Электрлік өлшеулер

 

Іздеп отырған орауыштың  индуктивтілігінің шамасы  келесі формула бойынша жазылады:

 

.                                                                            

 

Сыйымдылық кедергісін жанамалай  өлшеу 2.3-суреттегі схемада көрсетілгендей амперметр мен вольтметрдің көмегімен жүзеге асы-рылады.

 

2.3-сурет

 

Схемаға белгілі жиіліктегі синусоидалы  кернеу беріледі, u=U_m*sin wt.

Вольтметр кілттің К көмегімен  конденсатордың сыйымдылығы-ның шамасына қарай 1 немесе 2 нүктелерге қосады. Аз шамадағы сы-йымдылықты өлшеген кезде  вольтметр нүкте 1, ал сыйымдылықтың шамасы үлкен болғанда 2 нүктеге қосылады.

Конденсатордың сыйымдылығы мынадай  формуламен есептеледі:

 

.  

                                                                                   

«Өлшеу түрлері мен әдістері»  тақырыбы бойынша тестілік сұрақтар:

1. Өлшеу аспаптары мен түрлендіргіштері дегеніміз не ?
2. Өлшеуіш қондырғылар  дегеніміз не ?

4. Өлшеу принципi мен өлшеу әдісі дегенiмiз не?

5. Тікелей өлшеу қандай өрнекпен анықталады?

6. Жанамалай өлшеу қандай өрнекпен анықталады?

7. Бірлескен және жиынтықталған өлшеу дегеніміз не?

8. Амперметрдің көрсеткіші бойынша тұтынған тоғы , оған келтірілген вольтметрмен өлшенген кернеуі болғанда, тұрақты тоқ электр қозғалтқышының 10 сағат ішіндегі тұтынған энергиясын W_өлш  жанама әдіспен анықта.

 

 

 

3 ӨЛШЕУ ҚАТЕЛІКТЕРІ

 

«Өлшеу дәлдігі» деген термин кең  қолдау тапқанымен, бірақ әзірге өлшеудің сандық дәлдігі деп айтудың жалпы қабылданған түрі жоқ.

Өлшеу дәлдігі деп өлшеу қорытындысының ақиқат мәніне жақындауын айтады.

Бірақ «өлшеу дәлдігі 0,1 %  тең» немесе «өлшеу қорытындысы -0,01 % - ке дейінгі  дәлдікпен өлшенген» деп айту мүлдем қате. Өйткені «дәлдікті айта отырып дәл емес санды» беруге болмайды.

«Дәлдік» термині тек өлшеу  қорытындысын немесе өлшеу әдістерінің  сипаттамаларын салыстыруға қолданылады.

Өлшеу құралының дәлдік кластары деп  негізгі және қосымша қателіктердің  рұқсат етілген шектіктерін анықтайтын жалпылама сипат-тамасы, сонымен қатар өлшеу құралының жеке стандартында шаманың дәлдігіне әсер ететін бақа да қасиеттерін айтады. 

Өлшеуіш аспаптардың дәлдік класы  келесі сандық қатары арқылы беріледі: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4.

Дәлдік кластары аспаптардың қасиеттерін  сипаттайды. 

Аспаптың өзінің дәлдік класына сәйкес келетіндігін білу үшін, оны тексеру арқылы салыстырады.

Өлшеу механизмінің толық жетілмегенінен және өлшеу тізбегінің тұрақты емес параметрлерінен кез-келген өлшеуіш аспаптың көрсетулерінде әрқашан да өлшенетін шаманың нақты мәнінен біршама өзгешеліктері болады, былайша айтқанда, барлық аспаптардың қателіктері болады.

Өлшеу аспабының әр түрлі диапазонында қателіктердің мәні әр түрлі болады. Сол себепті қателіктердің рұқсат етілген шектіктерін мөлшерлеу (нормалау) керек. Осыған байланысты дайындау және қол-дану кезінде қателіктің осы мөлшерле шектіктерінен шықпайтын шекарасы болуы керек.

Өлшеу қорытындысының нақты мәнінен ауытқуын өлшеу  қа-телігі деп атайды.

Физикалық шаманың нақты мәні деп  жоғары әдіспен және аспаптың көмегімен  табылған мәнін айтады. Физикалық  шаманың нақты мәнінен ауытқуы  сыртқы факторлардың әсерінен (темпе-ратураның  тербелісінен, вибрациямен, сыртқы электр және магнит өрістерінің әсерінен), сонымен бірге дұрыс есептелмегендіктің әсерінен және т.с.с жағдайлардан болады.

Туындауы бойынша қателіктер: кездейсоқ, жүйелік қателіктер және мүлт кету болып бөлінеді.

Кездейсоқ қателік деп бір шаманы қайталап өлшегенде кездейсоқ өзгеретін  шаманы айтады.

Жүйелік қателік деп өлшеу құралының  қателіктерін құраушылар тұрақты болатындығын немесе бір шаманы көп рет өлшеу  кезіндегі өзгеру заңдылығын айтады. Жүйелік қателіктің бар екенін эксперимент жүргізу немесе қайта өлшеу арқылы, талдау жасап табады. Жүйелік қателікке сәйкесті салыстыру жүргізе отырып, оны азайтуға немесе болдырмауға болады. Жүйелік қателіктің мысалы ретінде, аспапты градуирлеу қателігі жатады, яғни аспаптың шкаласы қате бө-ліктенгендігі, сондай-ақ аспаптың шкаласының қалыпты жағдайынан ауытқуы жатады. Өлшеуіш құрал-жабдықтарға сыртқы факторлардың әсерлері (мысалы, температураның және қорек кернеуінің тербелісі, сыртқы электр және магнит өрістері) жүйелік қателікті болдыруға се-бепші болады.

Кездейсоқ қателіктер бірдей шамаларды  бірнеше рет өлшегенде пайда болады. Кездейсоқ қателіктердің пайда болу себебін дәл айту қиын. Кездейсоқ қателіктердің әсерін есепке алу үшін өлшеу қоры-тындысын өңдейтін ықтимал әдістер қолданылады.

Мүлт кету - бұл өлшеу қорытындысын күрт бұрмалайтын қателік. Мысалы аспаптың тұрақтысы (бөліктеу бағасы) дұрыс емес анық-талады.

Қателіктер өрнектелуі бойынша: абсолюттік, келтірілген және салыстырмалы болып бөлінеді.

Абсолюттік  қателік келесі формуламен анықталады:

 

,                                                                                      

 

мұндағы - абсолюттік қателік; - өлшенетін шама; - өлшенетін шаманың нақты мәні.

Теріс таңбамен алынған абсалюттік қателік  түзету  деп ата-лады:

 

                                                                                     

 

Өлшеу кезінде түзету  қисығын  тұрғызады. Түзету қисығынан өлшенетін  шаманың ақиқат мәнін анықтайды. 

Абсолюттік қателік өлшенетін шаманың өлшем бірлігімен өлшенеді.

Өлшеу дәлдігі салыстырмалы қателікпен бағаланып, төмен-дегідей формуламен анықталады:

 

.                                                                                 

 

Салыстырмалы қателік  пайызбен ( %)  белгіленеді.

Өлшеу аспаптарының дәлдігі  келтірілген қателікпен баға-ланып, төмендегідей формуламен анықталады:

 

,                                                                              

 

мұндағы А_ном - аспаптың шкаласының номинал мәні.

Қалыпты жағдайда анықталған ең үлкен  келтірілген қателік ас-паптың дәлдік класы деп аталады.

Қалыпты жағдайға:

• қоршаған ортаның - 20º С немесе аспаптың шкаласындағы көр-сетілген температурасы;
• аспаптың жұмыстық тұрғысы, оның  шкаласында көрсетілгендей тұрғыда болуы;
• сыртқы электр және магнит өрістерінің болмауы жатады.

Аспаптың дәлдік класы оның шкаласында көрсетіледі.

Аспап, өзінің дәлдік класына сәйкес екендігін  анықтау үшін, оған керекті тексеру жасалады.

Тексеру төрт операциядан тұрады:

• аспапты сырттай қарап-бақылау;
• үлгілік аспапты таңдау;
• аспаптың көрсетулерін тексеру;
• хаттама құжаттарын толтыру.

Аспапты сырттай қарап-бақылағанда  мыналарға мән беру керек, мысалы, аспаптың әйнегінің бүтіндігіне; жебесінің түзулігіне; дұрыс орнатылуына және т.б.

Үлгілік аспапты тоқтың түріне, оның номинал шамасына, дәлдік класына  қарап таңдайды.

Үлгілік аспапты номинал шамасы бойынша таңдау кезінде, оның жоғарғы  өлшеу шектігін тексеретін аспаптың жоғарғы өлшеу шамасына тең немесе соған жуық болуы қажет.

Үлгілік аспапты дәлдік класы бойынша  таңдау кезінде, оның дәлдік класы тексерілетін аспаптың дәлдік класынан бір саты жоғары болуы керек. Және таңдаған кезде  аспаптың барлық (сан) бөлігін тексеруден өткізу  керек. Аспаптың жебесін нөлге қойып, оны бірінші байқау ретінде кестеге жазамыз. Сонан соң аспапты кернеу көзіне қосып, реттеуші құрылғының көмегімен кернеуді немесе тоқты өзгерте отырып, аспаптың жебесін өзінің ретімен шкаланың әр бір негізгі бөлігіне қоя отырып, тексерілетін және үлгілік аспаптың да, яғни екеуінің де көрсетулері жазылып отырады. Тексерудің қорытынды нәтижесіне қарай хаттама жасалып, егер қажет болса түзету қисығы тұрғызылады.

Түзету қисығы - бұл өлшенген шама мен түзетудің арасындағы  тәуелділік.

 

ТЕКСЕРУ ХАТТАМАСЫ

Аспаптың аты ___________________________________________

Аспаптың түрі  __________________________________________

Аспаптың өлшеу диапазоны _______________________________

Аспаптың  дәлдік класы___________________________________

Қалыпты жағдайы ________________________________________

Аспаптың зауыттық нөмірі_________________________________

Аспаптың шыққан жылы___________________________________

Аспаптың шкаласының ұзындығы___________________________

 

ҮЛГІЛІК ҚҰРАЛ

Аспаптың аты ___________________________________________

Аспаптың түрі  __________________________________________

Қорытынды:

 

Әрбір елде барлық құрал-жабдықтарды  бақылап отыратын мемлекеттік бақылау  ұйымдастырылған.

Мемлекеттік бақылау стандарт бойынша өлшеу лабораториялары комитетпен жүзеге асырылады. Орнықталған ережеде қай кезеңде  үлгілік және техникалық аспаптарды мемлекеттік тексеруден өткізу талаптары көрсетілген.

Өндірістерде, ұйымдарда және т.б. жерлерде  арнайы аппара-туралармен жетілдірілген бақылау өлшеу бөлімдері және өлшеу зертханалары ұйымдастырылады.

Әрбір өлшеу құрал-жабдығы мемлекеттік  стандарт талаптарына және олар жасалынып  шыққан техникалық шарттарына  сәйкес болуы керек. Қателікке әкеліп соқтыратын ақауы бар өлшеу құрал-жабдықтарын қолдануға рұқсат етілмейді.

3.1 Студенттердің өз бетінше «Өлшеу қателіктері» тақырыбына дайындалуына көмекші тәжірибелік материалдар

Тақырып бойынша  дайындық.

1. Өлшеу қателіктерінің негізгі ұғымдарын оқып - үйрену.

2. Қателіктердің әртүрлі түрлерінің физикалық мәнін түсіну.

3. Қателіктерді анықтайтын формулаларды  білу.

4. Келесі сұрақтарға жауап беру:

4.1. Абсолюттік қателік қандай формуламен анықталады?

4.2. Салыстырмалы қателік қандай  формуламен анықталады?

4.3. Келтірілген қателік қандай  формуламен анықталады?

4.4. Түзету қандай  формуламен  анықталады?

4.5. Аспаптың дәлдік класы қандай  қателікпен анықталады?

4.6.  Аспаптарды салыстыру кезінде  түзету қисығы не мақсатпен  тұрғызылады?

5. Есептерді шешу:

1 есеп. А және В аспаптарының  дәлдік класы бірдей, А аспабының өлшеу шегі үлкен. А және В аспаптарының өлшеу кезіндегі абсоюттік    _ма және _мв қателіктерінің максимал мәні қандай ара қатынастықта болады?

 

Қателіктерді есептеу

 

Қателіктер келесі формулалар бойынша есептеледі:

 

-абсолюттік қателік;

 

- салыстырмалы қателік;

 

- келтірілген қателік;

 

- түзету.

 

2 есеп. Эксперимент жасау  кезінде 20-40 В аралығындағы кернеуді  өлшеу керек. Магнит электрлік жүйедегі вольтметрдің көмегімен абсолюттікқателікті өлшеуді қалай жүргізуге болады?

3 есеп. Амперметрдің көрсетімі  , өлшенген шаманың нақты мәні . Анықтау керек: абсолюттік қателікті , түзетуді , салыстырмалы қателікті .

 

 

 

 

3.1-кесте

Тексеріле-тін ампер-метр	Өлшем бірлік-тері	Шифрдың соңғы са-нының ал-дындағы сан	Ш и ф р д ы  ң  с о ң ғ ы  с а н  ы
			0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Абсолют-тік қателік	А	-   -   -   -   -	-0,01   +0,02   -0,03   +0,04   0,05	+0,03   -0,04   +0,05   -0,06   +0,07	-0,04   +0,06   -0,03   +0,02   -0,01	+0,02   -0,08   +0,07   -0,05   -0,05	-0,03   +0,05   +0,04   -0,08   -0,06	+0,03   -0,08   -0,04   +0,02   -0,03	-0,04   +0,03   +0,06   -0,07   -0,02	+0,02   +0,04   -0,05   +0,06   -0,08	-0,06   -0,03   +0,08   -0,02   +0,05	-0,03   +0,06   -0,05   +0,04   -0,02
Номинал-ды тоқ IH	А	0; 5 1; 6 2; 7 3; 8 4; 9	2,5 10 5,0 20 15	20 1,0 10 15 2,5	15 20 1,0 2,5 10	20 15 2,5 10 5	5,0 1,0 2,5 5 20	10 2,5 20 5 15	5 15 10 20 2,5	10 20 2,5 5,0 15	2,5 5,0 10 20 1,0	15 2,5 5,0 10 20