2

МАЗМҰНЫ

1 Өлшеу құралдарының анықтамасы мен классификациясы 4

2 ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ НЕГІЗГІ СИПАТТАМАЛАРЫ 7

2.1 Өлшеу қателіктері 7

2.2 Көрсетулердің вариациясы 10

2.3 Сезімталдық 11

2.4 Тұтынылатын қуат және ӨҚ-ның басқа сипаттамалары 12

3 Сынаулар нәтижелерін өңдеу 13

3.1 Ықтималдық теориясы бойынша кездейсоқ қателік 13

3.2 Сынау нәтижелерін өңдеу 18

4 ӨЛШЕУ БІРТҰТАСТЫҒЫН ҚАМТАМАСЫЗ ЕТУДІҢ

МЕМЛЕКЕТТІК ЖҮЙЕСІ 19

4.1 Жалпы мәліметтер 19

4.2 Өлшеулер классификациясы 20

4.3 Электрлік шамаларды өлшеммен салыстыру әдісімен өлшеу 23

5 ЭЛЕКТРЛІК ШАМАЛАРДЫ АНАЛОГТЫҚ АСПАПТАРМЕН ӨЛШЕУ 26

5.1 Жалпы мәліметтер 26

5.2 Магнитоэлектрлік өлшеуіш механизмдер 28

5.3 Электромагниттік өлшеуіш механизмдер 33

5.4 Электродинамикалық өлшеуіш механизмдер 37

5.5 Ферродинамикалық өлшеуіш механизмдер 39

5.6 Электростатикалық өлшеуіш механизмдер 45

5.7 Индукциондық өлшеуіш механизмдер 48

6 АЙНЫМАЛЫ ТОКТЫҢ ҮШФАЗАЛЫҚ ТІЗБЕКТЕРІНДЕГІ

АКТИВТІ ЖӘНЕ РЕАКТИВТІ ҚУАТТЫ ӨЛШЕУ 52

7 АЙНЫМАЛЫ ТОКТАР ПЕН КЕРНЕУЛЕРДІ АЙНЫМАЛЫ

ТОКТЫ ТҮРЛЕНДІРГІШІ БАР МАГНИТОЭЛЕКТРЛІК

ЖҮЙЕНІҢ АСПАПТАРЫМЕН ӨЛШЕУ 55

7.1 Түзетуші жүйенің амперметрлері мен вольтметрлері 55

7.2 Термоэлектрлік жүйенің амперметрлері мен вольтметрлері 59

8 ЭЛЕКТРОНДЫҚ АНАЛОГТЫҚ АСПАПТАР 62

8.1 Жалпы мәліметтер 62

8.2 Электрондық вольтметрлер 63

8.3 Жиілік пен фазаны өлшеуге арналған аспаптар мен түрлдендіргіштер 74

8.4 Электрондық ваттметрлер және активті энергия счетчиктері 76

8.5 Электрондық омметрлер 80

8.6 Сыйымдылықты, индуктивтікті, сенімділікті өлшеуге

арналған аспаптар 82

8.7 Электронды-сәулелік осциллографтар 84

9 МОСТТЫҚ СХЕМАЛАР 87

9.1 Жалпы мәліметтер 87

9.2 Өлшеуіш мосттардың схемалары 90

9.3 Өлшеуіш мосттардың сезімталдығы 92

9.4 Өлшеуіш мосттардың қателігі 93

9.5 Тұрақты ток мосттары 94

9.6 Автоматтық мосттар 97

10 ТҰРАҚТЫ ЖӘНЕ АЙНЫМАЛЫ ТОК КОМПЕНСАТОРЛАРЫ 99

10.1 Тұрақты ток компенсаторлары 99

10.2 Айнымалы ток компенсаторлары 100

10.3 Автоматтық компенсаторлар 103

11 Аналогтық тіркеуші аспаптар 108

12 ЦИФРЛЫҚ ӨЛШЕУІШ АСПАПТАР 114

12.1 Жалпы мәліметтер 114

12.2 Кезектеп санайтын цифрлық өлшеуіш құрылғылар 115

12.3 Кезектеп жақындау цифрлық өлшеуіш құрылғылары 123

12.4 Оқып алу цифрлық өлшеуіш құрылғылары 125

13 МАГНИТТІК ШАМАЛАРДЫ ӨЛШЕУ 126

13.1 Жалпы мәліметтер 126

13.2 Магнит индукциясын, магнит ағынын және магнит өрісінің

кернеулігін өлшеу 127

13.3 Магнит өрісінде гальваномагниттік түрлендіргішті

қолданып өлшеу 130

14 ӨЛШЕУІШ АҚПАРАТТЫ БЕРУ 133

14.1 Өлшеуіш ақпаратты берудің негізгі принциптері 133

14.2 Гармоникалық сигналдардың модуляциясы 134

14.3 Импульстік модуляция 141

14.4 Үздіксіз шамалардың деңгей бойынша дискретизациясы 144

14.5 Уақыт бойынша дискретизация 145

15 Өлшеуіш ақпаратты кодтау 149

15.1 Жалпы мәліметтер 149

15.2 Екілік кодтар 149

15.3 Екілік-ондық кодтар 152

15.4 Шағылысқан кодтар. Грей коды 153

15.5 Бөгетке тұрақты кодтар. Хемминг коды 154

1 ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ АНЫҚТАМАСЫ МЕН КЛАССИФИКАЦИЯСЫ

Өлшеу мен өлшеуіш жүйелерсіз кез келген қандай да бір күрделі өндірісте технологиялық процесстерді басқарудың барлық қазіргі заманғы автоматтандырылған жүйелерінің құрастырылуы, енгізілілуі және жұмыс істеуі мүмкін емес. Қазіргі заманғы ПБАЖ-ды өндірісте енгізу олардың қымбаттығына қарамастан шикізатты үнемдеуге, өндірістің оперативті персоналының дұрыс шешімдерді қабылдау уақытын азайтуға мүмкіндік береді. Технологиялық процесстердің барлық қазіргі заманғы БАЖ-рі негізінен өлшеу құралынан (датчиктер), атқарушы механизмдерден, ақпаратты алу-беру құралдарынан (телемеханика) және есептеуші-басқарушы кешеннен тұрады.

Қазіргі заманғы Pentium типті компьютерлер технологиялық датчиктерден ақпаратты тікелей жинау және атқарушы механизмдерді басқару мүмкіндігіне ие емес. Бұл үшін компьютерге арнайы байланыс құрылғыларын (АБҚ) тұрғызуға тура келеді.

Барлық айтылып өткен құралдардар арасында жұмыстың сенімсіздігі немесе керекті датчиктердің жоқтығы – әлсіз буын болып табылады.

Берілген пән датчиктердің типтерімен, өлшеу түрлері мен әдістерімен, метрологиялық және ғылыми өлшеулердің өндірісте қолданылуымен танысуға мүмкіндік береді.

Өлшеу – бұл арнайы техникалық құрылғылардың көмегімен физикалық шаманың мәндерін тәжірибелік жолмен табу.

Физикалық шаманың мәні – бұл физикалық объект немесе физикалық жүйелердің қасиеттерінің, олардың күйлері мен оларда болатын процестердің (ұзындық, масса, уақыт, газдар қысымы және т.б.) сандық сипаттамасы.

Кіріс шама - өлшенуге жататын физикалық шама.

Өлшеулер жалпымен қабылданған бірліктерде жүргізіледі. Өлшем ретінде қабылданған шама мәні осы бірліктің өлшемі деп аталады.

Физикалық шаманың бірлігі оның өлшемі уақыт бойынша тұрақты және сыртқы ықпалдардан тәуелсіз болатындай етіп болуы керек. Кейбір физикалық шамалар арнайы өлшеу құралдарында – эталондар мен өлшемдерде материалданған. Бұл килограмм, метр, секунд. Сонымен қатар, СИ жүйесінде келесі негізгі бірліктер бар: ампер, жарық күші канделл, температура Кельвин, зат мөлшері - моль. Егер өлшеу бірлігі эталон немесе өлшем түрінде берілген болса, онда өлшеу процесі өлшеу бірлігінің материалдық белгіленуі ретінде өлшенетін шаманы өлшеммен тікелей салыстыруға саяды.

Тікелей салыстыру мүмкінсіз болған жағдайда өлшенуші шама қандайда бір басқа физикалық шамаға түрленеді. Мысалы, термометр көрсетулері. Мұнда физикалық денелердің сызықтық өлшемдерінің температурадан тәуелділігі қолданылады.

Өлшеу құралы деп өлшуде қолданылатын және нормаланған метрологиялық қасиеттерге ие техникалық құралдар аталады.

Өлшеу құралдарының келесі түрлерін айырады:

- өлшемдер;

- өлшеуіш аспаптар;

- өлшеуіш түрлендіргіштер;

- өлшеуіш қондырғылар;

- өлшеуіш жүйелер.

Өлшем деп берілген өлшемдегі физикалық шаманы жаңғырту үшін арналған өлшеу құралдары аталады.

Бірмәндік, көпмәндік және өлшемдер топтамасын айырады.

Бірмәндік өлшемдерге гиря, метр, тұрақты сыйымдылықты конденсаторлар, индуктивтілік катушкалары (дроссельдер), резисторлар және т.б. жатады.

Көпмәндік өлшемдерге айнымалы сыйымдылықты конденсаторлар, бөліктері бар сызғыш және т.б. жатады.

Өлшемдер топтамасына кедергілер сыйымдылықтар және индуктивтілік магазиндері жатады.

Өлшеуіш аспаптар – бұл өлшеуіш ақпарат, яғни бақылаушының тікелей қабылдауына ыңғайлы қалыптағы өлшеуіш шама мәні жайындағы ақпарат сигналын өндіруге арналған өлшеу құралдары.

Өлшеуіш аспаптарды келесі белгілері бойынша айырады:

- аналогтық жәнецифрлық;

- көрсетуші және тіркеуші;

- өлшенген шама тегі бойынша ( амперметр, вольтметр және т.с.с.);

- қолданылу тегі бойынша: стационарлық және тасымалданушы;

- қорғаныс дәрежесі бойынша: әдеттегі, шаң мен ылғалдан қорғалған, шашырандыдан қорғалған, герметикалық, жарылыстан қорғалған.

Өлшеуіш түрлендіргіштер – бұл беруге, әрі қарай түрленуге, өңдеуге және (немесе) сақтауға қолайлы, бірақ бақылаушының тікелей қабылдауына жатпайтын қалыптағы өлшеуіш ақпарат сигналын өндіруге арналған өлшеу құралдары.

Өлшеуіш түрленгіштер бағытталуы мен функциясына тәуелді былай айырылады:

- бастапқы;

- аралық;

- беруші;

- масштабтық.

Бастапқы түрлендіргіш деп өлшенген, яғни өлшеуіш тізбектегі бірінші шама келтірілген түрлендіргіш аталады. Бұл температура, ток датчиктері және басқалар болуы мүмкін.

Аралық түрлендіргіш деп өлшеуіш тізбектегі бастапқыдан кейінгі орындағы түрлендіргіш аталады. Бұл токтың, кернеудің қосымша трансформаторлары және басқалар болуы мүмкін.

Беруші өлшеуіш түрлендіргіш деп өлшеуіш ақпарат сигналын аралықтан беруге арналған өлшеуіш түрлендіргішті айтады. Бұл, әдетте, сигналды 500 метрге дейінгі шамалы арақашықтықтарға беруге арналған ток немесе кернеудің унифицирленген сигналды түрленгшіштері.

Масштабтық өлшеуіш түрлендіргіш деп шаманы берілген есе рет өзгертуге арналған өлшеіш түрлендіргіш аталады. Бұл кернеу бөлгіштері, токтың өлшеуіш трансформаторлары, өлшеуіш күшейткіштер.

Кіріс шамалардың түрлену сипатына қарай түрлендіргіштер былай бөлінеді:

- электрлік шамаларды электрлікке түрлендіргіштері;

- электрлік емес шамаларды электрлікке түрлендіргіштері;

- магниттік шамаларды электрлікке түрлендіргіштері;

- электрлік шамаларды электрлік емеске түрлендіргіштері.

Өлшеуіш қондырғы – бұл біріккен өлшеу құралдары мен өлшеуіш ақпарат сигналдарының бақылаушының тікелей қабылдауына ыңғайлы қалыпта өндірілуіне арналған қосалқы құрылғылардың функциялану қосындысы. Олар бір орында шоғырланады. Бұл өлшеуіш аспаптарды градуирлеу мен тексеру қондырғылары болуы мүмкін.

Өлшеуіш жүйе – бұл өлшеуіш ақпаратты бірнеше көзден автоматты түрде алу үшін бір бірімен байланыс каналдарымен жалғаған қосалқы қондырғылар мен өлшеу құралдарының қосындысы.