Вольтметр құралының түсінігі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мазмұны.

 

Кіріспе
1	Метрологияның теориялық негізі
1.1	Метрология туралы түсінік
1.2	Метрологияның негізі мен  мазмұны
2	Өлшеу құралдарының түрлері
2.1	Өлшеу әдістері
2.2	Өлшеу құралдарын тексеру және калибрлеу
2.3	Өлшеудің жіктелуі, сынау және бақылау туралы ұғым
2.4	Физикалық қасиеттері мен шамалар
3	Вольтметр құралы туралы түсінік
4	Есептеу бөлімі
4.1	Тікелей өлшеу нәтижелерін өңдеу кезіндегі есептеу тізбегі.
4.2	Нормальдыққа сәйкестікті тексерудің аналитикалық тәсілі.
4.3	Өлшеу нәтижесінің ең жоғарғы ықтимал мәнін есептеу
4.4	Бақылау нәтижесінің орташа квадрвттық ауытқуын (ОҚА) есептеу.
4.5	Бақылаудың  жекелеген нәтижелерін бейнормальдығын бағалау.
Қорытынды
Қолданған әдебиеттер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кіріспе

 
Метрология (грек тілінен «метро» - өлшем, «логос» - оқу) - өлшемдердің, тәсілдердің және амалдардың бірігуін, нақтылығын керек ететін ғылым.  
Қазіргі заманғы метрология 3 түрден тұрады: заңнамалы, фундаменталды (ғылыми) және практикалық метрология. 
Метрология ғылымы практикалық түрде бұрынғы заманда пайда болған. Орыс ғылымында метрологияның дамуына египеттердің , гректердің және римлянендердің өлшем бірліктері көмектесті.Әрине, әр өлшем жүйесінің өз ерекшеліктері бар. Ол тек қана заманымен ғана емес, менталитетімен де ерекшеленді. 
Бірлік пен өлшемдердің атауы «қолмен» өлшеуге келетіндей етіп жасалынды. Сөйтіп, Русьта бірліктің өлшемі пядь пен шынтақ болды. Пядь деп ежелгі Русьта үлкен саусақ пен сұқ саусақтын арасындағы өлшемді айтқан. Кейіннен аршин деген бірлік пайда болғаннан бастап, пядь өлшемі қолданудан шықты. 
«Шынтақ» өлшемі бізге Вавилоннан келген. Ол шынтақтан ортаңғы саусаққа дейінгі арақашықтық (кейде жұдырық немесе үлкен саусақ аралығы). 
XVІІІ ғ. Ресейде дюйм мен фут деген өлшемді пайдаланды. Ол ағылшандардың өлшем бірлігі. Орыс өлшеміне талды пайдаланды. Ол 3шынтаққа (152 см) тең. 
Петр І бұйрығы бойынша ағылшындардың өлшем бірлігі орыстардың да өлшем бірлігі болып келісілді. Сөйтіп, ресей метрологиясы мен еуропа метрологиясы бірікті.Метрлік жүйе Францияда 1840 жылы пайда болды.Д.И.Менделеев метрлік жүйенің Ресейде пайда болуын,болашақ халықтармен жақындалуын түсіндірді.

Ғылым мен, техниканың дамығанынан бастап,жаңа өлшемдер мен жаңа бірлік өлшемдері фундаментальды және практикалық метрологияның дамуына ықпал етті.

Бірлік өлшемін біріншіден табиғаттан іздеді,макрообъектінің қозғалысын зерттеді.Сөйтіп,жердің ось бойымен қозғалатынын есептеді.Соңынан іздеулер атомдық және ішкі атомдық деңгейлерге айналды.Нәтижесінде ескі бірліктер анықталып,жаңалары пайда болды.1983 дылы вакуумдағы жарық арқылы(1∕299792458 сек) жаңа метрлік қашықтықты есептеді.Физикалық константаны вакуумдағы жарықтың жылдамдығын (299792458 м∕с) білгеннен кейін қабылдады.Метрологиялық ережелер бойынша метр секундқа тәуелді болды.

1988ж.халықаралық деңгей  бойынша электрлік бірлік пен  көлемнің жаңа константаларын  қабылдады.1989 жылы жаңа халықаралық  практикалық температурасының шкаласын ХТШ-90 қабылдады.

Бұл мысалдарға қарап метрология жақсы дамуда деп айтуға болады.

Ғылыми және техникалық өлшемдердің метрология саласында дамуын сапалы жаңа өлшейтін құралдар шығаруымен көруге болады.Фундаментальды және практикалық метрологиямен қатар заңнамалы метрология дами бастады.

Заңнамалы метрология-бұл метрологияның бір бөлігі.Ол бір-бірімен байланысты комплекстердің ережелерін құрайды.Ол мемелекеттің бақылауымен қарастырылады.Заңнамалы метрологияға өлшемдердің сертификациясы,мемлекеттік метрологиялық бақылауды жүргізу басты міндеті болып табылады.

Метрологиялық ережелер мен заңнамалы нормалардың документтері халықаралық организацияға сәйкес болуы керек.Бұл экономиканы және сауда жолын халықаралық түсініспеушілікті қамтамасыз етеді.

Метрология өлшемі физикалық көлеммен ғана емес тағы да басқа салалармен (математика,психология.медицина және т.б) байланысты.

Метрологияның басты міндеті-өлшемді бірігіп жасауын 2 амалмен көруге болады.

•Өлшемнің бірдей бірлікте көрсетуі;

• «Қателесу»өлшеу жағдайда,олар мүмкін болатын өлшемнен аспау керек.

     «Қателесу»  деп өлшейтін көлемнің нақты  өлшемнен кеткен қатені айтамыз.Нақты  өлшемнің физикалық көлемі белгісіз  және ол теоретикалық бақылауда  жүргізіледі.Бірлік өлшемі тек  қана қателесумен ғана өлшенбейді.Ол  үшін тғы дұрыс нақты өлшем  керек.

Метрология негізгі түсінігі-өлшеу. МЕМСТ 16263-70 сәйкес, өлшеу –арнай техникалық құралдар көмегі арқылы тәжірибелік жолмен физикалық шамалар (ФШ) мәндерін табу. Өлшеудің маңыздылығы үш аспектіден көрінеді:философиялық, ғылыми және техникалық.

Филисофиялық аспект бойынша, өлшеу физикалық құбылыстар мен процестерді тануда маңызды әмбебап әдіс болып табылады. Яғни өлшеу танымның әртүрлі әдістерінің көмегі арқылы алынатын мәлімен ретінде қарастырылады. Ғылымда өлшеудің көмегі арқылы теория мен тәжірибе арасындағы байланыс орнатылған. Өлшеудің көмегінсіз ғылыми гипотезаларды тексеру мүмкін емес, яғни ғылымның дамуына әсер етеді, өлшеудің ғылыми аспектісінің мәні осыдан көрінеді. Өлшеу процесі басқару немесе бақылау обьектісі туралы сандық ақпараттарды алуды қамтамасыз етеді, ал онсыз техникалық процестің барлық берілген жағдайын алу, бұйымды жоғары сапамен қамтамасыз ету және обьектіні тиімді басқару мүмкін емес. Осының бәрі өлшеудің техникалық аспектісін құрайды.

       Курстық  жұмыстың негізгі мақсаты метрология саласында қолданылатын барлық өлшеу құралдарының түрлерімен танысу, зерттеу, сынау және бақылау. Соның ішінде бір өлшеу құралын алып оның жалпы жұмыс істеу принципін түсіндіру және мағлұмат беру.

 

 

1. Метрологияның теориялық негізі

1.1 Метрология туралы түсінік

 

Өзін қоршаған ортадағы адамның өмірі ондағы өтетін процестер және құбылыстардың өлшемдерімен тұрақты түрде байланыста болады. Өлшеу әлемді тану тәсілдерінің бірі болып қызмет етеді, сондықтан да ерекше түрде маңызды рөл атқарады. Өнеркәсіптегі, ауыл шаруашылығындағы, ғылымдағы, саудадағы кез келген қызмет саласының өлшем ақпараттарын алуы және пайдалануы еңбек процесінің ажырағысыз бөлігі болып табылады.

Өлшеу ақпаратының құндылығы оның дәлдігі мен өлшем бірлігіне қатысты болады. Өлшеу нәтижелері заңдастырылған бірліктермен берілгенде, ал қателіктер берілген ықтималдылық бойынша белгілі болған кездегі оның жағдайы өлшем бірлігі ретінде түсіндіріледі.

Өлшем бірлігі олардың нәтижелерін  өлшеу қайда, қашан, кімнің орындағанына қатыссыз түрде, қандай әдістер мен техникалық  құралдардың көмегімен орындалғанын салыстыруға мүмкіндік береді. Өлшеу дәлдігі – бұл нәтижелерден өлшенетін шаманың шынайы (нақты) мәніне жақындық дәрежесі. Нәтиже мен өлшенетін шама арасындағы айырмашылық неғұрлым аз болса, оның дәлдігі соғұрлым жоғары болады.

Физикалық шамаларды өлшеу метрология ғылымының  пәні болып саналады. Метрология – өлшемдер олардың бірлігі мен талап етілетін дәлдігін қамтамасыз етудің әдістері мен құралдары туралы ғылым.

Метрология ғылымы жіне тәжірбиелік ( практикалық) қызмет саласы ретінде орта ғасырларды пайда болды. Алайда оның бастаулары, адамдар өлшеу қажеттілігін бастан өткерген өте ерте замандарға кетеді. Алғашында олар өте қарапайым санау түрінде болды. Арақашықтық қадамдармен, садақтан атқан жебенің түскен жерімен, жолға кететін күндермен өлшенеді. Уақыт тәуліктермен, ай кезеңдермен, жыл мезгілдерімен есептеледі. Заттар  саны даналармен, дюжиндермен (2 шөлмек), будалармен ( пачкалар) өлшенді.

Өндірістің және тауар айырбасының пайда болуымен өлшемдерге – өлшеу бірліктеріне деген қажеттілік туындады. Астық  дәндерді ( гран), бұршақ дәндері (карат), аяқ табаны (фут) алғашында осындай өлшем бірліктері болды.

Уақыт өте келе өлшем бірліктері дәлдірек және саналуан бола түсті, олардың арасында белгілі бір арасалмақ белгіленді. Бірте – бірте әртүрлі халықтар мен мемлекеттердің өзінің өлшем бірліктері қалыптасты. Ежелгі русь тәжірбиесінде ежелгі Египет өлшем бірліктері негізгі өлшем жүйесі болып қызмет етті. Әрбір өлшем жүйесі сол дәуірмен, ұлттық менталитетпен байланысты өзгеше ерекшеленді. Русьте қарыс, шынтақ және сүйем негізі бірліктер болды, оның  үстіне қарыс, сүйем негізгі  ежелгі русьтің ұзындық өлшемі болып қызмет етті және  адамның үлкен бас бармағы және сұқ саусағы аралығы ( қарысты) білдірді. Одан бертініректе, өзге бірлік аршын пайда болған кезде бірте – бірте тұтынудан шығып қалды. Ал шынтақ өлшемі Вавилоннан келді және шынтақтың бүгілген жерін ортаңғы саусақтың ұшына дейінгі аралықты білдірді. Табиғат өлшемдері де ерте замандарға  кетеді.

Уақыт өлшемдері солардың алғашқыларының болды. Астрономиялық бақылаулар негізінде ертедегі вавилондықтар жыл, ай және сағатты белгіледі. Сол кездерде метрологиялық өлшеулердің әлі жоқ болғандығына қарамастан, үлгі өлшемдердің қолданғандығы және олар шіркеулер мен моностырларда сақталғандығы, сондай ақ өлшеу құралдарының жыл сайынғы тексерістері туралы мәліметтер сақталған. Мысалы: ұлы князь Святослав Ярославовичтің (1070 жылдар) « алтын белбеуі » ұзындық өлшеулерінің үлгісі болып қызмет етті. Ал новгород князі Всеволодтың (1136 жылы)  жарғысында « сауда таразылары мен өлшеуіштер былғамай таза өлшейді» деп жазылған. Ал оны бұзушыларға  өлімге кесуге дейін жаза қолданылуы мүмкін болды.

Сауданың дамуы мен сыртқы экономикалық байланыстардың кеңеюі өлшемдерді дәлелдеу ғана емес, сонымен бірге солардың теңіздің арғы жақ бетіндегі елдермен арақатынасын белгілеуді, сондай ақ өлшемдерді сәйкестендіру мен бақылау, тексеру қызметін неғұрлым  анық ұйымдастыруды талап етілді. I Петрдің метрологиялық реформасында кеме жасау флотының кең тарауға ие болған ағылшын өлшемдері – фут және дюмға рұқсат етілді.

РСФСР  халық Комиссарлар Кеңесі 1918 жылы « Өлшемдер мен салмақтардың халықаралық метрикалық жүйесін енгізу туралы» декрет қабылданды.

Бұл декреттің шығуы отандық метрологияны дамытудағы нормативтік кезеңнің бастауы ретінде аталып өтті. Осы кезден бастап метрология саласында нормативтік актілер енгізілді.

Ғылым мен техниканың дамуына байланысты жаңа өлшем бірліктер талап етілді, бұл өз кезегінде іргелі және қолданбалы метрологияны жетілдіруді ынталандырды. 160 жылы қазан айында өлшемдер мен салмақтар жөніндегі ХI  бас конференцияда СИ халықаралық бірліктер жүйесі қабылданды. 1988 жылы халықаралық деңгейде электрлік бірліктер мен шамаларды өлшеу саласында тұрақты шамалар (константтар) қабылданды.

Ілгелі және фундаменталды метрологияның дамуымен бірге заң шығарушы метрологияның қалыптасуы жүрді.

Заң шығарушы метрология өлшемдердің және өзара келісілген жалпы ережелер, нормалар және талаптар кешенін енгізетін метрологияның бір бөлімі. Заң шығарушы метрология, тәжірбиеге мемлекеттік метрологиялық қызмет пен мемлекеттік басқару органдарының метрологиялық қызметі және заңды тұлғалар арқылы енгізілетін заңдармен және заң шығарушы ережелермен метрологиялық қызметті мемлекеттік реттеу құралы болып қызмет атқарады. Құралдардың үлгілерін сынау және бекіту, оларды тексеру мен калибрлеу, өлшеу құралдарын сертификаттау мемлекеттік метрологиялық бақылау мен өлшеу құралдарын қадағалау заң шығару метрология саласына жатады.

Заң шығарушы метрологияның метрологиялық ережесі мен нормалары соған сай халықаралық ұйымдардың ұсынымдарымен және құжаттармен сәйкестендірілген. Бұл халықаралық экономикалық және сауда байланыстарының дамуына ықпал етеді және халықаралық метрологиялық ынтымақтастықты өзара түсіністікке қол жеткізуге көмектеседі.

 

 

1.2  Метрологияның  негізі мен мазмұны

 

Өлшеу метрологияның негізгі объектісі ретінде физикалық шамалар, сол сияқты өзге ғылымдарға ( математика, психология, медицина, қоғамдық ғылымдар және т.б) жататын шамалармен байланысты.

Сапалық қатынас тұрғысынан көптеген физикалық объектілер үшін ортақ болып саналатын, осыған орай сандық мәнімен өзгешеленетін физикалық объекті қасиетінің бірі физикалық шама болып аталады. Аталған өлшем мәні өлшеу нәтижесі болып табылады.

Метрологияның негізгі міндеттерінің бірі – өлшеудің біртұтастығын қамтамасыз ету негізі деп санауға болатын келесі екі шарт сақталған кезде ғана шешілуі мүмкін:

• бірыңғай заңдастырылған өлшеу нәтижелерін білдіру;
• берілген ықтимал шектен шықпайтын, рұқсат етілетін қате жіберушілігін белгілеу;

Өлшенетін шаманың нақты мәнін өлшеу нәтижесінің ауытқуы қате жіберушілік деп аталады. Өлшеудегі қате жіберушілік  әдетте өлшеу құралдарындағы және нормативтік құжаттардағы техникалық құжаттамаларға келтіріледі.

Алайда, өлшеу бірлігі қате жіберушіліктің сәйкес келмеуімен ғана  қамтамасыз етілмейді. Сонымен бірге қате жіберушілік  алға қойылған өлшеу мақсаттарына  сәйкес берілген ауытқу шегінен аспайтындығы туралы айтылатын өлшеу сенімділігі де  талап етіледі.

Өлшеу дәлдігі қате жіберушіліктің  нөлге жақындау дәрежесін, яғни  өлшенетін  шаманың нақты мәніне жақындау дәрежесін сипаттайды.

Өлшеу бірлігі -  бұл ретте олардың нәтижелері заңдастырылған бірліктермен белгіленген, ал қате жіберушілік берілген  ықтималдылықпен  және белгіленген шектерден шықпайтын  өлшеулердің жай күйі.

 

 

 

 

 

 

2. Өлшеу құралдарының  түрлері

 

Өлшемдерді ақпараттарды алу,өлшеу барысында өзгеруімен мінезіне байланысты өлшейтін көлем,көлеміне қарай өлшенетін ақпараттарымен,негізгі бірліктерімен айырылады.

Ақпараттарды алу амалының 4 түрі бар:

Тура өлшемдер – бұл физикалық көлемді өлшеммен салыстыру. Мысалы салмақты таразымен өлшеу, ұзындықты сызғыштың көмегімен өлшеу.

Жанама өлшемдер –Тура жанамадан былай ажыратылады:ұзындық көлемін тік өлшеммен анықтайды және олар ұзындық қосындысына тәуелді.Егер токтың күшін амперметрмен өлшесек,ал қуатын вольтметрмен өлшесек,онда барлық 3 көлемдік электрлік шынжырдың күшін есептеуге болады.Мысалы салмақ және геометриялық өлшем бойынша дене тығыздығын табу.