Өлшем құралдарының қателіктері
жүктеу/скачать 388,2 Kb.
|
Өлшем құралдарының қателіктері
- Бұл бет үшін навигация:
- 4.2. Өлшеу нәтижелерін бағалау
| Өлшем құралдарының қателіктері
Өлшем құралдарының қателігі (инструменталды ңателігі) өлшемдердің жалпы ңателігінің бір бөлігі. Өлшем аралығының қателігі - өлшенетін физикалық шаманың шынайы шамасы мен құрал көрсеткішінің арасындағы айырма. Қателіктің өзгеру сипаты бойынша уақыт өте келе өлшем құралдарының жүйелі және кездейсоқ қателіктерін ажыратуға болады. Өлшем құралының жүйелі қателігі - тұрақты ретінде алынатын немесе заңды түрде бар өлшем құралының құрамдас бөлігі. Тұрақты жүйелі қателіктің болу себептері: өлшем құралының калибрленуінің немесе граду-ирленуінің дәл болмауы; температураның және жұмысшы кернеудің әсері жөне т.б. Уақыт өте келе өзгеретін жүйелі қателіктің себептері: өлшем құралдарын қолдану жағдайларының өзгеруі (температура, ылғалдылың, атмосфералық қысым, механикалың әсер), түрлі кедергілер мен басқа да факторлар. Өлшем құралының жеке үлгісінің жүйелі қателігі, әдетте, осы типтегі өлшем нұралының басқа нұсқаларының жүйелі қателігімен сөйкес келмейді. Сондықтан бір тилтегі өлшем құралдарының тобы белгілі бір орташа жүйелі қателікпен сипатталады және осы типтегі өлшем құралы үшін кездей-соқ шама ретінде қарастырылуы мүмкін. Кездейсоқ қателік - кездейсоқ түрде өзгеретін өлшем құралының жалпы қателіктерінің құрамдас бөлігі. Бұл қателіктің болу себептері: электронды шуылдар, байланыс құрылғыларындағы контактты кедергілердің тұрақсыздығы, аспаптардың қозғалмалы бөлік тіректеріндегі үйкеліс тұрақсыздығы және т.б. [6] Өлшем құралының қателігін кіруі немесе шығуы бойынша қарастыруға болады. Кіру бойынша қателік кіру кезінде градуирлеу сипаттамасы көмегімен шаманың шынайы мөні бойынша анықталатын кіру кезіндегі шаманың мәні мен шығу кезіндегі шаманың шынайы мәнінің арасындағы айырмашылық:  кір =X шын - У (Хшын)/Кжан
мүндағы хшын - кіру кезіндегі шаманың шынайы мәні; у(х )- кіру кезіндегі физикалық шаманың шынайы мәніне сәйкес келетін өлшем құралының шығу кезіндегі мәні; К - өлшем құралын жаңғырту коэффициенті. Сәйкесінше, өлшем құралының шығу бойынша қателігі: шығ=Кжан Х шын –у(Хшын)
Осылайша кіру және шығу бойынша өлшегіш түрлен-діргіштің ңателігі анықталады. Мұнда қателікті шығуға «алып келу » процедурасы өте маңызды, өйткені ол өлше-нетін физикалық шаманың бірлігінде өрнектелген абсо-лютті қателікті алуға мүмкіндік береді. Салыстырмалы қателік - өлшем құралдарының абсолютті қателігінің өлшеу нәтижелеріне немесе физикалық шаманың шынайы мөніне ңатынасымен сипатталатын өлшем құралының ңателігі. Төжірибеде абсолютті қателік аспап көрсеткіштеріне жатқызылуы мүмкін және оны пайызбен керсетуге болады. Егер салыстырмалы қателік нормаланатын мәнге (өлшемнің барлық диапазонында тұрақты) жатқызылса, онда ол келтірілген деп аталады. Нормалайтын мән ретінде әдетте елшемнің жоғарғы шегін алады. Істе қолдану кезінде өлшем құралдары уақыт өте келе сыртңы ортаның әсеріне (температура, ылғалдылық, атмосфералың қысым, механикалық есер) ұшырайды. Осыдан мынадай сұрақ туындайды: өлшем құралдары үшін қандай жағдайлар қалыпты, ал ңандайлары қалыпты емес болып саналады? Осы сұрақты түсіндіретін бірнеше аныңтамаларды келтіре кетейік. Әсер етуші шама — берілген өлшем құралымен өлшенбейтін, бірақ өлшем нәтижелеріне әсер ететін физика-лық шама. Қалыпты, өлшеу жағдайлары - өлшеу нәтижелерінің өзгеруі аздығы себебінен еленбейтін әсер етуші шамалар мәнінің жиынтығымен сипатталатын жағдайлар. Қалыпты өлшеу жағдайлары наңты типтегі өлшем құралының нормативтік құжаттарында немесе салыстырып тексеру (калибрлеу) кезінде орнатылады. Мысалы, қоршаған ортаның қалыпты температурасы 20 ± 2°С, ауаның қалыпты ылғалдылығы 60 ± 5% және т.б. Жұмысшы өлшеу жағдайлары - әсер етуші шамалардың мәні жұмыс аясы шегінде орналасатын жағдайлар және олар үшін қосымша қателік немесе өлшем құралы көрсеткіштерінің өзгерісі нормаланатын жағдайлар. Мысалы, қоршаған орта температурасының жұмыс аясы — 60°С-тан + 60°С-қа дейін, желідегі кернеудің өзгерісі 180 В-тан 230 В-қа дейін. Өлшем құралын пайдаланудың қалыпты және жұмысшы жағдайлары сәйкес құжаттармен анықталады және өлшем құралының типіне байланысты болады. Мысалы, лабораториялық прецизиондың өлшем құралдары әсер етуші шамалардың аз өзгерісі кезінде қолданылады, ал қорғаныста пайдаланылатын аспаптар әсер етуші шамалар өзгерісінің кең диапазонында қалыпты жүмыс істей беруі керек. «МЕМСТ 8. 009-84 Қолдану бойынша әдістемёлік құрал » стандартына сәйкес өлшем құралдарының инстру-менталды ңателігінің төрт негізгі құраушысы тән [10]:
Өлшем құралының жеке қасиеттерінің оте идеалды болмауына байланысты қателік, яғни қалыпты жағдайдағы өлшеу құралының шынайы түрлену функциясының номиналды түрлену функциясынан айырмашылығына байланысты. Бұл қүраушы өлшем құралының негізгі қателігі деп аталады. Сыртқы әсер ету шамаларының және қалыпты мәндерге қатысты кіруші белгілердің аңпараттық емес параметрлерінің өзгеруіне өлшем құралдарының әсеріне байланысты қателіктер. Бұл құраушы өлшем құралының қасиеттеріне де, әсер етуші шамалардың өзгерісіне де тәуелді болады және өлшем құралының қосымша қателігі деп аталады. Кіруші белгілердің озгеру жылдамдығына (жиілігіне) өлшем ңүралдарының әсеріне байланысты қателіктер. Бұл өлшемнің динамикалың қателігін анықтайтын құраушы өлшем құралдарының динамикалық қасиеттеріне де, кіруші белгінің жиілік спектріне де тәуелді болады, ол өлшем қүралының динамикалық қателігі деп аталады. Өлшем құралының оның кірісі мен шығысына қосылған объектілердің өсеріне байланысты қателіктер. Өлшем ңүралын өлшем объектісіне қосу көп жағдайларда олшенетін физикалық шама мәнінің өлшем құралының объектіге қосңанға дейінгі мәнінен озгеруіне алып келеді және оны анықтау өлшеудің мақсаты болып табылады. Бұл құраушы өлшеу құралының қасиеттері мен елшеу объектілеріне тәуелді болады. Негізгі ңателік - қалыпты жағдайларда олшем құралдарын пайдаланумен байланысты, сондай-ақ олшеу құра-лының берілген нұсқасының түрлену функциясының өлшем құралының осы типіне тән түрленудің номиналды функциясына сәйкес келуімен байланысты қателік. Жалпы жағдайда ол уақытқа тәуелді болуы мүмкін жүйелі және кездейсоқ қателіктерден тұрады. Негізгі қателік градуирлеудің, калибрлеудің дәл болмауынан, ал техникалық өзгерістер кезінде өлшем құралы тобының түрлену функциясының әр қилылығымен, сондай-ақ жүйелі және кездейсоқ қателіктердің туындауына алып келетін өзге де себептермен байланысты. Негізгі қателіктермен салыстырғанда қосымша қателік өлшем құралын жұмыс жағдайларында қолдану кезінде пайда болады. Бұл қателік, сонымен бірге, 
і ■>. < ■"■ ■ т жүйелі және кездейсоқ қателіктердің сомасы түрінде де көрсетілуі мүмкін. Қосымша қателіктердің көзі өлшем құралының кіру белгілерінің ақпараттың емес белгілеріне және олардың өзгерісіне әсері болуы мүмкін. Өйткені кіру белгісінде өлшенетін физикалық шама мен өлшеу объектісі болып табылмайтын физикалық шама өзгерісі туралы ақпарат болуы мүмкін. Мысалы, одан өтетін шама иондағыш сәу-леленуді жұтуға негізделген зат құрамын өлшеу аспабында зат арңылы өткен сәулелену тасқынының шамасы осы заттың құрамына ғана емес (ақпараттық параметр), сондай-ақ зат үлгісінің ңалыңдығына (ақпараттың емес параметр) байланысты болады.
Ықтималдылықтар теориясы мен математикалың статистика әдістері кездейсоң ңателіктердің пайда болуының ықтималды заңдылығын орнатуға және осы заңдылықтардың негізінде өлшеу нәтижелерін сандың бағалауға мүмкіндік береді. Кездейсоқ шаманың қасиеттерін сипаттау үшін ыңтималдылықтар теориясында кездейсоқ шамалардың ықтималдылықтарының таралу заңының түсініктері пайдаланылады. Коптеген бақылаулар жасалатын тікелей олшеулердің нәтижелерін өңдеу ңалыпты таралу арқылы жүзеге асырылады [6]. Қалыпты таралу. Ықтималдылың тығыздығының қалыпты таралуы (24-сурет) кез келген таралуы бар шексіз аз кездейсоқ ұйытқулардың шексіз көп санының ңосындысына тең. Өлшемдерге қатысты бұл мынаны білдіреді: кездейсоқ қателіктердің қалыпты таралуы өлшеу нөтижелеріне бір де біреуі басым болмайды, яғни көптеген кездейсоң ұйытқулар әсер еткен кезде пайда болады. Тәжірибеде салыстырмалы көп емес ұйытқулар санының жиынтың әсері қалыптыға жаңын нәтижелердің таралуы мен өлшемдер қателіктері заңына алып келеді. 24-сурет. Әр түрлі орташа квадраттық қателік кезіндегі қалыпты. таралу қисықтары Аналитикалық түрде таралудың қалыпты заңы келесі формуламен өрнектеледі: 
жүктеу/скачать 388,2 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|