрологиялық жұмыстарда екіншілік эталондар жергілікті мекемелерде тексеру жұмыстарын жүргізу үшін және мемлекеттік эталондардың сақталуы мен тозбауын қамтамасыз ету үшін жасалынады. Екіншілік эталондар өздерінің метрологиялық қызметтері бойынша эталон – көшірме, эталон – салыстырма, эталон – куә және жұмысшы эталондар болып бөлінеді.

Кейбір жағдайларда мемлекеттік эталондарды да жұмысшы эталон ретінде пайдалануға болады. Мемлекеттік эталондар метрологиялық институттарда сақталады. Мемлекеттік эталондармен жұмыс жүргізу үшін аса жауапты адамдар – эталон сақтаушы ғалымдар тағайындалады. Екіншілік эталондар метрологиялық институттарда және басқа да мемлекеттік метрологиялық органдарда пайдаланылады.

Ұлттық эталондармен қатар халықаралық эталондар бар, олар Халықаралық Өлшем және Таразы бюросында сақталады. Халықаралық бюро қызметінің бағдарламасы бойынша әр елдің өте ірі метрологиялық зертханалардағы ұлттық эталондар бір –бірімен және халықаралық эталондармен салыстырып отырылады. 3 жылда бір рет салыстырылады. Процесс кезінде түзетілмеген ӨҚ кайтадан градуирленеді және периодты тексеріледі. Арнайы, техникалық, ұйымдастырылған, нормативті құралдар кіргізіледі.
Дәріс 15.

Тақырып. Тексеру сұлбалары.

Техникалық құралдарға эталондар, үлгілі өлшеу құралдар, тексеру қондырғылар және көмекші құрылғылар тексеру жүргізу үшін қолданылады.

Метрологиялық бағытын белгілейтін жұмысшы және үлгілі өлшеу құралдарымен бірлік көлемінің берілу тәртібін орнататын алғашқы құжат болып есептелінеді. Тексеру сұлбалары бүкілодақтық және локальды болып жіктеледі. Бүкілодақтық тексеру сұлбалары тексеру сұлбаларының локальдық түрінің құрылуына негізі болып табылады, үлгілі және жұмысшы өлшеу құралдарын тексеру әдістері мен құралдары үшін қажет. Бүкілодақтық тексеру сұлбалары мемлекеттік стандарттар ретінде бекітіледі. Бүкілодақтық тексеру сұлбаларының элементтері: мемлекеттік эталон, эталон – көшірме, эталон – салыстырма, эталон – куә және жұмысшы эталондар, үлгілі және жұмысшы өлшеу құралдары, сонымен қатар бірліктердің көлемін беру әдістері немесе тексеру әдістері. Үлгілі өлшеу құралдарының барлық разрядтарының мөлшері бірліктің көлемін мемлекетте қолданылатын барлық жұмысшы өлшеу құралдарына берілудің рационалды жүйесін қамтамасыз етуі қажет. Тексеру сұлбалары сызба мен текстік бөліктен тұрады. Локальдік тексеру сұлбаларына текстік бөлікті қоспауға мүмкіндік беріледі. Тексеру сұлбалары сызбасында өлшеу құралдардың атаулары, физикалық шамалардың мәндер диапазоны, қателіктердің бағалары мен мән қабылдауы, тексеру әдістерінің атаулары көрсетіледі. Тексеру әдістері берілген өлшеу құралдарының түрінің тексеру спецификасын көрсету керек. Олар келесі жалпы әдістердің біреуіне сәйкес келеді:

• 
  үзіліссіз тексерілетін өлшеу құралының сол түрінің үлгілі өлшеу құралымен салыстыру (Компараторсыз);
  
• 
  компоратордың көмегімен тексерілетін өлшеу құралының сол түрінің үлгілі өлшеу құралымен салыстыру;
  
• 
  үлгілі мөлшермен қайта туындайтын шаманы тексерілетін өлшеу құралдарының көмегімен тікелей өлшеу;
  
• 
  тексеруге тиесілі мөлшермен қайта туындайтын шаманы үлгілі өлшеу құралымен тікелей өлшеу;
  
• 
  тәуелсіз тексеру, яғни размерлішамалардың бірліктері мен градуирленген үлгілі өлшеу құралдары немесе бірліктердің размерлерін эталондармен берілуін қажет етпейтін қатысты шамалардың өлшеу құралымен тексеру.
  

1. 
   L^-3 N;
   
2. 
   L² MT^-2 N^-1;
   
3. 
   L² MT^-2 Ө^-1 N^-1;
   

1. 
   – молдік концентрация – куб метрінің молі;
   
2. 
   – ішкі молярлық энергия – джоуль моль емес;
   
3. 
   – молярлық энтропия, молярлық жылу сиымдылық – джоуль мольға – кельвин;
   

Тапсырмалар.

1) 'өлшеу' дегеніміз не анықтама беріңіз.

2) 'өлшеу құралы' дегеніміз не анықтама беріңіз. Өлшеу құралы функционалдық бағыты бойынша қалай жіктеледі.

3) 'өлшеу түрлендіргіші' дегеніміз не? өлшеу түрлендіргіштердің қандай түрлері бар? Мысал келтіріңіз.

4) 'өлшеу принципі' және 'өлшеу әдісі' дегеніміз не анықтама беріңіз. Бұл анықтамалар қалай ажыратылады?

5) Мөлшермен салыстыру әдісінің әртүрлерін атаңыз. Олардың жіктелуі немесе таралу мысалдарын келтіріңіз.

6) 'өлшеу аспабы' дегеніміз не анықтама беріңіз? өлшеу түрлендіргіші қалай ажыратылады? Өлшеу шамалардың түрлері бойынша өлшеу аспабының жіктелу принципін түсіндіріңіз.

7) 'салыстыру құралы' дегеніміз не анықтама беріңіз. 'арнайы техникалық құралдар' және 'арнайы құрылған орта' салыстыру құралымен тарату мысалын келтіріңіз.

8) Жалпы алынған нәтиже бойынша өлшеудің жіктелу мысалы. Жеке түрлеріне мысал анықтама.

9) 'өлшеу бірлігі' дегеніміз не анықтама беріңіз. Өлшеу бірлігін қамтамасыз ету үшін қандай шарттарды орындау қажет?

10) 'техникалық өлшем' және 'метрологиялық өлшем' терминдарына анықтама беріңіз. Екеунің арасындағы айырмашылығы қандай?
2. Есеп шығару мысалдары

1-шi есеп

Есептің шарты: Өлшеу тізбегіндегі кедергі амперметр және вольтметр көмегімен өлшенеді (Ом заңына негізделеді). қысқа уақыт аралығында өлшеу жүргізіледі және қөрек көзінің ЭҚК, өлшеу жургізу шарттары өзгермеген. Бұл процедурадағы әр шамалардың екі жағдай үшін өлшеуді жіктеу:

а) кедергісі бір рет өлшенеді;

б) кедергісі п рет өлшенеді, тең уақыт аралығында.

Әрбір шамалар үшін өлшеу әдістерінің жіктелуі.

Өлшеу келесі түрлерге жіктеледі (м.қар. 1.1 [4]):

а) кернеуді және тоқты тікелей өлшеу (кернеудің және тоқтың мәні үзілісіз эксперимент кезінде орнатылады), бір ретті, статикалық (қөрек көзінің ЭҚК өзгерісіз), абсолютті (кернеудің және тоқтың алынған өлшеу нәтижесі өлшеу бірлігіне сәйкес келеді);

кедергіні өлшеу - жанама ( кернеудің және тоқтың тікелей өлшеу нәтижесін қолдана отырып мәнін еспетеу арқылы аламыз), бір ретті, статикалық, абсолютті;

барлық техникалық өлшемдер, жұмысшы ӨҚ орындалады және ФШ размерін беру бір-бірімен байланысты емес.

б) кернеуді және тоқты тікелей өлшеу, көп ретті (немес статистикалық), тең нүктелі (бірыңғай дәлдігі алынған барлық нәтижелері, өзгермеген шарттары үшін қысқа уақытта сол аспаптармен өлшеу жургізіледі), статикалық, абсолютті;

кедергіні өлшеу – статистикалы жанама, абсолютті, статикалық;

барлық техникалық өлшемдер.

1. Тұрақты керергі резисторын ең алдымен ампервольтомметр мен Ц4351 өлшенеді, ал содан кейін шама көпір арқылы өлшенеді. Резистордың өлшеу әдісі жіктелуде қолданылады.

3. Металдың өткізгіштік кедергісі температураға тәуелді, және мына теңдеу арқылы көрсетілген:

4. Резисторлар R1, R2, R3 іште дәнекерленген блоктарда болады (сур.кар.). Өлшеу түрін атаңыз, блогті бұзбай әр резистордың шамасын анықтауға болады.

5. Өлшеу тәсілі белгілі, егер объект, үлкен массасы М_х бар таразының платформасына орналастырады және рычагтың тең емес йықтың соңында таспаларды теңестіреді. Теңестіру үшін М_х п рет аз салмақты таспа керек. Бұндай жағдайда өлшеу әдісі қалай таратылады?