Дәріс № 10.Өлшеу құралдары. өлшеу құралдарының қателіктері Дәріс жоспары: 1.Өлшеу құралдарының түрлері
2.Өлшеу құралдарының қателіктері
Өлшеу құралдарын қолданылу орнына қарай былайша классификациялауға болады:
-техника мен табиғаттағы құбылыстар туралы ақпараттарды қабылдауға арналған құралдар. Бұл бақылау және өлшеу құралдары (көру трубасы, вольтмтр, т.б.);
-эталондар мен өлшемдер (сызғыштар, гирлер, т.б.);
-ақпараттарды қабылдауға және түрлендіруге арналған приборлар (байланыс торабы, әр түрлі тіркеуіштер, күшейткіштер, интеграторлар, т.б.);
-энергияны түрлендіруге және қбылдауға арналған құралдар (ток көзі, трансформаторлар, генераторлар, т.б.);
-объектілерге тікелей әсер етуге арналған приборлар (станоктар, насостар, пештер, жылытқыштар, тоңазытқыштар, т.б.).
Өлшеу проборлары біртекті шамаларды (сызғыш, гирлер, т.б.) тікелей салыстыруға арналған, яғни тікелей және жанама өлшеуге арналған болып бөлінеді.
Өлшеу приборлары өлшеу әдістерімен де ерекшеленеді. Өлшеу әдістеріне сәйкес приборлар тікелей көрсетуші (тікелей бағалау әдісі), нөлдік приборлар (компенсания әдісі) және дифференциальдық (бөліктеп компенсациялау әдісі) приборлар болып бөлінеді.
Барлық жаңа өлшеу құралдары да өлшеуді белгілі бір дәлдікпен жүргізуге мүмкіндік береді, яғни өлшеу құралдарының өзі де құрал қателігі деп аталатын қателікке ие болады.
Әдетте құралдың қателігі оның паспортында беріледі. Әрине, прибор дәл болған сайын оның қателігі де аз болады.
Электр өлшеуіш приборларының дәлдігінің негізі-осы құралдардың класқа бөлінгуінде.
Электр өлшеуіш құралдарының дәлдігі дәрежесі бойынша мемлекеттік стандартқа сәйкес 7 класқа: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4; бөлінеді.
Класс көрсеткіші келтірілген қателігі арқылы анықталады.
Келтірілген қателік деп абсолют қателіктің өлшенетін шаманың ( шектік мәніне, яғни құрал шкаласы бойынша өлшенетін ең үлкен мәніне қатынасын айтамыз:
; Барлық жаңа өлшеу құралдары да өлшеуді белгілі бір дәлдікпен жүргізуге мүмкіндік береді, яғни өлшеу құралдарының өзі де құрал қателігі деп аталатын қателікке ие болады.
Екі жағында да шкаласы (ортасында нөл орналасқан) бар құралдың келтірілген қателігін анықтағанда өлшеудің төменгі және жоғарғы өлшеу шегінің қосындысы алынады.
Ал құралдың абсолют қателігі былай анықталады.
; Мысалы, шкаласы 300mA, 1,5-класты миллиамперметр шкаласының кез-келген жерінде мынадай абсолют қателікті бере алады:
; (0,997 сенімділік ықтималдылықта).
кластарға жататын өлшеу құралдары дәл лабораториялық зерттеулер үшін қолданылады және олар прецизондық деп аталады. Техникада 1; 1,5; 2,5; 4; класты, яғни дәлдігі төмендеу (техникалық) құралдар қолданылады. Қатеіктері 4%-тен төмен құралдар ешқандай класқа жатпайды. Әдетте өлшеуіш құралдардың класы шкаласымен көрсетіледі, мысалы: 1,5 деген жазу болуы мүмкін.
Көбінесе электр өлшеуіш құралдарын дайындау барысында шкаланың бір бөлігі шамамен прибордың максимал қателігіне тең болатындай етіп жасалынады. Егер құралда оның дәлдік класы көрсетілмеген болса, онда оның қателігі ретінде ең аз бөлігінің бөлік құнының жартысы қабылданады (Р=0,997 үшін).
Электр өлшеуіш құралдарының класы шкаланың басынан аяғына дейін өзгермейтіндей максимал қателігін береді. Салыстырмалы қателік кенет өзгеретін болғандықтан да, өлшеуіш құрал дәлдікті тек стрелка шкаласының басынан аяғына дейін ауытқығанда ғана бере алады, ал стрелка шкаланың бас жағында ғана қозғалған кезде оның дәлдікті беру мүмкіндігі болмайды. Осыдан мынадай қорытынды кеңес беруге болады: құралды таңдағанда өлшеу кезінде стрелка шкаланың ортасына дейін баратындай етіп алу керек.
Егер өлшеулер сериясының (немесе жеке өлшеулердің қателігі) кездейсоқ қателігі өлшеу құралының қателігінен едеуір аз болса (құралдың дәлдік ксасымен анықталатын), онда өлшеулер сериясының қорытынды қателігі ретінде тура және жанама өлшеуде де тек құралдың қателігі алынады.
Орташа мәні мен салыстырғанда алынған жекелеген өлшеулерддің қателігі, яғни кездейсоқ қателік құралдың қателігімен σ салыстырарлықтай болса, сенімділік интервалының шекарасы мына қатынаспен сипатталады: