Өлшеулер теориясының негізгі түсініктері

01.09.2011, 21:06

1 тақырып Өлшеулер  теориясының негізгі түсініктері  Дәрістер жоспары 1. Физикалық қасиеттері мен шамалар 2. Өлшеу және негізгі операциялар Қоршаған ортаның барлық объектілері өз қасиеттерімен сипатталады. Қасиет – бұл объектінің (құбылыстың, процестің) бір жағы, ол оның айырмашылығын немесе басқа объектілермен ортақтығын анықтайды және оның оларға деген қатынастарында байқалады. Әр түрлі қасиеттерді сандық анықтау үшін «шама» ұғымы енгізіледі. Шама – бұл бірдеңенің қасиеті, ол басқа қасиеттердің арасынан сол немесе өзге тәсілмен ерекшеленуі, соның ішінде сандық бағалануы да мүмкін. Талдау шамаларды 2 түрге бөлуге мүмкіндік береді: нақты және идеал. Идеал шамалар математикаға жатады, нақты ұғымдардың жалпыламасы болып табылады, сол немесе өзге тәсілмен есептеледі. нақты шамалар физикалық және физикалық емес болып бөлінеді. Физикалық шама – бұл жаратылыстану және техникалық ғылымдарда зерделенетін, материалдық объектілерге тән шама. Физикалық емес шамаларға қоғамдық ғылымдарда: философияда, әлеуметтануда, экономикада және т.б. зерделенетін шамалар жатады. Физикалық шама – бұл физикалық объект қасиеттерінің бірі екендігін МЕСТ 16263-70 анықтайды, сапалық қатынаста – көптеген физикалық шамаларға ортақ, сандық қатынаста олардың әрқайсысы үшін жеке. Сөйтіп, физикалық шама – бұл олардың көмегімен зерделенуі мүмкін, физикалық объектілердің немесе процестердің өлшенген қасиеттері. Физикалық шамалар өлшенетін және бағаланатын болып бөлінеді. Өлшенетін шамалар белгіленген өлшем бірліктерінің белгілі саны түрінде сандық өрнектелуі мүмкін. Физикалық – бұл олар үшін өлшем бірліктері енгізіле алмайтын шамалар, олар тек бағалануы. Бағалау – бұл белгілі ережелер бойынша жүргізілетін, берілген шамаға белгілі санды тіркеп жазу операциясы. Бағалау шкалалардың көмегімен жүргізіледі. Шкала – бұл дәл өлшеулер нәтижелерінің негізінде қабылданған, физикалық шама мәндерінің реттелген тізбектілігі. Бұдан, физикалық емес шамалар тек бағалануы ғана мүмкін. Физикалық шамаларды келесі түрде жіктеуге болады: Құбылыстар түрлері бойынша олар топтарға бөлінеді: - заттық, олар заттардың, материалдардың және олардан жасалған бұйымдардың физикалық, физика-химиялық қасиеттерін (масса, тығыздық, сыйымдылық және т.б.) сипаттайды; - энергетикалық, олар энергияны (қуатты, кернеуді) түрлендіру, тарату және пайдалану процестерінің энергетикалық сипаттамаларын сипаттайды; - процестердің уақытта өтуін сипаттайтындар. Оларға әр түрлі спектрлік сипаттамалар, корреляциялық функциялар және т.б. жатады Физикалық процестердің әр түрлі топтарына тиесілігі бойынша шамалар механикалық, жылулық, акустикалық, электрлік және магниттік, жарықтық, кеңістікті-уақыттық, иондаушы сәуле шығару, атомдық және ядролық физика, физика-химиялық болып бөлінеді. Берілген топтың басқа шамаларына шартты тәуелсіздігі дәрежесі бойынша физикалық шамалар негізгі, туынды, қосымша деп бөлінеді. Өлшемділігінің бар болуы бойынша физикалық шамалар өлшемді және өлшемсіз болып бөлінеді. Физикалық объектілер шексіз алуан түрлілікпен айқындалатын қасиет-тердің көпшілігін иеленеді, олардың кейбіреулерін оларды өлшеу кезіндегі сандардың жиынтығымен анықтау қиын. Қасиеттердің барлық айқындалулары-ның арасында, эквиваленттік қатынастарында, аддитивтік тәртібінде айқында-латын, ортақ қасиеттер бар. Бұл қатынастар математикалық логика постулат-тарымен сипатталады. Эквиваленттік қатынасы – бұл онда берілген X қасиеті әр түрлі А, В объектілерінде бірдей немесе бірдей емес болатын қатынас. Эквиваленттік қатынасының постулаттары: a) дихотомия (ұқсастық немесе айырмашылық): не Х(А)=Х(В), не Х(А)≠Х(В); б) эквиваленттік қатынасының симметриялылығы: егер Х(А)=Х(В), онда Х(В)=Х(В); в) сапа бойынша транзитивтік (эквиваленттік қатынасын өту): егер Х(А)=Х(В) және Х(В)=Х(С), онда Х(А)=Х(С). Тәртіп қатынасы – бұл онда берілген Х қасиеті әр түрлі объектілерде артық немесе кем болатын қатынас. Тәртіп қатынасының постулаттары: а) антисимметриялық: егер Х(А)>Х(В), онда Х(В)<Х(А); б) қасиеттің қарқындылығы бойынша транзитивтік (тәртіп қатынасын өту): егер Х(А)>Х(В) және Х(В)>Х(С), онда Х(А)>Х(С). Аддитивтік қатынасы – бұл әр түрлі объектілердің біртекті қасиеттері қосындылана алатын қатынас. Аддитивтік қатынас постулаттары: а) бір сарындылық (бір бағыттылық, аддитивтік): егер Х(А)=Х(С) және Х(В)>0, онда Х(А)+Х(В)>Х(С); б) коммутативтік (қосылғыштардың орын ауыстырғыштығы): егер Х(А)+Х(В) = Х(В)+Х(А); в) дистрибутивтік (үлестірімділік): Х(А)+Х(В)=Х(А+В); г) ассоциативтік (терімділік): [Х(А)+Х(В)]+Х(С)=Х(А)+[Х(В)+Х(С)]. Осыдан, эквиваленттік, тәртіп және аддитивтіктің аса ортақ қатынастары-ның айқындалуына байланысты, қасиеттер мен шамалардың үш түрін ажырату керек: - Хэкв – бұл қасиет өзін эквиваленттік қатынасында ғана айқындайды; - Хинт – бұл өздерін эквиваленттік пен тәртіп қатынасында айқындайтын, қарқынды шамалар; - Хэкст – бұл өздерін эквиваленттік, тәртіп және аддитивтік қатынасында айқындайтын, экстенсивті шамалар. Өлшеу және негізгі операциялар Өлшейтін физикалық шамаларды 2 топқа бөлуге болады: - тікелей өлшенетін, олар берілген мөлшермен ұдайы өсірілуі және өіне ұқсастармен (ұзындық, масса) салыстырылуы мүмкін; - өлшемдік түрлендіру операцияларының көмегімен, берілген дәлдікпен тікелей өлшенетін шамаларға (тығыздық, қуат) түрлендірілетін. Тура өлшеудің мәні – бұл тікелей тәжірибелік деректерден, яғни өлшеу құралдарының көрсеткіштері бойынша шаманың ізделіп отырған мәнін табу. Өлшемдік түрлендіру – ол кезде біртексіз түрлендірілетіндердің және физикалық шамамен түрлендірілгендердің өлшемдері арасындағы сәйкестік анықталатын операция. Q=F(x) теңдеуімен сипатталады. Бұл функция физика-лық заңдылықтар негізінде алынады. Жалпы жағдайда бұл кезде келесі операциялар болуы мүмкін: - түрленетін шаманың физикалық тегінің өзгеруі; - масштабты-сызықтық түрлендіру; - масштабты-уақытша түрлендіру; - сызықтық емес немесе функционалды түрлендіру; - сигнал модуляциясы; - сигналды кванттау және дискреттеу. Қарапайым өлшеу физикалық шама мөлшерін көп мәнді өлшеммен рет-телетін, шығыстық шаманың мөлшерлерімен салыстырудан тұрады. Осыдан, біртекті шамалардың ара қатысын анықтау үшін физикалық құбылыстар мен процестерді пайдалану тәсілдерінің жиынтығы салыстыру әдісі деп аталады. Бірақ барлық шамаларды салыстыруға болмайды, осыған сәйкес физикалық шамалар 3 топқа бөлінеді: - алдын-ала түрлендірусіз салыстыруға болатын, физикалық шамалар (электрлік, магниттік); - коммутациялар үшін ыңғайлы физикалық шамалар (жарық ағындары, сұйықтық және газ ағындары, иондаушы ағындар); - объектілердің күйін немесе олардың қасиеттерін сипаттайтын, оларды тікелей салыстыру, яғни алу мүмкін болмайтын, физикалық шамалар (ылғалдылық, түс, иіс). СДЖ арналған бақылау тапсырмалары (1, 2-тақырыптар) [1, 2, 7] 1. Физикалық шамаларды қалай бөлуге болады? 2. Өлшеуге дейін белгілі, өлшеу объектісі туралы мәлімет қалай аталады? 3. Өлшенген физикалық шаманы және оның бірлігін салыстыру тәсілі немесе олардың жиынтығы қалай аталады? 2-тақырып Өлшеу процесінің элементтері (2 сағ.) Дәрістің жоспары 1. Өлшеудің негізгі кезеңдері 2. Өлшеу теориясының постулаттары Өлшеу бірқатар кезеңдерден тұрады: - өлшеу міндетінің қойылымы: өлшеу шарттары және физикалық шама туралы деректерді жинау, объект модельдерін құру, өлшеу теңдеулерін құру, олардың көмегімен өлшенетін физикалық шаманың мәні табылатын, нақты шамаларды таңдау; - өлшеуді жоспарлау: өлшеу әдістерін және өлшеу құралының типтерін таңдау, өлшеу құралының метрологиялық сипаттамаларына қойылатын талаптарды анықтау, өлшеу құралын дайындау, өлшеу қателіктерін априорлы бағаны анықтау, өлшеу және бақылау шарттарын қамтамасыз ету; - өлшеу эксперименті: өлшеу құралдары мен объектісінің өзара әрекеттесуі, берілген мөлшерді өлшеу сигналын түрлендіру және ұдайы өсіру, сигналдарды салыстыру және нәтижелерді тіркеу; - эксперименттік деректерді өңдеу: алдыңғы ақпаратты талдау, қателікке мүмкін болатын түзетулерді анықтау, математикалық есепті талдау, деректерді өңдеу, есептеу процестері, алынған нәтижелерді талдау және оларды анықталған түрде белгілеу. Өлшеу теориясының постулаттары Өлшеу теориясы олардың алғашқы аксиомаларын сипаттайтын, постулаттар негізінде құрылады. Бүгінгі күні олар аяқталмаған, нақтыланып және толықтырылып отырады. Бірінші α постулаты: зерттеу объектісінің қабылданған моделінің шеңберінде белгілі өлшенетін физикалық шама және оның шынайы мәні бар. Модель объектіге барабар болып танылғанша, өлшенетін шама мәнінің маңызы болады. Зерттеудің әр түрлі мақсаттары кезінде берілген объектімен әр түрлі модельдер салыстырылуы мүмкін, онда α постулатынан α1 салдары шығады: өлшеу объектісінің берілген физикалық шамасы үшін өлшенетін шамалар жиыны бар болады. Осыдан, объектінің өлшенетін қасиетіне оның моделінің қандай да бір параметрі сәйкес келу керек. Бұл параметр өзгермейтін болып саналу керек, әйтпесе өлшеу тексерілген бола алмайды. Көрсетілген факт екінші β постулатымен сипатталады: өлшенетін шаманың шынайы мәні тұрақты. Айнымалы физикалық шаманы өлшеу үшін тұрақты параметрді таңдау немесе ерекшелеу және оны өлшеу керек. Жалпы жағдайда мұндай параметр қандай да бір функционалдың көмегімен енгізіледі. Мұндай тұрақты параметр-лердің мысалы орташа түзетілген немесе орташа квадраттық мәндер болып табылады. Берілген аспект β1 салдарында көрсетіледі: айнымалы физикалық шаманы өлшеу үшін оның тұрақты параметрін, яғни өлшенетін шаманы анықтау қажет. Өлшеу объектісінің математикалық моделі қасиеттердің толық сипаттамасын бермейді. Ол берілген есепті шешу үшін мәні бар, олардың кейбіреулерін белгілі жуықтау дәрежесімен сипаттайды. Өлшенетін шама қабылданған модельдің параметрі ретінде анықталады, ал оның мәні өлшенетін шаманың шынайы мәні ретінде қабылданады, яғни объектінің қасиеттерін идеалдандыру болады, ол модель параметрі мен объекті-нің нақты қасиеті арасындағы сәйкессіздікті себептейді, бұл сәйкессіздік табалдырықты деп аталады. Табалдырықты сәйкессіздік ұғымының сипаты үшінші γ постулатымен анықталады: өлшенетін шаманың объектінің зерттеле-тін қасиетіне сәйкессіздігі бар болады. Сәйкессіздік өлшеудің қол жеткізетін дәлдігін шектейді. Өлшеулерді және өлшеу мақсатын нақтылауды объектінің моделін нақтылау үшін жүргізеді. Модельдің енгізілген параметрі табалдырық-ты сәйкессіздікпен анықталатын қателіктерге тең қателікпен өлшенуі мүмкін, яғни объектінің абсолюттік барабар моделін салу мүмкін емес және табалдырықты сәйкессіздікті жоюға болмайды. Осыдан γ1 салдары пайда болады: өлшенетін шаманың шынайы мәнін іздеп табу мүмкін емес. Модельді априорлы ақпарат бар болған кезде салуға болады. Сонымен бірге ол неғұрлым артық болса, модель неғұрлым аса барабар болса, оның параметрі соғұрлым дәлірек болады, яғни априорлы ақпараттың ұлғаюы табалдырықты сәйкессіздікті өзгертеді. Бұл жағдай γ2 салдарында өрнектелген: өлшеудің қол жеткізілетін дәлдігі өлшеу объектісі туралы априорлы ақпаратпен анықталады. Келтірілген постулаттар және олардың салдары өлшеудің теориялық іргетасын салу ұмтылыстарының бірі болып табылады, және де оларды соңғы инстанциядағы ақиқат деп санаудың керегі жоқ. СДЖ арналған бақылау тапсырмалары (2-тақырыптар) [2, 5] 1. Қай өлшеу түрінде нәтиже белгілі функционалды тәуелділік бойынша анықталады? 2. Қай өлшеу әдісінде ізделіп отырған және белгілі (мөлшер) шамалар айырмасын өлшейді? 3. Өлшеу процедура сапасының қандай негізгі сипаттамасы болып табылады? 3-тақырып Өлшеулердің жіктелуі. Сынау және бақылау туралы ұғым. (2 сағ.) Дәрістің жоспары 1. Физикалық шамалар бірліктерін ұдайы өсіру және олардың мөлшерлерін беру теориясы. 2. Физикалық шамалар жүйелері және олардың бірліктері. 3. Физикалық шама бірліктерін ұдайы өсіру және олардың мөлшерлерін беру Өлшеулердің жіктелуі өлшеулерді орындау және нәтижелерді өңдеу әдістемелерін әзірлеу кезінде себептеледі. Жіктелу мақсаты – өлшеу нәтижелерін анықтау кезінде пайда болатын, өлшеулердің әдістемелік қателіктерін ерекшелеу ыңғайлылығы. Өлшеулер бірқатар белгілер бойынша жіктелуі мүмкін. Нәтижелерді алу тәсілі бойынша өлшеулер: тура, жанама, бірлескен және жиынтық болып бөлінеді. Тура – ол кезде шаманың ізделіп отырған мәнін тікелей өлшеу құралдарының көрсеткіштері бойынша табатын өлшеулер. Жанама деп ол кезде өлшенетін шаманың ізделіп отырған мәнін, сол мән мен бірдей жағдайларда жүргізілген, тура өлшеулерге ұшырайтын шама арасындағы белгілі тәуелділік бойынша табатын өлшеулер. Жалпы түрде Y, Q өлшенетін шамасын және тура өлшеулерге ұшырайтын, x1, х2 … хn шамаларын байланыстыратын тәуелділік мына түрде болады: Q=f(x1, х2 … хn) Y=F(x1, х2…xn). Жанама өлшеулер кезінде тәуелділіктер үш түрлі болуы мүмкін: 1) сызықтық , мұнда - тұрақты коэффициент; 2) сызықтық емес , мұнда ) – қандай да бір функция; 3) тәуелділіктің аралас типі . Y және Xi арасындағы байланыс түрі жанама өлшеулер қателіктерін есептеу әдістемесін анықтайды. Бірнеше бір аттас шамаларды бір мезгілде өлшеу жүргізілетін өлшеулер жиынтық деп аталады, олар кезінде олардың ізделіп отырған мәнін теңдеулер жүйесін шешу арқылы табады. Олардың арасындағы тәуелділікті анықтау үшін екі немесе бірнеше бір аттас емес шамаларды бір мезгілде өлшеу жүргізілетін өлшеулер бірлескен деп аталады. Жанама, бірлескен және жиынтық өлшеулер бір принципті маңызды ортақ қасиетпен біріктіріледі. Олардың нәтижелері өлшенетін шамалар мен тура өлшеулерге ұшырайтын шамалар арасындағы белгілі функционалды тәуелділіктер бойынша есептеумен анықталады. Айырмашылықтар тек функционалды тәуелділікте ғана болады. Дәлдік сипаттамасы бойынша өлшеулер дәлдігі бірдей және дәлдігі бірдей емес болып бөлінеді. Дәлдігі бірдей – бұл сол және бір жағдайларда өлшеу құралдарымен дәлдігі бойынша бірдей орындалған, физикалық шамаларды өлшеу. Дәлдігі бірдей емес – әр түрлі жағдайларда өлшеу құралдарымен дәлдігі бойынша әр түрлі орындалған, физикалық шамаларды өлшеу. Осы өлшеулердің нәтижелерін өңдеу әдістемесі әр түрлі. Өлшеулер санына байланысты бір еселік және көп еселік өлшеулерді ажыратады. Көп еселік өлшеулерді қателіктің кездейсоқ құраушысын азайту мақсатымен жүргізеді. Өлшенетін шаманы өзгертуге қатысы бойынша өлшеулер статикалық және динамикалық болып бөлінеді. Берілген жіктеудің мақсаты нақты өлшеулер кезінде өлшенетін шаманы өлшеу жылдамдығын есепке алу қажеттілігі туралы шешім қабылдаудан тұрады. Статикалық өлшеулерге барлық өлшеу уақытының бойында өзгеріссіз қалатын, физикалық шамаларды өлшеулер жатады. Динамикалық өлшеулер – бұл уақытқа байланысты өзгеретін, физикалық шамаларды өлшеулер. Метрологиялық тағайындалуына байланысты өлшеулер техникалық және метрологиялық болып бөлінеді. Техникалық өлшеулерді жұмыстық өлшеу құралдарымен жүргізеді. Метрологиялық – олардың мөлшерлерін жұмыстық өлшеу құралдарына беру үшін физикалық шамалар бірліктерін ұдайы өсіру мақсатымен эталондардың көмегімен. Өлшеулер нәтижелерінің өрнектеріне байланысты олар абсолюттік және салыстырмалы болып бөлінеді. Абсолюттік – бұл физикалық константалар мәндерін пайдалану арқылы бір немесе бірнеше шамаларды өлшеулер. Салыстырмалы – бұл белгілі шаманың бір аттас шамаға қатынасының өзгеруі. Сынау және бақылау туралы ұғым Сынау деп объектінің сандық және сапалық сипаттамаларын экспери-менттік анықтау аталады. Объект бір бұйым, бұйымдар партиясы, бұйым макеті немесе моделі, өнім және оның жұмыс істеу және өндіру процестері. Сынаудың негізгі белгілері мыналар болып табылады: - объект бойынша белгілі шешімді, яғни оның жарамдылығы немесе ақауланғандығы туралы шешімді қабылдау; - сынаудың талап етілетін нақты шарттарын беру. Сынаулар шарттары – сынаулар кезінде әсер етуші факторлардың және (немесе) объектінің жұмыс істеу режимдерінің жиынтығы. Нақты объектілерді сынауға нормативтік-техникалық сынаулардың қалыпты шарттары анықталу керек. Сынаудың келесі алуан түрлері болады, олар әр түрлі белгілер бойынша жіктеледі: - тағайындалуы бойынша олар зерттеуші, бақылаушы, салыстырушы және анықтаушы болып бөлінеді; - жүргізу деңгейі бойынша: мемлекеттік, ведомство аралық және ведомстволық; - сыналатын өнімді әзірлеу кезеңдерінің түрі бойынша: алдын ала және қабылдаушы; - дайын өнімді сынау түрі бойынша: біліктілікті, қабылдау-тапсырушы, периодтық, типтік. Сынаудың мақсаты – номинал жағдайларда берілген сыналатын параметрдің мәнін анықтау. Сынау нәтижесі – бұл объект қасиеттерінің сипаттамаларын анықтау, объектінің оның берілген талаптарына сәйкестігін анықтау. Өлшеу мен сынаудың арасында үлкен ұқсастық бар, бірақ өлшеу сынаудың жеке жағдайы болып саналады. Бақылау – бұл бұйым параметрі мәнінің анықталған талаптарға немесе нормаларға сәйкестігін анықтау процесі. Бақылау өлшеуді түрлендіруден, бақыланатын ұдайы өсіру операциясынан және бақылау нәтижесін салыстыру мен анықтаудан тұрады. Өлшеу мен бақылаудың айырмашылықтары келесіден тұрады: - өлшеу нәтижесі – сандық сипаттама, ал бақылау – сапалық; - өлшеу өлшенетін шама мәндерінің кең ауқымында болады, бақылау – мүмкін болатын жағдайлардың шағын санының шамасында; - өлшеудің негізгі сипаттамасы – дәлдік, ал бақылаудың негізгі сипаттамасы шүбәсыздық болып табылады. Бақылау аспаптарын шаманың өлшенетін параметрлерінің күйін тексеру үшін ғана қолданады. Бақылау бір параметрлі және көп параметрлі болуы мүмкін. Объектіге әсер ету түріне байланысты бақылау активті және пассивті болуы мүмкін. Рауалы бақылау аса кең таралған, оның нәтижелері "жарамды, жарамсыз, ақау" пайымдаулары болып табылады. Рауалы бақылау кезінде шекті рауалы мәндер салыстырылады. Нәтижесі келесідей болуы мүмкін: Хн <Х< Хв Хн≤Х≤Хв Іс жүзінде ақиқат мәнді емес, оның бағасын салыстырамыз, бұл кезде ақиқат мән келесі түрде анықталады: Х=Х0+∆ Хн ≤ Х≤ Хв→ Хн ≤ Х0 ≤ Хв. Бұдан шығатыны, рауалы бақылау кезінде 4 нәтиже мүмкін болады. 1) Келесі оқиға: Хн ≤ Х≤ Хв и Хн ≤ Х0 ≤ Хв.., орын алғанда, бақыланатын параметр мәні рауалы шамада болғанда, "жарамды" шешімі қабылданған. Егер Х бақыланатын параметрінің және f (∆) қателігінің f(x) үлестіру заңдары ықтималдықтарының тығыздықтары белгілі болса, онда осы заңдардың және параметрдің берілген рауалы шекті мәндерінің өзара тәуелсіздігі кезінде оны өлшеу, "жарамды" оқиғасының ықтималдығы мына формула бойынша анықталады: 2) Бақыланатын параметрдің мәндері рауалы мәндердің шамасында болмағанда, яғни төмендегі оқиға орын алғанда, «жарамсыз» шешімі қабылданған: ХXв және Х0Хв Ескертілген ұйғарымдар кезінде «жарамды» немесе «ақау» оқиғасының ықтималдығы: . 3) Бақыланатын параметрдің ақиқат мәні рауалы мәндер шамасында болғанда, және түзетілген объект ақауланғанда, яғни Х0<Хн, Х0>Хв және Хн≤Х≤Хв оқиғасы орын алғанда, "ақау" шешімі қабылданған. Бұл жағдайда бірінші текті қатенің орын алатынын айту қабылданған. Оның ықтималдығы Р1: . 4) Бақыланатын параметрдің ақиқат мәні рауалы мәндер шамасында болмағанда, және түзетілген объект жарамды болып танылғанда және екінші текті қате пайда болғанда, яғни ХXв және Хн≤Х0≤Хв оқиғасы орын алғанда, "жарамды" шешімі қабылданған . Бірінші текті қателер дайындаушының шығындарына әкеледі, өйткені шындығында жарамды бұйымды жарамсыз деп қате тану зерттеуге, әзірлеуге және реттеуге қосымша шығындарға әкеліп соғады. Екінші текті қателер сапасыз бұйымдар алатын тұтынушыға әсер етеді. Рг, Рнг, Р1, Р2 ықтималдықтары бұйымдар партиясын жаппай бақылау кезінде олардың барлық бақыланатын жиынтығы арасындағы жарамды, жарамсыз, дұрыс ақауланбаған және дұрыс өткізілмеген бұйымдардың орташа үлсетерін сипаттайды. Осыдан Рг+Рнг+Р1+Р2=1. Рауалы бақылау нәтижелерінің шүбәсыздығы әр түрлі көрсеткіштерге байланысты болады, олардың арасында Р1 және Р2 қателерінің ықтималдық-тары, сондай-ақ дайындаушы мен тұтынушы тәуекелдері аса кең таралды. Бұл формулалар өлшеу қателіктерінің мәндерін іздеуді анықтайды, ол сандық немесе графикалық интегралдау жолымен жүргізіледі, және қателер ықтималдықтарының рауалы мәндері берілген болу керек. Физикалық шамалар жүйелері және олардың бірліктері Әрбір объект үшін физикалық шамамен көрсетілетін қасиеттің сандық құрамындағы айырмашылықтарды анықтау үшін, оның мөлшері мен мәнінің ұғымдары енгізілген. Физикалық шаманың өлшемі – бұл берілген объектіде “физикалық шама” ұғымына сәйкес келетін қасиеттің сандық құрамы. Физикалық шаманың мәні – ол үшін қабылданған бірліктердің қандай да бір саны түрінде оның мөлшерін бағалау (өлшеумен немесе есептеумен алады). Физикалық шаманың бірлігі – бұл белгіленген мөлшердің физикалық шамасы, оған біртекті физикалық шамаларды сандық өрнектеу үшін қолданылатын, бірге тең, сандық мән шартты түрде берілген. Физикалық шаманың негізгі сипаттамасы оның өлшемдігі “dim Q” болып табылады – берілген шаманың негізгі физикалық шамалармен байланысын көрсететін, дәрежелі көпмүше түріндегі өрнек; ондағы пропорционалдылық коэффициенті бірге тең болып қабылданған. мұнда L, M, T, I – берілген жүйенің негізгі шамаларының шартты белгілері; - тұтас немесе бөлшек, оң немесе теріс заттық сандар. Оған негізгі шаманың өлшемдігі шығарылған дәреженің көрсеткіші, өлшемділік көрсеткіші деп аталады. Егер барлық өлшемділік көрсеткіштері нөлге тең болса, онда мұндай шаманы мөлшерсіз деп атайды. Өлшемділік ұғымы кеңінен пайдаланылады: - бірліктерді бір жүйеден екіншіге ауыстыру үшін; - теориялық тұжырым нәтижесінде алынған, күрделі есептік формулалар-дың дұрыстығын тексеру үшін; - шамалар арасындағы тәуелділікті айқындау кезінде; - физикалық ұқсастық теориясында. Объектілердің қасиеттері арасындағы шамалар тіліне ауыстырылған өзара байланыс модельді құрайды, ол өзінің жиынтығында физиканың белгілі бөлімін сипаттайтын, теңдеулер жүйесі болып табылады. Мұндай теңдеулердің келесі 2 типін ажыратады: 1) Шамалар арасындағы байланыс теңдеулері – табиғат заңдарын сипаттайтын теңдеулер, оларда әріптік символдардың астарында физикалық шамаларды түсінуге болады. Теңдеулер оларға кіретін физикалық шамалардың өлшем бірліктерін таңдауға байланысты болмайтын түрде жазылуы мүмкін. K коэффициенті шамалар арасындағы байланысты анықтайды және өлшем бірліктерін таңдауға байланысты болмайды. Мысалы: үшбұрыштың S ауданы L негіздің h биіктігіне көбейтіндісінің жартысына тең: К=0,5. 0,5 коэффициенті өлшемдер бірліктерін емес, фигуралардың өздерінің пішіндерін таңдауға байланысты пайда болды. 2) Физикалық шамалардың сандық мәндері арасындағы байланыс теңдеулері – оларда әріптік символдардың астарында таңдалған бірліктерге сәйкес келетін шамалардың сандық мәндері түсіндірілетін теңдеулер. Осы теңдеулердің түрі таңдалған өлшем бірліктеріне байланысты болады. Олар мына түрде жазылуы мүмкін: , мұнда Ke - таңдалған бірліктер жүйесіне тәуелді болатын, сандық коэффициент. Мысалы: үшбұрыш ауданының сандық мәндері және оның геометриялық өлшемдері арасындағы байланыс теңдеуі, аудан – квадратты метрмен, ал негізі мен биіктігі – метрмен және миллиметрмен өлшенуі шартында мына түрде болады. а) , яғни б) , яғни Тәуелсіз шамалармен және олардың функцияларымен құрылған, физикалық шамалардың жиынтығы физикалық шамалар жүйесі деп аталады. Негізгі деп аталатын, бірнеше физикалық шамалар ерікті түрде; олардың арасындағы байланыс теңдеулерінің негізінде анықталатын, қалған туындылармен анықталады. Қабылданған принциптерге сәйкес физикалық шаманың негізгі және туынды бірліктерінің жиынтығы физикалық шама бірліктерінің жүйесі деп аталады. Негізгі физикалық шаманың бірлігі берілген жүйенің негізгі бірлігі болып табылады. “Физикалық шамалар бірліктері МӨЖ” МЕСТ 8.417-81 ӨЖ бірліктерінің жүйесі пайдаланылады, онда 7 негізгі және 2 қосымша бірліктер қабылданған. Туынды бірлік – теңдеуді негізгі бірліктермен байланыстыратын, осы теңдеумен құрылған бірліктер жүйесінің туынды физикалық шамасының бірлігі. 3.1-кесте - ӨЖ жүйесінің физикалық шамаларының негізгі және қосымша бірліктері Шама Бірлік Белгіленуі Атауы Өлшем-дігі Ұсынылған белгісі Атауы Орысша Халық-аралық Ұзындық Негізгі L l метр м m Масса M m килограмм кг kg Уақыт T t секунда с s Электр тогының күші I I ампер А A Термодинамикалық температура T кельвин К K Зат мөлшері N n, v моль моль mol Жарық күші J J канделла кд cd Жазық бұрыш Қосымша - - радиан рад rad Денелік бұрыш - - стерадиан ср sr 3.2-кесте Арнайы атауы бар, ӨЖ жүйесінің туынды бірліктері Шама Бірлік Атауы Өлшем-дігі Атауы Белгіленуі ӨЖ арқылы өрнектелуі 1 2 3 4 5 Жиілік герц Гц Күш, салмақ ньютон Н Қысым, механикалық кернеу паскаль Па Энергия, жұмыс, жылу мөлшері джоуль Дж Қуат ватт Вт Электр мөлшері кулон Кл Электр кернеуі потенциал, ЭҚК вольт В Эл. сыйымдылық фарад Ф Эл. кедергі ом Ом Эл. өткізгіштік сименс См Магниттік индукция ағыны вебер Вб Магниттік индукция тесла Тл Индуктивтілік генри Гн Жарық ағыны J люмен лм Жарықталғандық люкс лк Радионуклидтің активтілігі беккерель Бк Иондаушы сәуле шығарудың жұтылған дозасы грей Гр Сәуле шығарудың эквивалентті дозасы зиверт Зв Туынды бірлікті анықтау үшін: - оның бірліктері негізгіге қабылданатын, физикалық шаманы таңдау керек; - осы бірліктердің өлшемін анықтау керек; - шамаларды байланыстыратын теңдеуді таңдау керек; - пропорционалдылық коэффициентін бірге (немесе басқа тұрақты санға) теңестіру керек. Туынды бірліктер когерентті және когерентті емес болуы мүмкін. Когерентті деп жүйенің басқа бірліктерімен онда сандық көбейткіш бірге тең болып қабылданған теңдеумен байланысқан, физикалық шаманың туынды бірлігі аталады. Физикалық шама бірліктері жүйелік және жүйеден тыс деп бөлінеді. Жүйелік – қабылданған жүйелердің біреуіне кіретін, физикалық шама бірлігі. Барлық негізгі, туынды, еселік және үлестік бірліктер жүйелік болып табылады. Жүйеден тыс бірлік – қабылданған бірліктер жүйелерінің бір де біріне кірмейтін, физикалық шама бірлігі. ӨЖ бірліктеріне қатысты жүйеден тыс бірліктерді 4 түрге бөледі: - ӨЖ бірліктерімен тең рауалы (мысалы: масса бірлігі – тонна; жазық бұрыш – градус, минута, секунда; көлем – литр; уақыт – минута, сағат, тәулік; аудан – гектар және т.б.); - арнайы облыстарда қолдануға рауалы (астрономиялық бірлік – парсек, жарықтық жыл; оптикалық күш бірлігі – диоптрия; физикадағы энергия бірлігі – электрон-вольт және т.б.); - ӨЖ бірліктерімен тең қолданылуға уақытша рауалы (теңіз навигациясында – теңіздік миля; зергерлік істегі масса бірлігі - карат); - қолданудан алынған (қысым бірлігі – сынап бағанының мм; қуат бірлігі – ат күші және т.б.). Физикалық шамалардың еселік және үлестік бірліктерін ажыратады. Еселік – бұл жүйелік немесе жүйеден тыс бірліктен тұтас сан есе артатын, физикалық шама бірлігі. Үлестік – бұл физикалық шама бірлігі, оның мәні жүйелік немесе жүйеден тыс бірліктен тұтас сан есе кем болады. 3.3-кесте – Ондық еселік және үлестік бірліктерді және олардың атауларын құруға арналған көбейткіштер және қосымшалар Көбейткіш Қосымша Қосымшаның белгіленуі Көбейткіш Қосымша Қосымшаның белгіленуі халықаралық орысша халықаралық орысша экса E Э деци d д пета P П санти c с тера T Т милли m м гига G Г микро мк мега M М нано n н кило k к пико p п гекто h г фемто f ф дека da да атто a а ӨЖ бірліктері жүйесінің басқалардың алдында артықшылықтары: - әмбебаптылығы, яғни ғылым мен техниканың барлық облыстарын қамтуы; - өлшеудің барлық облыстары мен түрлерін бірыңғайлауы; - шамалардың когеренттігі; - бірліктерді жоғары дәлдікпен ұдайы өсіру мүмкіндігі; - ауысымдық коэффициенттердің жоқтығына байланысты формулалар-дың жазылуын ықшамдауы; - еселік және үлестік бірліктерді құрудың бірыңғай жүйесі; - рауалы бірліктердің санын азайтуы. Физикалық шама бірліктерін ұдайы өсіру және олардың мөлшерлерін беру. Өлшеулер бірлігі туралы ұғым Өлшеулер жүргізу кезінде олардың бірлігін қамтамасыз ету қажет. Өлшеулер бірлігі - өлшеулер сапасының сипаттамасы, оның нәтижелері заңдастырылған бірліктермен өрнектеледі, олардың мөлшерлері белгіленген шекте ұдайы өсірілген шамалардың мөлшерлеріне тең, ал өлшеулер нәтижелерінің қателіктері берілген ықтималдықпен белгілі болады және белгіленген шектен шықпайды. Бірлік ғылым мен техникаға қажет, кез-келген дәлдік кезінде қамтамасыз етілу керек. Мемлекеттік деңгейде өлшеулер бірлігін қамтамасыз ету бойынша қызмет өлшеулер бірлігін қамтамасыз етудің Мемлекеттік жүйесінің стандарттарымен немесе метрологиялық қызмет органдарының нормативтік құжаттарымен регламенттеледі. Бірлікті қамтамасыз ету үшін бірліктердің тепе-теңдігі қажет, оларда өлшеу құралдары градуирленген, оған физикалық шаманың белгіленген бірліктерін дәл ұдайы өсірумен және олардың мөлшерлерін қолданылатын өлшеу құралдарына берумен қол жеткізіледі. Физикалық шаманың бірлігін ұдайы өсіру – мемлекеттік эталон немесе өлшеудің алғашқы үлгілік құралы арқылы ең жоғары дәлдікпен физикалық шама бірлігін материалдандыру бойынша операциялар жиынтығы. Негізгі бірлікті ұдайы өсіру – бірліктің анықталуына сәйкес өлшемі бойынша белгіленген физикалық шама бірлігін ұдайы өсіру. Мемлекеттік бірінші реттік эталондардың көмегімен жүзеге асырылады. Туынды бірлікті ұдайы өсіру – өлшенетін шамамен функционалды байланысқан, басқа шамаларды жанама өлшеу негізінде көрсетілген бірліктер-дегі физикалық шаманың мәндерін анықтау. (Мысалы: F=m*g механика теңдеуі негізінде Ньютон күші бірлігін ұдайы өсіру). Бірлік өлшемін беру – бұл тексерілетін өлшеу құралымен сақталатын, физикалық шаманың өлшемін, оларды тексеру және калибрлеу кезінде жүзеге асырылатын, эталонмен ұдайы өсірілетін немесе сақталатын бірлік өлшеміне келтіру. Бірлік өлшемі “жоғарыдан – төмен қарай” – аса дәл өлшеу құралдарынан кемірек дәл өлшеу құралдарына беріледі. Бірлікті сақтау – берілген өлшеу құралына тән, бірлік өлшемі уақытындағы өзгеріссіздікті қамтамасыз ететін, операциялар жиынтығы. Физикалық шама бірліктерінің эталондары Эталон – тексеру сұлбасы бойынша төменде тұрған оның өлшемін беру және бірлікті ұдайы өсіру және сақтау үшін тағайындалған, өлшеулер құралы (немесе ӨЖ кешені). Эталондардың жіктелуі, тағайындалуы және оларды құруға, сақтауға және қолдануға қойылатын жалпы талаптарды МСТ 8.057-80 «МӨЖ. Физикалық шама бірліктерінің эталондары. Негізгі ережелер» анықтайды. Эталон өзара байланысқан үш қасиетті иелену керек: тұрақтылық, ұдайы өсушілік және салыстырмалылық. Тұрақтылық – эталонның ұзақ уақыт бойында ұдайы өсіретін бірлігінің өлшемін тұрақты етіп ұстап тұратын қасиеті, бұл кезде сыртқы шарттарға тәуелді болатын барлық өзгерістер, дәл өлшеуге қол жетерлік шамалардың функциялары болу керек. Ұдайы өсушілік – өлшеу техникасын дамытудың қолданылып жүрген деңгейі үшін ең аз қателігі бар физикалық шаманың бірліктерін ұдайы өсіру мүмкіндігі. Салыстырмалылық – өлшеу техникасын дамыту деңгейі үшін ең жоғары дәлдікпен тексеру сұлбасы бойынша төмен тұрған басқа өлшеу құралдарының эталонымен салыстыруды қамтамасыз ету мүмкіндігі. Эталондардың келесі түрлерін ажыратады: - алғашқы реттік – бірлікті ең жоғары дәлдікпен ұдайы өсіруді және сақтауды қамтамасыз етеді. Бұл теңдессіз күрделі өлшеу кешендері, олар өлшеулер бірлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесінің негізін құрайды; - арнайы – бірлікті ерекше жағдайларда ұдайы өсіруді қамтамасыз етеді, оларда бірлік өлшемін алғашқы реттік эталоннан талап етілетін дәлдікпен тура беру жүзеге асырылмайды, және осы шарттар үшін алғашқы реттік эталон болып табылады; - мемлекеттік – бұл ел үшін бастапқы ретінде басты метрологиялық органмен ресми бекітілген, алғашқы реттік немесе арнайы эталон. Оларды орталық ғылыми институттар құрайды, сақтайды және қолданады, оларды басқа елдердің мемлекеттік эталондарымен кезең сайын салыстырады; - екінші реттік – сәйкес физикалық шаманың алғашқы реттік эталонымен салыстырумен алынған бірлік өлшемін сақтайды. Екінші реттік эталондар тексеру жұмыстарының қажеттілігі кезінде және мемлекеттік эталонның сақталуын және аз тозуын қамтамасыз ету үшін құрылады. Метрологиялық тағайындалуы бойынша екінші реттік эталондар мына түрде бөлінеді: - эталон-көшірме – бірлік өлшемін жұмыстық эталонмен беру үшін тағайындалған. - эталон-салыстыру – қандай да бір себептер бойынша бір-бірімен тікелей салыстырыла алмайтын, эталондарды салыстыру үшін қолданылады; - эталон-куәгер – мемлекеттік эталонның сақталғандығы мен тұрақтылы-ғын тексеру және бүлінген немесе жоғалған жағдайда оны ауыстыру үшін тағайындалған. Қазіргі уақытта тек килограмм эталонының ғана эталон-куәгері бар. Ол негізгі эталонның тұрақтылығын бақылау мүмкіндігін қамтамасыз етеді; - жұмыстық эталон – бірлік өлшемін жұмыстық өлшеулер құралдарына беру үшін қолданылады. Ведомстволардың, министрліктердің зертханаларында және территориялық метрологиялық органдарда ең көп таралған. Мемлекеттік алғашқы реттік және арнайы эталондардың қателіктері жоққа шығарылмаған жүйелі қателікпен, кездейсоқ қателікпен және тұрақсыздықпен сипатталады. Жоққа шығарылмаған жүйелі қателік оның шекараларымен сипатталады. Кездейсоқ қателік тәуелсіз өлшеулер санын көрсетіп, бірлікті ұдайы өсіру кезінде өлшеулер нәтижесінің орташа квадраттық ауытқуымен (ОКА) анықталады. Тұрақсыздық белгілі уақыт аралығында эталонмен ұдайы өсірілетін немесе сақталатын, бірлік өлшемінің өзгерісімен беріледі. Эталондар қателіктерін өрнектеу тәсілдерін МСТ 8.381-80 «МӨЖ. Эталондар. Қателіктерді өрнектеу тәсілдері» анықтайды. Екінші реттік эталондар қателіктерін бағалау олармен сақталатын бірліктер өлшемдерінің алғашқы реттік эталонмен ұдайы өсірілетін бірлік өлшемінен ауытқуымен сипатталады. Екінші реттік эталон үшін жиынтық қателік көрсетіледі. Өлшемдерді эталондардан жұмыстық өлшемдер мен аспаптарға беру жұмыстық эталондардың көмегімен жүзеге асырылады, оларды үлгілі өлшеу құралдары деп атайды. Жұмыстық эталондар тексеру сұлбасына сәйкес олардың қосымша бағыну тәртібін анықтайтын, 1, 2 және т.б. разрядтарға бөлінеді. Өлшеулердің әр түрлері үшін өлшеулердің берілген түрі үшін тексеру сұлбаларына арналған стандарттармен анықталатын, жұмыстық эталондар разрядтарының әр түрлі саны анықталады. Тексеру сұлбалары Физикалық шамалар бірліктерінің өлшемін дұрыс беруді қамтамасыз ету тексеру сұлбаларының көмегімен жүзеге асырылады. Тексеру сұлбасы – нормативтік құжат, ол бірлік өлшемін эталоннан әдістер мен қателіктерді көрсету арқылы жұмыстық өлшеу құралдарына беруге қатысатын, өлшеу құралдарының қосымша бағынуын анықтайтын, нормативтік құжат және МСТ 8.061-80 «МӨЖ. Тексеру сұлбалары. Мазмұны мен салынуы» стандартында анықталған тәртіпте бекітілген. Тексеру сұлбалары қолданылу саласына байланысты мемлекеттік, мемлекет аралық және жергілікті болып бөлінеді. Мемлекет аралық тексеру сұлбаларын өлшеулер бірлігін қамтамасыз етумен байланысты қызметте «Стандарттау, метрология және сертификаттау саласындағы келісілген саясатты жүргізу туралы» Келісімге қатысушы мемлекеттер, мемлекет аралық тексеру сұлбасына арналған құжатқа қайшы келмейтін елдің нормативтік құжатын әзірлеу жолымен қолданылады. Мемлекеттік тексеру сұлбасы метрологиялық қызметтермен тексеруге жататын, барлық өлшеу құралдарына таралады. Жергілікті тексеру сұлбасы метрологиялық қызметтің жеке органында тексеруге жататын, берілген физикалық шаманың өлшеу құралдарына таралады. Жергілікті тексеру сұлбасын сызба түрінде ресімдейді, онда тексеру әдісін - овалдармен, ал эталондар мен өлшеу құралдарын тікбұрышты рамкаларда бейнелейді (3.1-сурет). а) б) в) г) 3.1-сурет Тексері сұлбаларын бейнелеу графиктерінің элементтері: өлшемді беру: а) 1-эталоннан 5-объектіге 3-әдіспен; б) 1-эталоннан 5 және 6-тексеру объектілеріне 3-әдіспен; в) 1-эталоннан 5-тексеру объектісіне 3 немесе 4-әдіспен; г) 1-эталоннан 5-тексеру объектісіне 3-әдіспен және 6-тексеру объектісіне 4-әдіспен. Тексеру сұлбасы бір немесе бірнеше өзара байланысқан шамалар бірліктерінің өлшемін беруді анықтайды. Өлшеу ауқымдарымен, тексеру әдістерімен ерекшеленетін, сол және бір шаманы өлшеу құралдарына арналған, сондай-ақ бірнеше физикалық шамаларды өлшеу құралдарына арналған сұлбаны бөліктерге бөлуге рұқсат беріледі. Тексеру сұлбасының сызбаларында мыналар көрсетілу керек: - өлшеу құралдарының және тексеру әдістерінің атаулары; - физикалық шамалардың номинал мәндері немесе олардың ауқымдары; - өлшеу құралдары қателіктерінің рұқсат етілетін мәндері; - тексеру әдістері қателіктерінің рұқсат етілетін мәндері. Мемлекеттік тексеру сұлбасы сызбадан және мәтіндік бөліктен тұрады. Сызба бірінің астына бірі орналасқан және штрих сызықтармен бөлінген жолдардан тұру керек. Жолдардың атаулары болу керек: «Мемлекеттік эталон» (егер екінші реттік жоқ болса); «Мемлекеттік эталондар» (екінші реттік бар болғанда); «Басқа тексеру сұлбаларынан алынған, жұмыстық эталондар»; «i-ші разрядты жұмыстық эталондар»; «Жұмыстық өлшеу құралдары». Алғашқы реттік эталонның атауын олардың қосымша бағынуы тәртібінде көрсету керек. Алғашқы реттік эталонның атауын қосарлы сызықпен жасалған, тікбұрышты рамкаға алады. Екінші реттік, жұмыстық эталондардың және өлшеу құралдарының атауларын жалғыз сызықты тікбұрышты рамкаға алады. Тексеру әдістерінің атауларын овалдарға алады, оларды жолдарды бөлетін штриз сызықтардың қиылысуында орналастырады. Өлшемдерді беруді тұтас сызықтармен көрсетеді, олар мүмкіндігінше қиылыспау керек, егер бұл мүмкін болмаса, онда қиылысуды Ω белгісімен бейнелейді. Жұмыстық өлшеу құралдарын мүмкіндігінше қателіктердің өсу тәртібінде солдан оңға қарай орналастырады. Элементтер өлшемдері бір жол шамасында бірдей болу керек. Мәтіндік бөлік кіріспе бөлімнен және қосымша ақпараты бар тексеру сұлбасының элементтеріне түсіндірмелерден тұрады. Өлшеу құралдарын тексеру тәсілдері Тексеру – метрологиялық сипаттамаларды және олардың қойылған талаптарға сәйкестігін анықтау негізінде, өлшеу құралдарының қолдануға жарамдылығын анықтау операциясынегізгі . Негізгі метрологиялық сипаттама – тексерілетін өлшеу құралын аса дәл жұмыстық эталонмен салыстырумен анықталатын қателік. Мына тексерістерді ажыратады: мемлекеттік және ведомстволық; периодтық және тәуелсіз; кезектен тыс және инспекциялық; кешенді және басқа. Тексеру жүргізудің негізгі талаптары мен тәртібі ПР 50.2.006-96 «МӨЖ. Өлшеу құралдарын тексеру. Ұйымдастыру және жүргізу тәртібі» ережелерінде келтірілген. Тексеруді метрологиялық қызметтер орындайды; қолдануға жарамды деп танылған өлшеу құралы, тексеру туралы куәлікпен, тексеру таңбасын салумен немесе нормативтік-техникалық құжаттарға сәйкес басқа тәсілдермен ресімделеді. Шаралар мына жолмен тексерілуі мүмкін: - компаратордың (салыстыратын өлшеу құралы) көмегімен аса дәл өлшеммен салыстыру, бұл қарама-қарсы қою немесе орын ауыстыру әдісімен жүзеге асырылады; - өлшеммен ұдайы өсірілетін шаманы дәлдік класы сәйкес аспаптармен өлшеу. Бұл жағдайда тексеру көбінесе градуирлеу деп аталады. Градуирлеу –өлшеудің үлгілік құралының көрсеткіштеріне сәйкес келетін шкалаға белгілер салу; жинақтың тек бір ғана өлшемі аса дәл өлшеммен салыстырылғанда, ал басқа өлшемдердің мөлшерлері олардың аспаптарда өзара салыстырылуымен анықталғанда, калибрлеу. Өлшеу аспаптарын тексеру мына әдістермен жүргізіледі: - өлшенетін шамаларды және өлшемдермен ұдайы өсірілетін шамаларды тікелей салыстыру. Нәтижелердің ең үлкен айырмашылығы аспаптың негізгі қателігі болып табылады; - сол және бір шаманы өлшеу кезінде тексерілетін және үлгілік аспаптың көрсеткіштерін тікелей салыстыру. Көрсеткіштер айырымы – тексерілетін өлшеу құралының абсолюттік қателігі. Тексеру кезінде үлгілік және тексерілетін өлшеу құралдарының рауалы қателіктері арасындағы оңтайлы ара қатынасты таңдау болып табылады. Стандарттық үлгілер Бірқатар өлшеу облыстары үшін стандарттық үлгілерді қолдану перспективалы болып табылады. Заттар мен материалдардың құрамы мен қасиеттерінің стандарттық үлгісі – бұл зат (материал) түріндегі өлшеулер құралы, оның құрамы немесе қасиеті аттестациямен анықталған. Стандарттық үлгілермен жұмыс істеу ережелерін МСТ 8.315-97 «МӨЖ. Заттар мен материалдардың құрамы мен қасиеттерінің стандарттық үлгілері. Негізгі ережелер» анықтайды. Стандарттық үлгілер өлшеулердің бірлігін және талап етілетін дәлдігін қамтамасыз ету үшін тағайындалған: - градуирлеу, өлшеу құралын метрологиялық аттестаттау және тексеру; - өлшеуді орындау әдістемелерін метрологиялық аттестаттау; - өлшеу дәлдігінің көрсеткіштерін бақылау; - заттар мен материалдардың құрамын немесе қасиеттерін сипаттайтын, физикалық шамаларды салыстыру әдістерімен өлшеу. Аттестатталатын сипаттаманың түріне байланысты стандарттық үлгілер (СҮ) ажыратады: - құрамның стандарттық үлгілері – белгілі құрауыштардың (химиялық элементтер, олардың изотоптары және т.б.) құрамын сипаттайтын шамалардың мәндерін ұдайы өсіреді. - қасиеттердің стандарттық үлгілері – құрамын сипаттайтын шамаларды қоспағанда, заттың физикалық, химиялық, техникалық немесе басқа қасиеттерін сипаттайтын шамалардың мәндерін ұдайы өсіреді. Әрекет ету және қолдану саласына байланысты стандарттық үлгілер кәсіпорындардың мемлекеттік, салалық және стандарттық үлгілеріне бөлінеді. Стандарттық үлгілер типтерге біріктіріледі. Тип – бұл үлгілерді біліктілік топтастыру, олардың анықтаушы белгілері одан олар жасалған, сол және бір зат және ол бойынша олар орындалған, бірыңғай құжаттама болып табылады. Әрбір тип үшін оларды аттестаттау кезінде әрекет ету мерзімі белгіленеді (10 жылдан артық емес) және метрологиялық сипаттамалар анықталады. Оларға мыналар жатады: - аттестатталған мән – үлгімен ұдайы өсірілетін, оны аттестаттау кезінде белгіленген және қателігі көрсетіліп куәлікте келтірілген үлгінің аттестатталған сипаттамасының мәні; - аттестатталған мәннің қателігі – үлгінің өлшеу кезінде пайдаланылатын бөлігімен ұдайы өсірілетін шаманың аттестатталған және ақиқат мәндері арасындағы айырым; - біртектілік сипаттамасы – өлшеулер кезінде пайдаланылатын, оның әр түрлі бөліктерімен ұдайы өсірілетін шама мәнінің тұрақтылығымен өрнектелетін үлгі қасиетінің сипаттамасы; - тұрақтылық сипаттамасы – сақтау мен қолданудың берілген шарттарын сақтау кезінде жарамдылық мерзімінің куәлігінде көрсетілген мәнді сақтау үлгісі қасиеттерінің сипаттамасы; - әсер ету функциялары – үлгінің метрологиялық сипаттамаларының берілген қолдану шарттарындағы сыртқы әсер етуші шамалардың өзгеруіне тәуелділігі. Стандарттық үлгілерді қолдану: өлшеу құралдарын өлшеу, сынау, бақылау, тексеру және градуирлеу әдістеріне арналған нормативтік-техникалық құжаттардың; өлшеулерді орындаудың аттестатталған әдістемелерінің; мемлекеттік және жергілікті тексеру сұлбаларының талаптарына сәйкес жүзеге асырылу керек. СДЖ арналған бақылау тапсырмалары (3-тақырып) [7, 9] 1. СИ-дің қай негізгі бірлігіне алғашқы эталон жок? 2. СИ-дің негізгі бірлестіктерінің қай мемлекеттік алғашқы эталоны анықтауымен емес жасалынды, бұл тәжірбиеде жасалуы мүмкін емес? 3. Қай бірлік жүйесінде негізгі бірліктер болып килограмм, секунда, ампер табылады? 4. Не арқылы өлшеу бірлікті және қажетті дәлдікті қамтамасыз ету үшін стандартты үлгілер арналған? Негізгі әдебиеттер тізімі 1. Шишкин И.Ф. Основы метрологии, стандартизации и контроля качества 1988 г. 2. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология. М.: Изд-во стандартов, 1991. 3. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике. 2002 г. 4. Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. М.: Наука, 1988г. 5. Бурдун Г.Д. Справочник по международной системе единиц. М.: Изд-во стандартов, 1977г. 6. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия, 1978 7. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. М.: Изд-во стандартов, 1984. 8. Маркин Н.С. Основы теории обработки результатов измерений. М.: Изд-во стандартов,1991 9. Учебное пособие по дисциплине «Общая теория измерений», Кузембаева Г.М, Ерахтина И.И.