Жылутехникалық өлшеулер және бақылау оқу құралы

КІРІСПЕ

Қазіргі заманғы технологиялық процесті бақылаудың автоматты жүйелері өлшеу информациясын жинақтауға, түрлендіруге, өңдеуге және дистанциялық жеткізуге ыңғайлы түрдегі сигналдар өндіруді қамтамасыз ететін көптеген алуан түрлі өлшеу құралдарын қолдануды талап етеді.

Өлшеулер – табиғатты танып білудің негізгі әдісі ретінде жаңа ғылыми-техникалық жаңалықтардың ашылуына және оларды өндіріске ендіруге ықпал жасап, технологиялық процестерді бақылауды, құрал саймандардың сенімді жұмыс істеуін, өндірістің экономикалық тиімділігін қамтамасыз етеді. Мемлекеттік аспаптар жүйесінің өлшеу құралдары ең қарапайым қондырғылардан бастап, күрделі өндірістерге дейін технологиялық процестерді информациялық есептеу техникасын қолдана отырып, бақылауды ұйымдастыруға мүмкіндік береді.

Жылутехникалық өлшеулер дәлдігін бағалау әдістері өлшеу құралдарының метрологиялық сипаттамаларына негізделеді. Ол сипаттамалар аспаптың мүмкін болатын негізгі және қосымша қателіктері түрінде қалыптандырылады. Сондықтан курсты бастар алдында «Метрология, стандарттау және сапаны басқару» курсында өткен кейбір тақырыптарды қайталау қажет.

1 Өлшеу әдістері мен құралдары

1.1 Өлшеулер туралы жалпы ұғым

Өлшеу – арнайы техникалық құралдардың көмегімен тәжірибелік жолмен физикалық шаманың мәнін анықтау процесі. Көп жағдайда өлшеу процесі кезінде өлшеніп жатқан шаманы өлшем бірлігіне тең сан мәні берілген физикалық шамамен салыстыру жүзеге асады. Оны физикалық шаманың бірлігі немесе өлшем бірлігі деп атайды. Өлшеу нәтижесі – шаманың сан мәні, яғни өлшеу арқылы, мысалы шаманы өлшем бірлігімен салыстыру арқылы, алынған сан мәні. Өлшеу нәтижесі мынадай өрнекпен берілуі мүмкін

, (1.1)

мұндағы Q - өлшеніп жатқан физикалық шама;

q - физикалық шаманың бірлігі, немесе өлшем бірлігі;

R - өлшеу нәтижесі, немесе өлшеніп жатқан шаманың сан мәні.

Өлшеніп жатқан шаманың сан мәнін алу тәсілі бойынша барлық техникалық өлшеулерді тура және жанама өлшеулер деп бөледі. Зертханалық және ғылыми зерттеулер кезінде жалпы және бірлескен өлшеулер де орын алады.

Тура өлшеулер деп шаманың ізделіп жатқан мәні тікелей тәжирибеден алынатын өлшеулерді атайды. Мысалы, температураны - термометрмен, қысымды манометрмен өлшеу.

Жанама өлшеулер кезінде өлшеніп жатқан шаманың сан мәнін сол шамамен белгілі тәуелділіктермен байланысқан шамаларды тура өлшеу негізінде алады.

, (1.2)

мұндағы y - өлшеніп жатқан шаманың мәні;

- тура тәсілмен өлшенген шамалардың сан мәндері.

Жанама өлшеулердің мысалы ретінде масса мен көлемді өлшеу арқылы дене тығыздығын өлшеуді, кедергісін, ұзындығын, көлденең қимасының ауданын өлшеу арқылы өткізгіштің меншікті кедергісін анықтауды келтіруге болады.

1.2 Құбылысты зерттеудің ғылыми әдістері

Құбылысты зерттеудің ғылыми әдістеріне мыналар жатады:

- бақылау – өлшеудің бірлік көрсетуін алу;

- эксперимент (тәжірибе) – өзгермейтін сыртқы шарттар жағдайында өлшеулерді бірнеше рет қайталау.

Құбылыстарды физикалық зерттеу төмендегідей сатымен жүргізіледі:

а) жаңа құбылысты алғаш рет бақылау;

ә) белгілі шарттарды орындай отырып, құбылысты көп қайтара зерттеу;

б) құбылыстың моделін (теориясын) құру;

в) ұсынылған теорияны бірнеше қайтара тәжірибе жүзінде тексеру.

Физикалық зерттеулер физикалық объекті мен онда жүріп жатқан процестердің жалпы қасиеттерін зерттеуге негізделген. Бұл қасиеттер сандық жағынан физикалық шамалармен сипатталады.

Өлшеулерді өңдеу барысында екі ұғымды нақты бөліп қарастыру керек: физикалық шаманың шын мәнін және оның эмпирикалық көрінісі – өлшеу нәтижесін.

Физикалық шаманың шын мәні – берілген объектінің қасиеттерін сандық та, сапалық та жағынан идеал көрсететін шама (абсолют шындық).

Өлшеу нәтижесі – адамның сана-сезімінің өнімі.

Физикилық шаманың нақты мәні – бұл тәжірибе жүзінде дәлдік класы жеткілікті өлшеу құралының көмегімен табылған мәні, оның шын мәнге жақындығы соншалықты, кейде шын мәннің орнына алынады.

Өлшеу – метрологияның негізгі ұғымы. Өлшеу дегеніміз физикалық шамалардың мөлшерін тәжірибе жүзінде арнайы техникалық құралдар көмегімен анықтау. Өлшеу – өлшеніп жатқан шаманы оның өлшем бірлігі ретінде алынған эталонмен салыстыру процесі. Өлшеулер жалпыға бірдей өлшем бірлігімен жүргізілуі тиіс.

Өлшеулер келесі критерийлер бойынша былай бөлінеді:

а) өлшеніп жатқан шаманың өлшеу уақытына тәуелділігінің сипаты бойынша – статикалық және динамикалық;

ә) өлшеу нәтижелерін алу әдісі бойынша – түзү, жанама, ортақ, жалпы;

б) нәтиженің дәлдігі бойынша – максимал дәл өлшеулер, бақылау өлшеулері, техникалық өлшеулер;

в) нәтижені көрсету әдісі бойынша – абсолют және салыстырмалы.