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: 29 из 58

27-сурет. Кездейсоқ қателіктің нормалды таралуы кезіндегі өлшеулердің белгісіздігінің графикалық интерпретациясы




Суретте белгісіздіктің сапалы бағалауы көрсетілген (нормалды таралу), сонымен қатар, оның сандық бағалануы да берілген (кеңейтілген белгісіздік кы, мүмкін болатын ықтималдылық - Р).

Жетекшілікте қолданылатын терминдер және анықтамалар:

Стандартты белгісіздік - стандартты ауытқу түрінде көрінетін өлшеу нәтижесінің белгісіздігі.

А (u_A) типі бойынша белгісіздікті бағалау - белгісіздікті бақылау қатарларын статистикалық талдау арқылы бағалау әдісі.

В (и_В) типі бойынша белгісіздікті бағалау - белгісіздікті бақылау қатарларын статистикалық талдаудан басқа тәсілдермен бағалау.

Жиынтық стандартты белгісіздік - нәтижені басқа шамалар қатарының мәндерінен алатын мүшелердің қосындысының оң квадрат түбіріне тең, ал бұл мүшелер басқа шамалардың дисперсиялары немесе ковариациялары болып табылатын, осы басқа шамалардың өзгерісіне байланысты өлшеу нәтижесі де өзгеретін өлшеу нәтижесінің стандартты белгісіздігі.

Кеңейтілген белгісіздік U - өлшенетін шама қабылдауы мүмкін мәндердің көптеген бөлігі орналасқан өлшеу нәтижесінің уақыт кезеңін анықтайтын шама.

Қамту коэффициенті к - кеңейтілген белгісіздікті алу үшін стандартты жиынтық белгісіздіктің көбейткіші ретінде қолданылатын сандық коэффициент. Әдетте қалыпты таралу кезінде 2 мен 3 аралығы диапазонындағы қамту коэффициенті к мәндері алынады.




28-сурет. Белгісіздіктердің жіктелуі




Басқарудың жалпы ережелері

Өрнек бойынша нұсқау [1] өлшемге белгісіздікті қалыптау қызметтерінің қолдануы, өлшеу техникасы, метрологиялық қызметтер, өлшеу зертханалардың тіркеуінің құралдарының калибрлеуі үшін біртұтас белгісіздіктерді өрнектің ережесі және олардың жинақтауы халықаралық тәжірибелерде болады.

Ұғым өлшемге екіталайлықты өлшеу дәлдігінің сипаттамасы үшін жүргізіледі, бұл - алған нәтижеге сенімнің дәрежесі.

Өлшеу нәтижелердің метрологиялық сипаттамаларына жа- ңа халықаралық жолдың негізінде олардың бағаларының бір- келкісінің қағидасы қойған.

Белгісіздіктерді әдісте барлық құрайтын белгісіздіктер бірдей табиғаттарды алатын және ұқсас бағалануы керек болған туралы көзқарас қабылданған, ауытқудың шарасы орташа ретінде дисперсия арқылы.

Ол үшін, егер өлшеу нәтижелерді баға үшін дисперсиялардың есептеудің кездейсоқ эффектілері (статистикалық бақылау қаларының негізінде) бәріне белгілі болса, онда сонымен бірге олардың мәндерінің белгісіздікті бағасының сезімімен кіретін (эталондар және тағы басқалар) шамалары үшін түзеле бастаулардың жүйелі түрде эффектілері үшін кіретін шамалардың ықтималдықты таратуды функциясы қандай болмасын түрмен дисперсияға арқылы (немесе таңдау) анықтауы керек.

Басқару бағалау және өрнектің ортақ ережелері өлшемге екіталайлық орнатады:

Y жағдайлардың көпшілігінің өлшенетін шамасы тікелей өлшелетін болып табылмағанында емес, Х басқа өлшенетін шамалардың қатарынан тәуелді болғанында

7 = f (Х, XJ (73)

• 
  өлшелетін демалысы Y шамасының бағаларын кіретін шамалар бағаны Х_р ... X_N пайдалана алады
  

У = ^f(x_P ■■■' V ⁽⁷⁴⁾

• 
  (статистикалық мәлімет) и_А А түр бойынша үйреншікті белгісіздікті бағалау;
  
• 
  (тәжірибеден бұрын мәлімет) и_В В түр бойынша үйреншікті белгісіздікті бағалау;
  
• 
  анықтау жиынтық үйреншікті түзетілген және түзетпелген кіретін шамалардың жағдайы үшін и_С белгісіздік;
  
• 
  анықтауы ұлғаймалы (қамту коэффициентінің тапсырмасы) U екіталайлық;
  
• 
  белгісіздік туралы есептеу нәтижесінің құрастыруы бойынша ұсыныстар;
  
• 
  бағалау іс-шарасы және белгісіздік өрнектің кезеңдерінің қысқаша сипаттамасы;
  
• 
  негізгі метрологиялық, статистикалық терминдер және ұғым;
  
• 
  құрайтын белгісіздіктерді бағалау бойынша жаттығу ұсыныстары;
  
• 
  бағалаудың нақты мысалдары өлшемдерге екталайлыгады.
  

Кейбір өлшенетін шаманың мәнінің бағалауын барлық үдеріс

және ілескен белгісіздікті [2] келесі 8 кезең түрінде көрсетуге болады:

1. 
   өлшем үдерісінің сипаттамасы және оның үлгісінің құрастырылуы;
   
2. 
   мәндер және кіретін шамалардың белгісіздіктерін бағалау;
   
3. 
   корреляциялардың талдауы;
   
4. 
   белгісіздікті бюджетті құрастыру;
   
5. 
   өлшеу нәтижені есептеу;
   
6. 
   жиынтық үйреншікті белгісіздікті есептеу;
   
7. 
   кеңейтілген белгісіздікті есептеу;
   
8. 
   өлшемнің шекті нәтижесінің ұсынысы
   

Өлшемнің 4 сипаттамасы және оның үлгісін құрастыру

Демек, өлшемнің пішіндеу кезеңі өте маңызды, өлшемнің үлгісінің құрастыруы дұрыс өйткені болып табылады, бұл барлық құрайтын белгісіздіктерді дұрыс есепке алуға және жиынтық өлшемге екіталайлыққа тәуелді болады. Ашық тап өлшенетінін, өлшелетін шамамен және ол тәуелді болатын өлшемдердің арасындағы байланысты қоса елестетуі керек. Дегенмен өлшемнің үлгісі құрауға керек өлшемнің үлгісі құрауға керегі туралы айқын ереже жоқ. Тек қана [2] кейбір ұсыныстар беруге болады:

• 
  үлгінің құрастырулары үшін негізгі қажеттісі бастапқы деректер болып табылады: өлшемнің өлшеу нысаны, (төте, жанама, жиынтық, салыстырудың өлшемдер әдісі, орынбасу әдісі) өлшемдер әдісі, әдістемесі, құралдың схема немесе өлшеу қағидаты;
  
• 
  өлшелетін шама өрнектеулері оның өлшемінің үдерісіндегі (өлшеу құралының құрылымы тіпті кейде) физикалық өлшеу қағидаты және барлық тізбектің маңыздылығын көрсету;
  
• 
  егер өлшелетін шама есептік мән сияқты анықталса, f үлгісінің қызметі бағаның өлшемдер әдісі және алгоритмі бір уақытта суреттей алады;
  
• 
  шкалалар немесе өлшеу құралдарының көрсеткіш тақтасы, шешу қабілеттілігі, сонымен бірге аспаптың сезгіштігі ерекше- лігін есте сақтауға керек;
  
• 
  математикалық үлгі бақылау үлгі теңбе-тең емес көрсететінде әрдайым қайта қарауы керек;
  
• 
  үлгілер функцияны эксперименталды анықтауға болады немесе ол сандық іске асыруы керек болған немесе көмегімен өлшемнің санмен көрсетілген өңдеуі жүргізілетін компьютер бағдарламасында немесе ол бұл формалар барлығымен комбинация бола алады алгоритм сияқты бар бола алады.
  

Пішіндеулі үдеріс бола алады, бірақ үлгінің құрастыруын тәптіштілікпен және тиісті дәлдіктің аралығындағы тепе-теңдікті әрдайым табуға керек. Барлық кіретін шамалардың талдауын тәптіштілік, сонымен бірге өлшемге дейін анықтауға пішіндеуге керек математикалық болатын деңгей:

• 
  тапсырма берушінің талаптарымен;
  
• 
  өлшемдер әдісінің дәлдіктеріне талаптармен;
  
• 
  Y өлшелетін шамасына кіру рұқсатының шамасымен өлшемнің теңдеуінің түрі бойынша барлық өлшемдерді түзулерге бөлуге болады [7] жанама, бірлескен және жиынтық.
  

Тікелей өлшеулер - ізделіп отырған мән шаманың жанында тікелей алатын өлшем. Y өлшелетін шаманың өлшемінде тікелей тең бақылалатын Х

Y = X (75)

Тікелей өлшеулер - кең таралған және өлшемдердің түрі. Тікелей өлшеулер жолымен бір рет және бірнеше рет бақылаулар өткізуге болады. Бақылауларды санның таңдауымен өлшеу дәлдігіне талаптары және олардың нәтижелерінің өңдеуі мүмкін қиындықпен анықталады.

Тікелей өлшеулердің мысалы тұрақты тоқтың кернеуі өлшемі, жүк массасы өлшемі салмаққа вольтметр арқылы бола алады, тұрық микрометрді қолданып және т.б.

Жана өлшеулер - ізделіп отырған шамамен функционалды сабақтас басқа шамалардың тікелей өлшеулері ізделіп отырған мән шамалар анықтау нәтижелер негізінде. Y ізделіп отырған мән шамалары сонымен бірге Х_}, Х, Х (демалыс) ізделетін Y шамасымен функционалды сабақтас кіретін шамалардың n-ның тікелей өлшеулерін нәтижелер негізінде анықтайды. Бұл функциялық тәуелділігі, яғни формадағы өлшемнің үлгісі өрнектеледі:

Y = f(Xj, X₂, ..., XJ (76)

Жана өлшеулер мысалы: m массасы және көлемнің r өлшеу нәтижелеріне арналған қатты затты тығыздықтың анықтауы V

m Р =

V (77)

Өлшеу нәтижесі бойынша есептелетін формула сияқты нормативтік құжаттардағы елестетіп қойылатын жана өл- шеулер үлгісі жиі кездеседі. Мысалы, ерітіндідегі кадмиды шоғырландырумен сияқты анықталады:



(78)
1000• m • P

Мәндер және кіретін шамалардың белгісіздіктерін бағалау

Кіретін шамаларды келесі дәрежелерге бөлуге болады:

• 
  мәндері және олардың белгісіздіктерін ағымдағы өлшемде тікелей анықталатын шамалар;
  
• 
  шамалар, кімнің мәндері және белгісіздік заттар және материалдардың аттестатты эталондар, стандарттық үлгілері немесе үйреншікті анықтама мәліметтерімен сабақтас сыртқы көз, сондай шамалар өлшемдеріне енгізіледі.
  

Кіретін шамалардың әрбірін үйреншікті белгісіздігін баға түр бойынша бағалай алады немесе түр бойынша немесе екі түрлердің комбинациясымен.

А түрі бойынша баға x. кіретін шамаларының бірі үшін тәуелсіз бақылауларды n-ның өлшемі бірдей шарттар өткізілгенде қолданылады. х, жеке бақылаулары ықпал ететін шамалар немесе кездейсоқ эффектілердің кездейсоқ өзгерістері артынан мән бойынша айырмашылығы болады. Осы жағдайда үйреншіктісі u_A(x) өлшемге екіталайлықты орташа мәннің эксперименталды үйреншікті ауытқуы болып табылады.

Мысалы. Резистордың кедергісімен тікелей өлшеумен анықталады цифрларға мультиметр көмегімен. 10 бақылау, R, Омды алынды: 1, 0014 1, 0018 1, 0013 1, 0017 1, 0019 1, 0013 1, 0018 1, 0011 1, 0017 1, 0010. Резистордың кедергісінің шамалары бағамен мәннің орташа арифметикалығы болады:

- 1,0014 +1,0018 +1,0013 +1,0017 +1,0019 +1,0013 +1,0018 +1,0011 +1,0017 +1,0010 ,

R = =1,0015 Ом (/9)

10









^ил ^(R) = s(R) =

1

n(n -1)

у

i=1

(Ri -R)²

1 0 _

у (R_i - R)² = 0,0001 Ом

9 0

(80)
А түр бойынша үйреншікті белгісіздік, бағаға қатысты кедергісі, орташа мәннің дисперсиясы оң түбірге эксперименталді беріспейді:

В түрі бойынша белгісіздікті бағалау - бұл статистикалық бағаға қарағанда басқа әдіспен бағалау. Үйреншіктісі u_B(x) түр бойынша өлшемге екіталайлық болуы мүмкін шама мәнінің құбылмалылығы туралы барлық түсінікті мәлімет негізделген ғылыми пікірдің базасында тұрақтанады. Түр бойынша белгісіздік баға алады, тұратын сенімді мәліметтің қорында әдетте тұрақтанады:

• 
  алдын ала өлшемдердің мәліметтері;
  
• 
  мәліметтер тәжірибенің нәтижесінде алған немесе тиісті материалдар және құралдардың қасиеттерінің мінез-құлық туралы ортақ білімдер;
  
• 
  жасап шығарушының спецификацификаттаулары;
  
• 
  тағы басқа сертификаттар калибрлеу туралы куәлік қағаздардағыға тура келетін мәліметтер;
  
• 
  анықтама алған анықтама мәлімет артық қосып жазылатын белгісіздіктер.
  

Шама туралы бар мәліметті содан соң оның үйреншікті белгісіздігі нанықталуы үшін ықтималдықтар дұрыс үлестіріліп функциясы арқылы сипатталуы керек.

Ықтималдық тығыздығының үлестірілуін негізгі қызметтері және үйреншікті белгісіздікті есептеудің әдістері 5-кестеде келтірілген.

Мысал. V=250 см³ көлемдегі өлшемдік колбаның шығарушы төлқұжатында көлемді өлшеу қателігі келесідей көрсетілген. Бұл жағдайда бағалау максималды шекпен берілген. Анық- талмағандықты бағалау В түрінде тең бұрышты таралу ықти- малдығымен жүргізіледі:






u (x) =-^a 3

•Өлшенетін шама туралы орташа мәннің жанында мәндер неліктен шекара болғанынын ықтималырақ болатыны белгілі •Шама мәнінің ықтималдығы (Симпсон ) үшбұрыштық тәсілдер а жарты енімен суреттеледі.

u (x) =

a

Тб
u_B(V) = 01⁵ = 0,087 см³ (81)