Жаңа заманға сай өлшеуді дамытудың бағыттары мен жағдайы
Тұрақты түрде өлшеудің дәлдігін жоғарылату талап етіледі. Бұл тапсырманы шешудің негізгі жолдарының бірі – физикалық эталондардың иерархиялық қағидадан автономды қағидаға өтуі.
Автономдылық – бұл өлшеу құралдарына (ӨҚ) белгілі жоғары дәлдіктегі табиғат константаларының негізінде өлшемдерді қолдану болып табылады. Фундаменталды табиғат константалары – бұл жарық жылдамдығы, электрон массасы (физикалық шамалар) немесе атақты Планк тұрақтысы формуласына кіретін сандық коэффициенттер және т.б. Бұл шамалар тәжірибе жүзінде мүлде өзгермейді.
Автономдық өлшемдер иерархиялық салыстырып тексеруді талап етпейтін, дәлдігі жоғары ӨҚ-н құрастыруға мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта кванттық метрология негізінде аспаптар жасалуда, олар электромагниттік сәулеленудің атом бөліктерімен өзара әрекет етуіне негізделген. Осы қағидамен жиіліктің, уақыттың, ұзындықтың және т.б. шамалардың эталон бірліктері дайындалған.
Өлшеу құралдары (ӨҚ)
Техникалық өлшеу құралдары негізгі 3 топқа бөлінеді:
1. Өлшем – бұл берілген өлшемде физикалық шаманы көрсетуге та-ғайындалған ӨҚ. Бірмәнді өлшем – бір өлшемдегі физикалық шама (гір тасы). Көпмәнді өлшем – бір атты шамалардың әртүрлі өлшемдегі қатары (сызғыш).
Стандартты үлгі – заттың құрамы немесе құрылымын сипаттайтын шама бірліктеріне арналған өлшем.
Үлгілік зат – бұл белгілі құрамы бар зат, затты дайындағанда бекітілген көрсеткіштерді сақтайды.
2. Калибрлер – берілген шекарада өлшемдерді, бөлшек пішіндерін және беттердің өзара орналасуын табу мен бақылауға тағайындалған құрылғылар болып табылады. Оларға тығындар, жақтамалар және бұрандалық калибрлер жатады.
3. Әмбебап ӨҚ – диапазонда нақты мәндерді анықтайды, олар берілген диапазонда өлшемді анықтай алатын калибрлерден осы қасиетімен ерекшеленеді. Олардың төмендегідей түрлері бар:
– өлшеу аспабы – бұл бақылаушыға тікелей қолжетімді пішінде өлшенетін ақпараттардың дабылын туғызатын құрылғы;
– өлшеу жүйесі – бұл өлшемдердің, өлшеу аспаптарының, өлшеу түрлендіргіштерінің және өзара байланыс каналдарымен байланыстырылған көмекші құрылғылардың, яғни ӨҚ-ның жиынтығы. Ол автоматты өңдеуге ыңғайлы пішінде, өлшенетін ақпараттардың дабылын алуға, оларды автоматты басқару жүйелеріне қолдану үшін беруге тағайындалған.
Үлгілік ӨҚ – эталондардан физикалық шама бірліктерінің өлшемін беруге немесе жұмысшы ӨҚ-на дәлдігі жоғары үлгілік өлшеу құралдарын беруге тағайындалған.
Үлгілік өлшеу құралдарына арналған талаптар ГОСТ 8.382-80 мемлекетаралық стандартына сәйкес.
Үлгілік ӨҚ – бұл өлшеу құралдарынан бірлік өлшемі ең жоғарғы дәлдікпен беріледі. Үлгілік өлшеу құралдары разрядтарға бөлінеді, 1 разряд – ең жоғарғы дәлдік.
Жұмысшы ӨҚ – тәжірибеде өлшеу үшін қолданылады.
Өлшеу аспабы – бұл бақылаушыға тікелей қолжетімді түрде өлшенетін ақпараттардың дабылын алуға тағайындалған ӨҚ. Нәтижелер есептік құрылғыларда – шкалалық, сандық және тіркеуші түрінде беріледі.
Аспаптар әрекет ету қағидасы бойынша төмендегідей болады:
1. Тікелей әрекет ету. Шама өлшемін тікелей алады. Аспапта алынған нәтижелерді басқа аспаппен (термометр) салыстырудың қажеті жоқ;
2. Салыстыру. Шаманы белгілі шамамен салыстыру арқылы анықтайды (рычагты таразылар).
Аспаптар көрсеткіштердің түзілу тәсілі бойынша көрсетуші (аналогтық және сандық) және тіркеуші болып бөлінеді.
Аналогтық – бұл шкаласы бар тілшелік аспаптар, көрсеткіштер – өлшеудің үздіксіз функциясы.
Сандық – таблодағы дискретті мәндер.
Тіркеуші аспап – баспа құрылғысы бар аспап.
Өлшеу түрлендіргіш – алдағы уақытта беруге және түрлендіруге ыңғайлы түрде өлшеу ақпараттарын алуға қызмет ететін ӨҚ, бірақ тікелей қабылдауға ыңғайлы емес.
Кез келген әмбебап өлшеу құралы тағайындалуымен, әрекет ету қағидасымен, құрылымының ерекшелігімен және метрологиялық сипаттамаларымен сипатталады.
Метрологиялық сипаттамалар:
1. Yн – бірмәнді өлшемнің номиналды мәні;
2. Өлшеу аспабының шкаласының бөліну бағасы:
I = Xi+1 - Xi
мұндағы Xi+1 , Xi – шкаланың екі көрші белгілеріне сәйкес, өлшенетін шаманың мәндері;
3. Өлшеу аспабының шкалаларының шектері Хmax , Xmin ;
R = Хmax - Xmin.
4. Аспаптың сезімталдығы – аспаптан шығардағы дабылының өзгеруінің өлшенетін шамаcының өзгеруін туғызған шамаға қатынасы;
,
мұндағы t – аспаптың нұсқағыш тілшесінің ығысуы, S – өлшенетін шаманың өзгеруі (өлшегіш стерженнің ығысуы)
5. Басты көрсеткіш – дәлдік қателікпен Δ сипатталады. Өлшеудің абсолютті қателігі – бұл өлшеу арқылы алынған мән Хизм мен оның нақты мәнінің Хист өзара айырымы болып табылады.
Өлшеудің қатысты қателігі – бұл өлшеудің абсолютті қателігінің Δ өлшенетін шаманың нақты мәніне қатынасы Хист.
Эталон – бұл ерекше дайындалған және орнатылған ретпен арнайы бекітілген өлшеу құралы. Бұл құралдар салыстырып тексеру сұлбасы бойынша төменде тұратын өлшеу құралдарына (ӨҚ) өлшемді беру мақсатымен өлшеу бірліктерін сақтауды қамтамасыз етеді.
Бірінші ретті эталон – елімізде ең жоғары дәлдікті қамтамасыз етеді, өте жақсы шарттарда сақталады.
Арнайы эталон – ерекше шарттарда бірліктердің жаңғыртылуын қамтамасыз етеді және осы шарттар үшін бірінші ретті эталондарды алмастырады.
Бұл эталондардың 2 түрі Мемлекеттік эталондар деп аталады.
Екінші ретті эталондар.
Көшірме эталон – жұмысшы эталондарға өлшемді беруге арналған Мемлекеттік эталондардың тастық, үстелдік таразылар, гірлер және т.б. аспаптар (4.4–сурет);
Күш және қаттылық. Динамометр, пресс, маятникті конустар орнына қолданылады.
Салыстыру эталоны – эталондарды салыстыру үшін қолданылады.
Жұмысшы эталон – бірліктерді сақтау және оның өлшемдерін үлгілік ӨҚ-на беру үшін қолданылады.
Ұлттық эталондардан басқа халықаралық эталондар бар, ол эталондар Парижге жақын Севр қаласындағы Халықаралық өлшем және салмақ бюросында (ХӨСБ) сақталады.
Қазақстан Республикасында өлшеу объектілерінің түрі бойынша өлшеудің 17 түрі анықталған және бекітілген:
1. Геометриялық шамалар. Өлшеуге арналған негізгі аспаптар- штангенқұралдар, соңғы өлшемдер, микрометрлер, калибрлер, нутроөлшемдер, өлшегіш басшалар, бұрыш өлшегіштер;
2. Масса. Теміржолдық, автомобильдік, медициналық, пошталық, гір және т.с.с аспаптар;
4. Қысым. Жүкпоршендік, сұйықтықтық, деформациялық манометрлер және т.б. аспаптар (4.5–сурет);
4.4–сурет 4.5–сурет
5. Вакуум. Вакуумметр аспаптары;
6. Қозғалыс параматрлері. Спидометр, тахометр аспаптары;
7. Шығын және орнықтылық. Шығын өлшегіштер, дифманометр, өлшегіш ыдыстар (4.6–сурет);
8. Беріктілік және созымдылық. Созылғыштықты өлшейтін аспаптар;
9. Физико – химиялық. Ареометр, спиртометр, рН-өлшегіштер, хроматографтар;
10. Температуралық және жылу физикалық. Термометр, пирометр аспаптары;
11. Оптикалық және оптикалық-физикалық. Рефрактометрлер, поляримерлер, сахаримерлер, фотоэлектроколориметрлер, спектрофотометрлер, люксметрлер, диоптриметрлер, фотометрлер;
12. Акустика. Шу өлшегіштер, діріл өлшегіштік түрлендіргіштер, діріл өлшегіштер, акселерометрлер, діріл тақталары, аудиометрлер, дыбыстық камералар және т.б.;
13. Электрлік. Амперметрлер, вольтметрлер, омметрлер, ваттметрлер, фазометрлер, шунттар, потенциометрлер, импульстік генераторлар және т.б.;
14. Магниттік. Магнитометрлер, тесламетрлер;
15. Уақыт және жиілік. Сағаттар, секундомерлер;
16. Радиотехникалық. Тұрақты ток көпірлері, осциллографтар, кедергі дүкендер және т.б.;
17. Иондайтын сәулеленулер. Дозиметрлер, рентгенометрлер және т.б.
Машина жасау саласында геометриялық сызықтық өлшеулер кеңінен таралған. Олардың өлшеу құралдары жүз жылдан бері белгілі, тұрақты түрде жетілдіріліп, жаңа типтері мен құрылымдары жасалуда. Алдағы бөлімдерде осы топқа арналған өлшеу құралдарына негізгі көңіл бөлінеді.
Достарыңызбен бөлісу: |
