метрология. Р. Қ. Ниязбекова метрология каз (через файн ридер). Р. . Ниязбекова, В. Н. Михалченко, Г. . Бектранова, В. А. Донбаева, К. У. Тоызбаев, Л. А. Байбосынова

• Название: Р. . Ниязбекова, В. Н. Михалченко, Г. . Бектранова, В. А. Донбаева, К. У. Тоызбаев, Л. А. Байбосынова
• Анкор: метрология
• Дата: 17.02.2023
• Размер: 2.41 Mb.
• Имя файла: Р. Қ. Ниязбекова метрология каз (через файн ридер).docx
• Тип: Документы; #942565
• страница: 23 из 58

20-сурет. Сызықтық өлшеу нысаны формасының идеалды еместігінен болатын әдістемелік қателік




Өлшеу жағдайларының өзгеруінен туындайтын өлшеу қателіктері - өлшеу жағдайының өлшемдерінің белгіленген мәннен ауытқуы салдарынан болатын өлшеудің жүйелі қателігі. Яғни, бұл эсер ететін шамаларды (температура, атмосфералық қысым, ауа ылғалдылығы, магнит өрістік кернеулік, діріл және т.б.) ескермегенде пайда болады.

Эсер ететін физикалық шама - өлшенетін шаманың өлшеміне (немесе ) және өлшеу нәтижесіне эсер ететін физикалық шама.

Өлшеудің субъективті қателігі - оператордың жеке ерекшеліктерімен шартталған өлшеу қателіктері. Субъективті қателікті жеке қателік немесе жеке айырмашылық деп атайды.

Субъективті қателіктер санау қателіктері және өлшеу құралдары мен өлшеу нысанына манипуляция жасау қателіктерінен тұрады.

Өлшеу кезінде құрылғыларды сәйкестендіру, нөлге келтіру мен түзету, өлшеу құралы мен өлшеу нысанның орналастыру 132

және т.б. манипуляция амалдары кезінде қателіктер пайда болады.

Санау қателіктері «нұсқағыш-шкала» секілді өлшеу ақпаратын беретін өлшеу құралдарын қолданған кезде пайда болады. Нұс- қағыш белгіленулердің арасында орналасқан жағдайда дөңгелектеу немесе көзбен байқап, шамамен бөлік үлесін интерполирлеу арқылы жасалады.

Шкала мен нұсқауыш жазықтығы сәйкес келмеген жағдайда оператор қарау бағыты тура болмауы кезіндегі параллакстың әсерінен қателіктің пайда болуы мүмкін. Параллакс кесірінен туындаған қателіктің аз болуы үшін нұсқауыш пен шкаланы жақындату әдістері немесе дұрыс көру бұрышын алу үшін жасанды әдістер қолданылады (арнайы көзілдіріктер, оптикалық маңдайтаққыштар, құралдардың шкаласының астына айна ор- наластыру және т.б.).

Өлшеу ақпаратын сандық түрде көрсететін ақпаратты дис- кретті беру құралдарын қолданған кезде параллакс әсерінен болатын қателіктер, дөңгелектеу немесе интерполирлеу қате- ліктері болмайды.

Қателік көздерін физикалық шаманы өлшеу сұлбасында көрсетуге болады (21-сурет).




21-сурет. Физикалық шамаларды өлшеу сұлбасы

D - өлшеу қателігі, D - қателігі,

D_m - әдістемелік қателік, Dу - қалыпты жағдайдан ауытқу қателігі, D - субъективті қателік.

оп




Әрқашан интегралды қателік болып келетін өлшеу қателігі D әртүрлі қателік көздерінен келген құраушы қателіктердің бірігуінен тұрады:

D = D * D *D *D ,

си м у оп ⁷

мұнда * - бірігу (алгебралық қосу емес, топтау) белгісі, себебі әртүрлі қателіктерді әртүрлі математикалық амалдар арқылы біріктіреміз.

Қателіктерді пайда болуы мен өзгеру сипаты бойынша кездейсоқ, жүйелі және дөрекі қателіктер деп жіктейді.

Өлшеу жүргізудің нақты жағдайларында детирминирленген, сонымен қатар кездейсоқ (стохастикалық) құбылыстар болады, осылардың әсерінен сәйкес кездейсоқ қателіктер пайда болады.

Өлшеудің жүйелі қателігі (жүйелі қателік) - бір физикалық шаманы бірнеше рет қайталап өлшеген кезде тұрақты болатын немесе белгілі бір заңдылыққа байланысты өзгеретін өлшеу нәтижесінің қателігі.

Өлшеудің жүйелік қателігіне қателікті тудыратын дәлелдер мен жұмыс істеу байланысының бар екендігі анықталған құрауыштарды жатқызамыз. Оны төмендегідей жазуға болады:

D = F (j, y...), (29)

мұндағы j, y - жүйелік қателікті тудыратын дәлелдер.

Жүйелік қателіктің басты ерекшелігі оны анықтау, болжау және багалау мүмкіндігі болып табылады.

Жүйелік қателіктерді өлшеу сипаты бойынша қарпайым және күрделі заң бойынша өзгермелі болып бөледі. Қарапайым қателіктерді шартты түрде тұрақты, прогрессивті және кезеңдік деп бөлеміз (22-сурет). Прогрессивті деп монотонды өсетін немесе монотонды кемитін қателіктерді айтамыз. Кезеңдік қателіктер - өзгеруі кезеңдік қызмет арқылы сиппаттауға бо­латын қателіктер. Күрделі заң бойынша өзгеретін қателіктер - бірнеше жүйелі қателіктердің бірігуінен пайда болатын қателіктер.




22-сурет. Қарапайым жүйелі қателік түрлері:

а - тұрақты; б, в, г, д - прогрессивті (түзу сызықпен аппроксимация нұсқаларымен сызыцтъщ және сызықтық емес); е - кезеңдік (гармоникалық).




Әдетте, жүйелі қателіктің апроксимациясы үшін қарапайым әрекетті тандайды, мысалы, прогрессивті қателік үшін сызықтық әрекетті тандайды. Гармоникалық жүйелі қателіктердің апро- ксимакциясы үшін де осындай жеңілдетілген тәсілді қолданады, оны синусоида, косинусоида, ара тәрізді немесе кез келген басқа кезеңдік қызмет түрінде бейнелейді.

Жүйелі қателік тек қарапайым ғана емес, сонымен қатар қарапайым құрауыштардан тұратын әрекетпен апроксиматтауға болатын күрделі сипатта болуы мүмкін. Тұрақты, прогрессивті және кезеңдік құрауыштардан тұратын күрделі жүйелі қателікті жалпы түрде былай жазуға болады:

D^ = a + by + dsinj, (30)

мұнда, a - күрделі жүйелік қателіктің тұрақты құраушысы; күрделі жүйелі қателіктің прогрессивті және периодты құ- рауыштарының сәйкесінше дәлелдері.

Өлшеудің кездейсоқ қателігі - бір физикалық шаманы бірнеше рет қайта өлшеу барысында кездейсоқ өзгеретін (белгісі және мәні бойынша) өлшеу нәтижесінің қателігі.

Мұндай қателіктердің пайда болуына кез келген қателік көздерімен байланысты әлсіз эсер ететін, ешқайсысының ба- сыңқы әсері жоқ тұрақсыз факторлардың біріккен іс әрекеті

себеп болады. Мұнда дәлелдердің қателіктермен байланысы не мүлдем болмайды (стохастикалық тәуелділіктің болуы, болмауымен байланысты), не факторлардың белгісіздігінен және санының көптігінен анықтала алмайды.

Пайда болу тетігі мүлдем басқа және мәнінің ерекшелігіне байланысты жүйелі қателікке де, кездейсоқ қателікке де жатқы- зуға болмайтын қателіктерді дөрекі қателік деп атаймыз.

Дөрекі қателік - өлшеу қатарындағы басқа нәтижелерден кенет ерекшеленетін осы өлшеулер қатарына кіретін жеке өлшеу нәтижесінің қателігі. Берілген шарттарға өзгеше сәйкес келмейтін жеке өлшеудің қателік нәтижесі.

«Дөрекі қателігі бар өлшеу нәтижесі» өлшеу кезіндегі жіберілген қателіктен туындайды, сондықтан оны қате деп есептеп, жояды.

Маңыздылығы бойынша қателіктерді (құраушы және интегралды) маңызды және елеусіз аз деп бөледі. Елеусіз азға басқа басыңқы қателіктерден әлдеқайда төмен қателіктерді жатқызады. Елеусіз аз D_min және басыңқы қателіктер D_max арасындағы қатынасты төмендегідей жазуға болады:



(31)
D . <

min max

Егер физикалық шаманың шынайы мәнін алынған өлшеу нәтижесімен ауыстыруға болатын болса, онда өлшеу қателігі елеусіз аз қателік болып табылады. Өлшенетін шаманың нақты мәні деп шынайы мәнге өте жақын тәжірибе жүзінде алынған мәнді айтады. Нақты мән мен шынайы мән арасындағы айырма- шылық өте мардымсыз болғандықтан былай жазуға болады:

^_де » Q, (32)

мұнда, X - физикалық шаманың нақты мәні, Q - физикалық шаманың шынайы мәні.

Егер физикалық шаманың нақты мәні Q мен өлшеу нәтиже- сінің X_дQ айырмашылығы өте аз болса, онда келесідей жазуға болады:

DдQ » 0, (33)

мұнда, D_дQ - шаманың нақты мәнін өлшеу қателігі.

Өлшеу режиміне байланысты қателіктер статикалық және динамикалық деп бөлінеді.

Статикалық өлшеу қателігі - статикалық өлшеу шарттарына тән өлшеу нәтижелерінің қателігі.

Динамикалық өлшеу қателігі - динамикалық өлшеу шарттарына тән өлшеу нәтижелерінің қателігі. Негізінен, динамикалық өлшеу қателігі статикалық қателікке қосымша болып табылады және өлшеу кезінде пайда болатын динамикалық режімдегі қателіктерден құралады.

D = D - D , (34)

мұнда, D^_h - өлшеу құралының динамикалық қателігі; D - өлшеу құралын динамикалық режимде қолданған кездегі қате- лік; D_ct? - өлшеу құралының статикалық қателігі (өлшеу құралын статикалық режімде қолданған кездегі қателік).

Динамикалық өлшеу режімі тек өзгеретін шамаларды өлшеу кезінде ғана емес, тұрақты шамаларды да өлшеуде қолданылады (23-сурет). Екі жағдайда да өлшеу құралына «ақпарат берудің» V_Q жылдамдығы өлшеу ақпаратын түрлендіру жылдамдығымен шамалас V_Q^X және/немесе одан жоғары болуы да мүмкін.