Файл: Р. . Ниязбекова, В. Н. Михалченко, Г. . Бектранова, В. А. Донбаева, К. У. Тоызбаев, Л. А. Байбосынова.docx

эксперимент арқылы бағалау және оны ары қарай сомалау болып табылады.

Бақылау сұрақтары:

1. 
   Қателіктердің сипаттамалары, өлшеу құралдарының қателіктерін есептеу.
   
2. 
   Өлшеу құралдарының дәлдік кластары.
   
3. 
   Қателіктерді жазуы және дөңгелектеу ережелері.
   
4. 
   Өлшеудің белгісіздігі және оның нәтижелерді сипаттағанда көрсетілуі.
   
5. 
   Белгісіздік бюджетінің кестесінде қандай мәліметтер болуы керек?
   
6. 
   Кеңейтілген белгісіздікті есептеу.
   
7. 
   Өлшеу қателіктерін бағалау, өлшеу қателігінің сипаттамаларын орнату.
   
8. 
   Өлшеу қателігін бағалаудың эксперименталды әдісі.
   
9. 
   Жанама өлшеулер кезіндегі әдістемелік қателіктер.
   

5. 
   - Б Ө ЛІМ.
   

9>

---

ӨЛШЕУ ҚҰРАЛДАРЫНЫҢ МЕТРОЛОГИЯЛЫҚ
СЕНТМДТЛТГТ

1. 
   Метрологиялық сенімділік теориясының негізгі
   

ұғымдары

Метрологиялық сенімділік - өлшеу құрылғысының анықталған тұтыну режимінде белгілі бір уақыт аралығында бекітілген метрологиялық сипаттамаларды сақтау қасиеті.

Сенімділік көрсеткіші тоқтаусыздық, ұзақтылық, жөндеуге жарамдылық және сақтау қасиеттерімен сипатталады.

Сенімділік теориясының негізгі ұғымы тоқтау болып табылады. Өлшем құралының тоқтауы метрологиялық және метрологиялық емес болып екіге бөлінеді.

Метрологиялық емес тоқтау өлшеу құралының метрология- лық сипаттамаларының өзгерісімен байланыссыз себептерден туындайды. Оларды салыстырып тексерусіз анықтауға болады және олар кенеттен пайда болады.

Метрологиялық тоқтау өлшеу құралының метрологиялық сипаттамаларының бекітілген шектерден асып кетуімен байланысты. Жүргізілген зерттеулер негізінде метрологиялық тоқтаулар метрологиялық емес тоқтауларға қарағанда жиі кездеседі. Сондықтан да оларды анықтау және болжау әдістерін тағайындау қажет. Метрологиялық тоқтау біртіндеп және кенеттен болып екіге бөлінеді.

Кенеттен тоқтау дегеніміз - бір немесе бірнеше метро- логиялық сипаттаманың секіріп өзгеруі. Бұл тоқтауларды олардың кездейсоқтығынан болжау мүмкін емес. Олардың нәтижесі құрылғыны тұтыну барысында оңай анықталады (көрсетуді тоқтату, сезімталдықты жоғалту және т.б.). Кенеттен пайда бо- латын тоқтаудың ерекшелігі - уақыт интенсивтілігіне тұрақты болуы. Бұл тоқтауларды талдау үшін сенімділіктің классика- лық теориясын қолдануға мүмкіндік береді. Сондықтан да бұдан әрі мұндай тоқтаулар қарастырылмайды.

Біртіндеп тоқтау бір немесе бірнеше метрологиялық сипаттамалардың монотонды өзгеруімен суреттеледі. Пайда болу сипатына қарай олар жасырын болады және өлшем құралын кезеңінде тексеру кезінде анықталады. Бұдан әрі тек осындай тоқтаулар қаралады.

Метрологиялық тоқтаумен өлшем құралының метрология- лық жөнділігімен байланысты. Бұл дегеніміз - өлшем құралы- ның нормаланған барлық метрологиялық сипаттамаларының бекітілген талаптарға сәйкес келуі.

Метрологиялық сенімділік мәселесінің ерекшелігі тоқтаулар интенсивтілігінің уақыт тұрақтылығына байланысты сенімді- ліктің классикалық теориясы сәйкес келмейді. Қазіргі кездегі сенімділік теориясы екі қасиетке ие өнімге бағытталған: жұмыс- қа жарамды және жарамсыз.

Өлшем құралы қателігінің біртіндеп өзгерісі жіберілетін шектік мәндерге қателіктің жақындау деңгейін анықтайтын жұмыс істеудің түрлі тиімділік деңгейі қанша қажет болса сонша жұмысқа жарамды шарттар енгізуге мүмкіндік береді.

Метрологиялық тоқтау ұғымы нақты бір шарттарға байланысты өзгеруі мүмкін метрологиялық сипаттамалар шектеріне байланысты анықталатаын болғандықтан шартты болып табылады. Сонымен бірге метрологиялық тоқтаудың туу уақытын оның жасырын сипатына байланысты анықталынбайды, бірақ та метрологиялық емес тоқтауларды, бұлармен сенімділік- тің классикалық теориясы байланысты, олардың туындау уа- қытында анықталынады. Осының барлығы өлшем құралы метро- логиялық сенімділігіне талдау әдістерін тағайындауды қажет етті.

ӨҚ сенімділігі оның уақытқа байланысты өзгерісін суреттейді және жалпылама ұғым болып табылады, ол тұрақтылық, тоқтаусыздық, ұзақтылық, жөндеуге жарамдылық (қалпына келетін ӨҚ үшін) және сақтау қасиеттерімен сипатталады

ӨҚ түрацтылыгы - оның метрологиялық сипаттамалараның уақытқа қатысты өзгермеуін суреттейтін сапалық көрсеткіш. Қателіктің таралу заңы өлшемдерінің уақыттық тәуелділіктерімен суреттеледі. Метрологиялық сенімділік және тұрақтылық ӨҚ көнеру үдерісінің сипаттары болып табылады. Тұрақтылық ӨҚ метрологиялық сипаттамаларының тұрақтылығы туралы көбірек мәліметті береді. Бұл - оның «ішкі» сипаты. Сенімділік қолданылатын шектер мәніне, өлшеу дәлдігіне және тұрақты- лыққа тәуелді болғандықтан оның «сыртқы» сипаты.

Тоқтаусыздық - шамалы уақыт аралығында ӨҚ-ның үзіліссіз жұмысқа жарамдылығын сақтау сипаты. Ол жұмысқа жарамды және жарамсыз екі күймен сипатталады. Алайда күрделі өлшеу жүйелері үшін олардың толықтай жұмыс істемей қалуы тоқ- таудан болып қана қоймауы мүмкін болғандықтан күй саны да көп болуы мүмкін. Тоқтау ӨҚ жұмысқа жарамдылығын жою немесе бұзылуымен байланысты кездейсоқ жағдай. Бұл тоқ- таусыздық көрсеткіштерінің кездейсоқ табиғатын түсіндіреді, соның ішінде ең маңыздысы ӨҚ тоқтаусыз жұмыс істеу уақытын белгілеу

Ұзақтылық ӨҚ белгіленген уақытқа дейін жұмысқа жа- рамдылығын сақтау сипаты.

Жұмысқа жарамдылық күйі - ӨҚ барлық метрологиялық сипаттамалары нормаланған мәндерге сәйкес келу жағдайы. Шектік күйі дегеніміз - ӨҚ қолдануға болмайтын жағдайы.

Метрологиялық тоқтаудан кейін сәйкесінше жасалған реттеулерден кейін ӨҚ сипаттамалары жіберілетін ауқымқа қайта келуі мүмкін.

Реттеуді жүргізу үрдісі метрологиялық тоқтау сипатына, ӨҚ құрылымына және басқа да себептерге байланысты ұзақ болуы мүмкін. Сондықтан да сенімділікке «жөндеуге жарамдылық» ұғымы енгізіледі. Жөндеуге жарамдылық - техникалық қызмет көрсету және жөндеу жолымен жұмысқа жарамды күйін сақтау, қалпына келтіру және тоқтаулардың пайда болу себебін анықтау және алдына алуға негізделетін ӨҚ қасиеті. Ол метрологиялық тоқтаудан кейін ӨҚ қалпына келтіруге кететін құралдар мен уақыт шығыны және оны жұмыс қалпында сақтаумен сипатталады.

Бұдан әрі көрсетілгендей МС өзгеру үрдісі ӨҚ қолданыла ма немесе қоймада сақтала ма оған тәуелсіз. ӨҚ тасымалдау және сақтаудан кейін және сол мезетте жұмысқа жарамдылығын, ұзақтылығын, тоқтаусыздығын сақтау қасиеті сақтау сипаты деп аталады.

ӨҚ сенімділігін сипаттайтын көрсеткіштерге көшпес бұрын оның МС уақытқа байланысты өзгеру сипатын анықтау керек.

2. 
   Өлшеу құралының қателік уақытында өзгеруін математикалық моделі
   

1. Қателік өзгеруінің сызыцтыц моделі

Жалпылама қателік моделі A (t) келесідей көрсетілуі мүмкін Д_{0 95}(t) = А₀ + F(t), мұндағы А₀ - ӨҚ бастапқы қателігі; F(t) - блоктар мен элементтердің біртіндеп көнеру физико-химиялық үрдісімен байланысты берілген ӨҚ түрінің жиынтығына кездейсоқ уақыт функциясы. Көнеру үдерісінің физикалық модельдерінен F(t) функциясының нақты теңдеуін алу мүмкін емес. Сондықтан да тәжірибелік зерттеулер негізінде қателіктің уақытқа байланысты өзгеру функциясын F(t) математикалық тәуелділікпен болжайды.

Қателіктің өзгеруінің ең қарапайым моделі сызықтық болып табылады:

A0_;g ^(t)

А

---

0 + ^{v (109)}

мұндағы v - қателіктің өзгеру жылдамдығы. Көрсетілген модель ӨҚ көнеруін 1 жылдан 5 жылға дейінгі уақытта қанағаттанарлықтай сипаттайды. Басқа диапазонда қолдану тәжірибелік тоқтау жиілігінің мәндерімен формула арқылы табылған мәндердің сәйкес келмеуінен мүмкін емес.

Метрологиялық тоқтаулар кезеңі пайда болады. Кезеңдік тетігі 9 а) көрсетілген (сызықтық заңы кезінде 95%-дық квантильдің өзгерісі 1 түзу сызықпен көрсетілген).




30-сурет. Қателіктің сызыцтыц (а) және экспоненциалды (б, в) өзгеру

заңы




Метрологиялық тоқтауда A₀₉₅(t) қателігі А_пр= A₀+n А₃ мән- нен жоғары, мұндағы А₃ - ӨҚ ұзақ уақыт жұмыс жарамды- лығын қамтамасыз етуге қажет қателіктің нормалау шегінің қор мәні. Әр осындай тоқтаудан кейін ӨҚ жөнделеді және қателік А ₀ бастапқы қалпына келеді. Т_р= t - t

---

_;i уақыты (t_t, t₂, t₃ сәттері және т. б.) өткеннен кейін тоқтау қайтадан болады және қайтадан жөндеу жүргізіледі. Сәйкесінше ӨҚ қателігінің өзгеру үдерісі 2 сынық түрімен суреттеліп (30-сурет, а), екелесі теңдеумен беріледі:

^А0,9 ⁾ =^А0 + ^пА3 ⁽¹¹⁰⁾

мұнда n - ӨҚ тоқтаулар (немесе жөндеулер) саны. Егер тоқтаулар санын бүтін деп алсақ, онда ол 1 түзу сызықтағы (30сурет, а) дискретті нүктелерді суреттейді. Егер шартты десек, n бөлшек мәнді де болуы мүмкін, онда (Х2) формуласы тоқтау жоқ уақыттағы A (t) қателік өзгерісі 1 тұтас түзуді суреттейді.

Метрологиялық тоқтаулар жиілігі v жылдамдығы жоғарылауымен көбейеді. Сонымен бірге құралды жөндеу аяқталған немес дайындау уақытында ӨҚ қателігінің А₀ нақты мәніне қатысты қателіктің нормаланған мәндер қорына А₃ тәуел- ді. Жылдамдық өзгерісіне v және қателік қорына А

---

₃ эсер етудің тәжірибелік мүмкіндігі әртүрлі. Көнеру жылдамдығы өндіру технологиясымен анықталады. Бірінші жөндеу аралығынан қателік қоры ӨҚ шығарушылармен анықталады, одан кейінгі жөндеу аралығы - қолданушының жөндеу қызметін көрсету деңгейімен анықталады.

Егер кәсіпорынның метрологиялық қызметі жөндеуде ӨҚ бастапқы қателігіне А₀ тең қателікті қамтамасыз етсе метрологиялық тоқтаулар жиілігі аз болады. Ал егер жөндеуде тек А ₀ » (0,9... 0,95) А _пр шарттары орындалса, ӨҚ тұтынудың жақын аралығында қателік жіберілетін шектерден шығып кетуі мүмкін және салыстырып тексерілу аралығында оның дәлдік сапасы асатын қателікпен пайдаланылатын болады. Сондықтан да ӨҚ ұзақтық метрологиялық жарамдылығын сақтау неігізі А _пр нормаланған шегіне қатысты жеткілікті А₃ қорды қамтамасыз ету болып табылады.

Аталған қорды біртіндеп шығындау белігілі бір кезең аралығына метрологиялық жарамды күйде болуды қамтамасыз етеді. Алдыңғы қатарлы құрал дайындайтын зауыттар [5] Д ₃ = (0,4...0,5) Д _пр қамтамасыз етеді, v=0,05A_n /жыл көнерудің орташа жылдамыдығнда Т = Д

---