14. Өлшеу құралдары

Өлшеу құралдары- бұл нөмірленген метрологиялық сипаттамалары бар, физикалық шама бірліктерін сақтау немесе шығару, нақты уақыт аралығында өзгеріссіз (орнатылған қателіктерге жеткенде)өлшемдерінде қолданылатын өлшеулерге тағайындалған техикалық құралдар (немесе олардың комлексі). Өлшеу құралдары екі функцияларының біреуін орындайды:

•белгіленген (айқын)өлшем шамаларын шығару – мысалы, гір – белгілі салмақ, кедергі магазині - кедергі мәнінің дискреттік қатары;

•өлшеу шамалары мәндері туралы ақпараттарын жеткізетін дыбыстарын өңдейді. ӨЖ көрсеткіштері адам сезімдері органдарын тікелей қабылдайды (мысалы, құралдардың бағыт немесе сандық көрсеткіштері), болмаса адам ретінде қабылдауға рұқсат болмайды, сондықтан басқа ӨЖ өзгерістеріне қолданылады.

Өлшем бірліктерін қаматамасыз ету жүйесінде орындау рөлі бойынша ӨЖ:

•метрологиялық - ӨЖ жұмысшыларына өлшем бірліктерін беру немесе бірліктерді шығарумен сақтауда метрологиялық мақсаттары үшін тағайындалған. Метрологиялық өлшеу құралдары көп сандық емес болып келеді. Олар арнайы ғылыми-зерттеу орталықтарында өңделеді, өндіріледі және пайдаланылады;

•жұмысшы- өлшем бірліктерін берумен байланысы жоқ өлшеулер үшін қолдану болып бөлінеді.

Автоматтау деңгейі бойынша барлық ӨЖ 3-топқа бөлінеді:

•автоматтандырылымаған;

•автоматтандырылған, автоматтау режимінде өлшеу операцияларынң бір немесе бір бөлігін өндіреді;

•автоматты, барлық операциялар және өлшеулер олардық өңдеу нәтижелерімен, тіркелуімен, басқару дыбыстарының өңделген немесе мәлімдемесін беру автоматты режимде өндіріледі.

Стандарттау деңгейі бойынша өлшеу құралдары:

•стандартталған- стандарт саласы немесе мемлекеттік талаптарына сәйкес дайындалған;

•стандартталмаған- арнайы өлшеу есептерін шешу үшін тағайындалған.

ӨЖ негізгі салмағы стандартталған болып табылады. Олар өнеркәсіп мекемелерімен сериялық бойынша шығарылады және міндетті реттілікте мемлекеттік сынаумен жүзеге асырылады. Стандартталмаған өлшеу құралдары мамандандырылған ғылыми-зерттеу ұйымдарымен өңделеді және бірыңғай дана болып шығарылады. Олар мемлекеттік сынаудан өтпейді, олардың сипаттамаларын метрологиялық аттестаттау барысында анықталатын болып бөлінеді.

Физикалық шамаларды өлшеу қатынасында өлшеу құралдары:

•негізгі – бұл өлшеу мәндерінен алынған физикалық шамаларыдң ӨЖ;

•қосымша – бұл тура дәлдікте өлшеу нәтижелерін алу үшін қажетті өлшеу объектісі немесе негізге өлшеу құралдарына әсер ететін физикалық шамлардың ӨЖ болып бөлінеді. Өлшеу процессіндегі функцияларды орындау бойынша өлшеу құралдарын қарапайым және комплексті түрге бөледі.

15. Өлшеу аспаптары мен қондырғылары

Кешенді өлшеу құралдары барлық өлшеу процедураларын тарату үшін арналған. Өлшеу процесіндегі ролі мен орындайтын функциялары бойынша жіктелуіне сәйкес, оларға өлшеу аспаптары мен қондырғылары, өлшеу жүйелері мен өлшеп-есептеу кешендері жатады.

Өлшеу аспаптары - өлшенетін физикалық шаманың мәнін оның өзгеру аралығы мен бақылаушыға тікелей қабылданатын өлшеу ақпараттарының сигналын өңдеу кезінде алу үшін арналған өлшеу құралы.Өлшеу құралының берілген тобы көптеген аспаптардан тұрады, олар өлшенетін шамаларымен, пайдалану аймақтарымен, техникалық сипаттамаларымен, әрекет принциптерімен, қолданылатын элементі негізімен және басқа ерекшеліктерімен ажыратылады. Сонда да бұл аспаптардың кейбір ортақ қасиеттері бар. Өлшенетін ФШ алғашқы өлшеу түрлендіргіші мен қарапайым өлшеу құралдарының жиынтығынан тұратын түрлендіру құрылғысына әсер етеді. Алғашқы түрлендіргіш өлшенетін ФШ-ны өзіне біртекті немесе біртекті емес басқа шамаға түрлендіреді. Сигнал түрлендіргіштің шығысынан қарапайым ӨЖ жиынтығы арқылы өтеді. Қарапайым өлшеу аспаптарында мұндай жиынтық болмауы да мүмкін. Мысалы, аналогты вольтметрлерде өлшенетін кернеу алғашқы электроме-ханикалық ӨТ көмегімен тілшенің бұрылу бұрышына өзгереді. Түрлендіру құрылғысының шығысында параметрлері санағыш құрылғысының кіріс сипаттамаларына сәйкес келетін сигнал пайда болады.

Өлшеу аспаптарының жіктелуі. Әр түрлі өлшеу аспаптарының ерекшеліктерін есептеу үшін оларды әртүрлі белгілері бойынша жіктейді. Индикациялау түріне байланысты өлшеу аспаптарын мына түрлерге бөледі:

• көрсетуші, өлшенетін шаманың көрсеткішін ғана санайды, мысалы тілшелі немесе сандық вольтметр;

• тіркеуші, көрсеткіштердің осы немесе басқа ақпараттарды сақтаушыда тіркелуін алдын ала қарастырады, мысалы қағаз лентасында. Тіркеме аналогты немесе санды түрде болуы мүмкін. Оларды өзінше жазатын және жазып шығарушы деп ажыратады.

Өлшенетін шаманы түрлендіру әдістеріне байланысты аспаптарды тура, компенсациялы (теңестірілген) және аралас түрлендіргіштер деп бөледі.

Тағайындалуына байланысты өлшеу аспаптары амперметрлер, вольтметрлер, омметрлер, термометрлер, гигрометрлер және т.б. болып бөлінеді.

Қолданылатын өлшеу сигналдарын түрлендіру түріне байланысты аспаптар аналогты және сандық болып жіктеледі.

Аналогты аспаптар – бұл көрсеткіштері мен шығыс сигналдары өлшенетін шаманың өзгеру функциясында үздіксіз болып келетін аспаптар. Сызықты аналогты және өлшеу аспаптарының идеалданған түрлендіру теңдеуі мына түрде болады

Y = KX, мұндағы Х - өлшенетін шама; Y, К – аспаптың сәйкес түрлендіру көрсеткіші мен коэффициенті. Көптеген өлшеу аспаптары сызықты болатынын айта кеткен жөн.

Сандық аспаптар – бұл әрекет принципі өлшенетін немесе оған пропорционалды шамаларды кванттауға негізделген аспаптар. Мұндай аспаптардың көрсеткіштері сандық түрде беріледі. Кванттау операциясының бар болуы сандық аспаптарда аналогты аспаптармен салыстырғанда метрологиялық сипаттамаларын таңдап алу әдісі, талдау, бейнелеу және мөлшерлеу сияқты елеулі айырмашылықтарын тудыратын ерекше қасиеттерінің пайда болуына алып келеді.

Өлшеу қондырғысы. Бұл - өлшеу құралдары (өлшем, өлшеу аспаптары, өлшеу түрлендіргіштері) мен өлшеу ақпаратының сигналдарын бақылаушыға тікелей қолайлы етіп өңдеу үшін арналған және бір жерде орналасқан көмекші қондырғымен функционалды түрде біріккен жиынтығы.

Қандай да бір бұйымды сынауға арналған өлшеу қондыр-ғысын сынақ қабырғасы (мысалы, электрлі материалдардың үлесті кедергісін өлшеу үшін, магнитті материалдарды сынау үшін) деп атайды.

ӨЖ-ні салыстырып тексеру үшін арналған эталондармен қосылған өлшеу қондырғысын салыстырып тексеру қондыры-ғысы (мысалы, вольтметрлерді салыстырып тексеру қондырғысы) деп атайды. Негізінде машинажасауда қолданылатын кейбір үлкен өлшеу қондырғыларды өлшеу машиналары (мысалы, күш өлшейтін машина, бөлгіш машина) деп те атайды.