Ф р 042 02. 2015-01 «25» ақпан 2015 ж басылым №1

жүктеу 1,13 Mb.

бет	1/5
Дата	20.05.2018
өлшемі	1,13 Mb.
	#14429

1 2 3 4 5

КІРІСПЕ
1 ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚТАР

Ф Р 042-1.02.2015-01

«25» ақпан 2015 ж. басылым №1

31 беттен

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ

БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ ҚАЛАСЫНЫҢ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ

МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

3 денгейлі СМЖ құжаты

«25» ақпан 2015 ж

№ 1 басылым

Ф Р 042-1.02.2015-03

Практикалық жұмыстар үшін әдістемелік нұсқау

Инженерлік-технологиялық факультет

Кафедра «Техникалық физика және жылуэнергетика»

«Техникалық құралдар және жылуэнергетикадағы өлшемдер»

пәні бойынша

зертханалық жұмыстарды орындау үшін

ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ
5В071700 – Жылуэнергетика

мамандығының студенттері үшін

Семей

2016

Алғы сөз
1 ӘЗІРЛЕГЕН

ҚҰРАСТЫРУШЫ _____ «___» _________ 20__ ж.

Техникалық ғылымдарының магистрі, «Техникалық физика және жылуэнергетика» кафедрасының оқытушысы А.Н. Шалаганова
«Техникалық құралдар және жылуэнергетикадағы өлшемдер» пәні бойынша зертханалық жұмыстарды орындау әдістемелік нұсқау 5В071700 – Жылуэнергетика мамандығының студенттері үшін
2 ТАЛҚЫЛАНДЫ

Әдістемелік нұсқау «Техникалық физика және жылуэнергетика» кафедрасының мәжілісінде қарастырылған

Хаттама № __ «___» _________ 20__ ж.
Кафедра меңгерушісі _________ «____» __________ 20__ж. О. Степанова
Инженерлік-технологиялық факультетінің Оқу әдістемелік бюросында әдістемелік нұсқауды оқу ұрдісте қолдануға кенес берілді.
Хаттама № __ «___» _________ 20__ ж.
Төрайым _________ «____» __________ 20__ж. А. Нургазезова

Мазмұны

КІРІСПЕ 4

1 ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚТАР 5

Зертханалық сабақ 1. 5

Өлшеу аспаптары мен қондырғылары. 5

Зертханалық сабақ 2. 10

Кедергі термометрлерімен оған қосылған 2-ші прибордың құрылымы мен принципін оқып үйрену. 10

Зертханалық сабақ 3. 16

Қысым өлшейтiн аспаптардың құрлысын және жұмыс iстеу принципiмен оқып танысу. 16

Сабақтың мақсаты. Қысым өлшеуге арналған құралдардың жұмыс iстеу принципiмен танысып, тексерудi практика жүзiнде меңгеру. 16

Зертханалық сабақ 4. 26

Сұйық тамақ өнімдерінің деңгейін өлшеу. 26

2 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫС КЕЗІНДЕГІ ТЕХНИКАЛЫҚ ҚАУІПСІЗДІК НҰСҚАУЫ 37

2.1 Жалпы талаптар 37

2.2 Жұмыс істер алдыңдағы қауіпсіздік талаптары 37

2.3 Жұмыс уақытындағы қауіпсіздік талаптары 38

2.4 Жұмыс аяқталған кездегі қауіпсіздік талаптары 38

3 ТӘЖІРИБЕЛІК ЖҰМЫСҚА ҚОЙЫЛАТЫН ЕСЕПТІҢ ТАЛАПТАРЫ 39

4 ҰСЫНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕРДІҢ ТІЗІМІ 40

4.1 Негізгі әдебиеттер 40

4.2 Қосымша әдебиеттер 40

4.2.1 ГОСТ 8.417-2002. Метрология. «Единицы физических величин». 40

КІРІСПЕ

«Техникалық құралдар және жылуэнергетикадағы өлшемдер» пәні бойынша оқу-әдістемелік кешеннің құрамына енгізілген окытушыларға арналған пәндердің оқу жұмыс бағдарламасы 5В071700 - «Жылуэнергетика» мамандығының студенттері үшін арналған. Бұл студенттерді курстың мазмұнымен, оның маңыздылығымен, қажеттілігімен, курс саясатымен және студенттің оқу үрдісінде көрсететін іскірлігімен таныстырады. Оқу әдістемелік кешен пәнді оқып үйренуде негізгі басты құрал болып саналады Осы пән мақсаты: термодинамиканың, жылуалмасу процесстерінің физикалық мәндерін зерттеу мен анализ талдаударын үйрену, және олардың негізінде жылулық процесстерді өткізу энергия мен материалдарды тиімді пайдалану.

Курсты оқыту мақсаты – жылутехникалық параметрлер өлшеулерінің әдістемесі облысында оқу және дағдыларын құру,меңгеру, Жаңа заманғы техникалық өлшеу құралдарымен меңгеру,онымен қоса, ЖЭС, АЭС және өнеркәсіп орындардың технологиялық процесстерін жүргізу үшін қолданылатын ақпараттық есептеуіш машиналар және микропроцессорлы құрылғылар.

1 ЗЕРТХАНАЛЫҚ САБАҚТАР

Зертханалық сабақ 1.

Өлшеу аспаптары мен қондырғылары.

Сабақтың мақсаты

Кешенді өлшеу құралдары барлық өлшеу процедураларын тарату үшін арналған. Өлшеу процесіндегі ролі мен орындайтын функциялары бойынша жіктелуіне сәйкес, оларға өлшеу аспаптары мен қондырғылары, өлшеу жүйелері мен өлшеп-есептеу кешендері жатады.

Өлшеу аспаптары - өлшенетін физикалық шаманың мәнін оның өзгеру аралығы мен бақылаушыға тікелей қабылданатын өлшеу ақпараттарының сигналын өңдеу кезінде алу үшін арналған өлшеу құралы.

Өлшеу аспабының жалпы құрылымдық схемасы. Өлшеу құралының берілген тобы көптеген аспаптардан тұрады, олар өлшенетін шамаларымен, пайдалану аймақтарымен, техникалық сипаттамаларымен, әрекет принциптерімен, қолданылатын элементі негізімен және басқа ерекшеліктерімен ажыратылады. Сонда да бұл аспаптардың кейбір ортақ қасиеттері бар. Өлшеу аспаптарының жалпы құрылымдық схемасы 1.6.1-суретте көрсетілген.

Өлшенетін ФШ алғашқы өлшеу түрлендіргіші мен қарапайым өлшеу құралдарының жиынтығынан тұратын түрлендіру құрылғысына әсер етеді. Алғашқы түрлендіргіш өлшенетін ФШ-ны өзіне біртекті немесе біртекті емес басқа шамаға түрлендіреді. Сигнал түрлендіргіштің шығысынан қарапайым ӨЖ жиынтығы арқылы өтеді. Қарапайым өлшеу аспаптарында мұндай жиынтық болмауы да мүмкін. Мысалы, аналогты вольтметрлерде өлшенетін кернеу алғашқы электроме-ханикалық ӨТ көмегімен тілшенің бұрылу бұрышына өзгереді.

1 сурет. Өлшеу аспабының жалпы құрылымдық схемасы

Түрлендіру құрылғысының шығысында параметрлері санағыш құрылғысының кіріс сипаттамаларына сәйкес келетін сигнал пайда болады.

Өлшеу аспаптарының жіктелуі. Әр түрлі өлшеу аспаптарының ерекшеліктерін есептеу үшін оларды әртүрлі белгілері бойынша жіктейді. Индикациялау түріне байланысты өлшеу аспаптарын мына түрлерге бөледі:

 көрсетуші, өлшенетін шаманың көрсеткішін ғана санайды, мысалы тілшелі немесе сандық вольтметр;

 тіркеуші, көрсеткіштердің осы немесе басқа ақпараттарды сақтаушыда тіркелуін алдын ала қарастырады, мысалы қағаз лентасында. Тіркеме аналогты немесе санды түрде болуы мүмкін. Оларды өзінше жазатын және жазып шығарушы деп ажыратады.

Өлшенетін шаманы түрлендіру әдістеріне байланысты аспаптарды тура, компенсациялы (теңестірілген) және аралас түрлендіргіштер деп бөледі.

Тағайындалуына байланысты өлшеу аспаптары амперметрлер, вольтметрлер, омметрлер, термометрлер, гигрометрлер және т.б. болып бөлінеді.

Қолданылатын өлшеу сигналдарын түрлендіру түріне байланысты аспаптар аналогты және сандық болып жіктеледі.

Аналогты аспаптар – бұл көрсеткіштері мен шығыс сигналдары өлшенетін шаманың өзгеру функциясында үздіксіз болып келетін аспаптар. Сызықты аналогты және өлшеу аспаптарының идеалданған түрлендіру теңдеуі мына түрде болады

Y = KX,

мұндағы Х - өлшенетін шама; Y, К – аспаптың сәйкес түрлендіру көрсеткіші мен коэффициенті. Көптеген өлшеу аспаптары сызықты болатынын айта кеткен жөн.

Сандық аспаптар – бұл әрекет принципі өлшенетін немесе оған пропорционалды шамаларды кванттауға негізделген аспаптар. Мұндай аспаптардың көрсеткіштері сандық түрде беріледі. Кванттау операциясының бар болуы сандық аспаптарда аналогты аспаптармен салыстырғанда метрологиялық сипаттамаларын таңдап алу әдісі, талдау, бейнелеу және мөлшерлеу сияқты елеулі айырмашылықтарын тудыратын ерекше қасиеттерінің пайда болуына алып келеді.

Өлшеу қондырғысы. Бұл - өлшеу құралдары (өлшем, өлшеу аспаптары, өлшеу түрлендіргіштері) мен өлшеу ақпаратының сигналдарын бақылаушыға тікелей қолайлы етіп өңдеу үшін арналған және бір жерде орналасқан көмекші қондырғымен функционалды түрде біріккен жиынтығы.

Қандай да бір бұйымды сынауға арналған өлшеу қондыр-ғысын сынақ қабырғасы (мысалы, электрлі материалдардың үлесті кедергісін өлшеу үшін, магнитті материалдарды сынау үшін) деп атайды.

ӨЖ-ні салыстырып тексеру үшін арналған эталондармен қосылған өлшеу қондырғысын салыстырып тексеру қондыры-ғысы (мысалы, вольтметрлерді салыстырып тексеру қондырғысы) деп атайды. Негізінде машинажасауда қолданылатын кейбір үлкен өлшеу қондырғыларды өлшеу машиналары (мысалы, күш өлшейтін машина, бөлгіш машина) деп те атайды.

Өлшеу жабдықтарының метрологиялық және метрологиялық емес сипаттамалары
Өлшеу жабдықтарын бір-бірімен салыстыруға мүмкіндік беретін олардың кейбір ортақ қасиеттері метрологиялық сипаттамалары деп аталады, оларға мыналарды жатқызуға болады:

1. Сезімталдылық - сезімталдық дегеніміз, шығыс сигналы өсімшесінің кіріс сигналы өсімшесіне қатынасы яғни:

2. Өлшеу аралығы - өлшеу жабдықтарының жіберетін қателігінің шамасы мөлшерленген өлшеу жүргізу аралығы.

Метрологиялық емес сипаттамалар

Материалдық емес сипаттамаға сенімділік көрсеткіші, электрлік беріктілігі (изоляция беріктілігі), климаттық, механикалық әсерлерге беріктілігі жатады.

Өлшеу қателіктері
Қателіктердің жіктелуі. Өлшеу құралдары мен нәтижелерінің сапасын, қателіктерін көрсете отырып, сипаттау қажет. “Қателік” деген ұғымды енгізу мыналар сияқты үш ұғымдарды анықтау және нақты шектеуді қажет етеді: өлшенетін физикалық шаманың шын және нақты мәні мен өлшеу нәтижесі. Физикалық шаманың шын мәні – берілген объектінің мөлшерлі түрдегі және сапасы жағынан қасиетін бейнелейтін идеалды мәні. Ол біздің сана сезімімізге тәуелді емес, идеалды шама болып табылады. Тәжірибеде бұл абстракталы ұғымды “ақиқат шама” деген шамамен алмастырған жөн. Физикалық шаманың нақты мәні – бұл тәжірибеден алынған және мақсатқа сай сол бір керекті шын мәнге жақын шама болып табылады. Өлшеу нәтижесі - өлшеу жолымен алынған шаманың шын мәнін өзінше жуықтап бағалау.

“Қателік” деген ұғым “өлшеу нәтижесінің қателігі” және “өлшеу құралдарының қателігі” деген түсініктемелерден тұратын метрологияның ең маңызды мәселесі. Өлшеу нәтижесінің қателігі – ол өлшеу нәтижесі Х пен өлшенетін шаманың ақиқат (немесе нақты) мәні Q арасындағы айырымы:

 = X – Q (4.1)

Ол өлшенетін шама мәнінің анықталмау шегін көрсетеді. Өлшеу құралдарының қателіктері – ол ӨЖ көрсеткіштері мен өлшенетін ФШ-ның айғақты (немесе нақты) мәндері арасындағы аралықты көрсетеді. Ол берілген құралдар арқылы жүргізілген өлшеу нәтижелерінің дәлділігін сипаттайды.

Бұл екі түсініктемелер бір-біріне едәуір жақын және бірдей белгілермен жіктеледі.

Әсер ету сипаты бойынша қателіктер кездейсоқ, жүйелі, прогрестенуші және дөрекі (қате жіберу) болып бөлінеді.

Қателіктердің жоғарыда келтірілген анықтамаларынан олар қандай-да бір құраушылардан тұратыны тиіс екенін байқалмайды. Қателіктерді құраушыларға бөлу олардың көрсетілу сипатына қарай өлшеу нәтижелерін өңдеу қолайлығы үшін енгізілген. Метрологияның құрылу процесінде қателік тұрақты шама емес екені байқалды. Қарапайым талдау жолымен оның бір бөлігі тұрақты шама ретінде көрсетілетіні, ал екіншісі – алдын ала болжанбай өзгереді. Бұл бөліктерді жүйелі және кездейсоқ қателіктер деп атайды.

Кездейсоқ қателік – қандай да бір ФШ-ны бірдей жағдайларда ұқыпты түрде қайталап өлшеу кезінде кездейсоқ түрде (таңбасы мен мәні бойынша) өзгеретінөлшеу нәтижелерінің бір құрамы болып табылады. Мұндай қателіктер пайда болған кезде ешқандай заңдылыққа жүгінбейді, ол бірдей шамаларды қайталап өлшеу нәтижесінің кейбір шашырандысы түрінде алынады. Кездейсоқ қателіктерден біз құтыла да, жоя да алмаймыз, олар әрқашан да өлшеу нәтижелерінде болады. Кездейсоқ қателіктер кездейсоқ процесстер мен математикалық статистика теориясы негізінде ғана бейнеленуі мүмкін.

Кездейсоқ қателіктердә жүйелі қателіктен айырмашылығы, оны өлшеу нәтижесінен түзету жолы арқылы жоя алмаймыз, бірақ оларды бақылау санын жоғарлату жолымен азайтуға болады. Сондықтан да нәтижені өлшенетін шаманың шын мәнінен минималды аз ғана ерекшеленетін түрде алу үшін, қажетті шаманы тәжірибеде берілген мәндерді математикалық тізбекті өңдеу арқылы көп ретті өлшеу керек.

Жүйелі қателік – бірдей ФШ-ны кайталап өлшеу кезінде тұрақты түрде қалатын немесе ережелерге сәйкес өзгеретін өлшеу нәтижелерінің құрамы болып табылады. Оның ерекшелігі - олар алдын ала болжанып, табылады және осыған байланысты құраушы түзетпелерді енгізе отырып, толығымен жойыла алады.

Прогрестенуші (дрейфтік) қателік – бұл уақыт бойынша жәй өзгеретін, алдын ала болжанылмайтын қателік. Прогрестенуші қателіктердің ерекше қасиеттері:

 олар тек берілген уақытта ғана түзету арқылы көшіріле алады да, кейін алдын–ала болжанбай өзгере береді;

 прогрестенуші қателіктердің уақыт бойынша өзгеруі - тұрақсыз кездейсоқ прогресс, сондықтан да тұрақты кездейсоқ процесстердің жақсы өңделген терия негізінде тек белгілі ескертпелер арқылы беріледі.

Прогрестенуші қателік – бұл қателіктердің уақыт бойынша өзгеруінің тұрақсыз кездейсоқ процессі үшін спецификалық ұғым, ол кездейсоқ және жүйелі қателік ұғымдарына келтіріле алмайды. Бұлар тек тұрақты кездейсоқ процесстер үшін ғана сипатты. Прогрестенуші қателік тұрақсыз кездейсоқ процесстің ағынды математикалық күтілуінің уақыт бойынша тұрақсыздығымен қатар, оның түрі мен дисперсиясының таралу заңдылығында уақыт бойынша өзгеруі салдарынан туу мүмкін.

Дөрекі қателік (қате жіберу) – бұл өлшеу қатарына кіретін жеке бақылау нәтижесінде алынатын кездейсоқ қателік, ол берілген шарттарда осы қатардың басқа нәтижелерінен лезде ерекшелене алады. Олар, ереже бойынша, оператордың қателігі немесе дұрыс емес әрекеттерінен (оның психофизиологиялық жағдайы, дұрыс есептемеуі, жазба немесе есептеуде кеткен қателіктер, аспаптарды дұрыс қоспауы немесе олардың жұмыс кезіндегі бөгеттер және т. б.) пайда болады. Қателіктің пайда болуының себебі өлшеу жүргізу жағдайының аз уақытта лезде өзгеруі болып табылады. Егер қателіктер өлшеу процесінде пайда болса, олардан тұратын нәтижелер алып тасталады.

Қателіктерді өрнектеу тәсілдері бойынша оларды абсолютті, қатысты және келтірілген деп бөледі.

Абсолютті қателік (3.1) формуласы бойынша жазылады және өлшенетін шаманың бірлігімен беріледі. Дегенмен, ол өлшеу дәлдігінің көрсеткіші ретінде бола алмайды, өйткені, мысалы, Х = 100 болған кезде  = 0,05 өлшеудің жоғарғы дәлдігіне сәйкес, Х = 1 мм кезінде – төменгіге сәйкес келеді. Сондықтан да қатысты қателік деген түсініктеме енгізілген. Салыстырмалы қателік – абсолютті өлшеу қателігінің өлшенетін шаманың шын мәніне қатысы болып табылады:

 = /Q = (X - Q)/Q. (4.2)

Бұл өлшеу нәтижесінің берілген дәлділік сипаты ӨЖ қателіктерін мөлшерлеу үшін жарамайды, өйткені Q мәнін өзгерткен кезде Q = 0 кезіндегі шегіне шейін әртүрлі мәндерді қабылдайды. Осыған байланысты ӨЖ қателіктерін көрсету және мөлшерлеу үшін қателіктің тағы бір түрі – келтірілген қателік қолданылады.

Келтірілген қателік - ӨЖ-нің абсолютті қателігі барлық өлшеу аралығында немесе оның бір бөлігінде тұрақты болатын шартты түрде алынған Q_N мәніне жататын қатысты қателік:

 = /Q_N = (X - Q)/Q_N. (4.3)

Шартты түрде алынған Q_N мәнін мөлшерлеуші деп атайды. Көбінесе оның орнына берілген ӨЖ-нің жоғарғы өлшеу шегін алады, ол негізгі жағдайда “келтірілген қателік” ұғымының орнына пайдаланылады.

Пайда болу орнына байланысты қателіктерді аспапты, әдістемелі және субъективті деп ажыратады.

Аспапты қателік қолданылатын ӨЖ-нен туған. Кейде бұл қателікті аппаратты деп те атайды.

Өлшеудің әдістемелік қателігі мына жағдайлардан туады:

 өлшеу объектісінің алынған моделі оның өлшеу жолымен анық-талған қасиетін барабар көрсететін модельден ерекшеленгенінен;

 ӨЖ-ні қолдану тәсілдерінің әсерінен. Бұл мысалы, кернеуді ішкі кедергінің соңғы мәні арқылы вольтметрмен өлшеу кезінде байқалады. Бұл жағдайда вольтметрді кернеу өлшейтін тізбек аймағына шунтирлейді, және ол вольтметр қосылғанға дейінгі мәнінен аз болады;

 өлшеу нәтижелерін есептейтін алгоритмдер (формулалар) әсері-нен;

 қолданатын өлшеу құралдарының қасиеттерімен байланысы жоқ басқа факторлар әсерінен.

Әдістемелік қателіктің ерекше қасиеті, ол ӨЖ-де қолданылатын нормативті-техникалық құжаттамаларда көрсетілмейді, өйткені оларға тәуелді емес, олар әрбір нақты жағдайларда оператормен анықталады. Осыған байланысты оператор өзінің өлшейтін шамасын өлшеуге жататын шамалардан ажырата алуы тиіс.
Бақылау сұрақтары

1 Зертханалық жұмыстар қандай жабдықтарда жүргізіледі?

2 Имитациялық құрылғылар қалай іске қосылады?

3 ТВТ Shell бағдарламасында зертханалық жұмыстың теориялық материалын қалай табуға болады,?

4 QT_START2 бағдарламасында зертханалық жұмыстың теориялық материалын қалай табуға болады?

жүктеу 1,13 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5