ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ ШӘКӘРІМ АТЫНДАҒЫ СЕМЕЙ МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ
3 деңгейлі СМК құжаты	ОӘК	ПОӘК 042-14-02-03.1.20.01-2009
«Өлшемдердің жалпы теориясы» пәнінің оқу-әдістемелік кешені	Баспа №2

ПӘНІНЕН ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ

«Өлшемдердің жалпы теориясы»


050732- «Стандарттау, метрология және сертификаттау»


ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР


Семей 2009

Алғы сөз

1. Құрастырған


Құрастырған ___________Саметова Г.Т., «Автоматтандыру және басқару» кафедрасының оқытушысы, Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университеті

«_____» ____________________ 2009 ж.


2. Талқыланды


2.1. Шәкәрім атындағы Семей мемлекеттік университетінің «Автоматтандыру және басқару» кафедрасы отырысында қарастырылды.


Хаттама № ___ «_____» ____________________ 2009 ж.


Кафедра меңгерушісі __________ Золотов А.Д.


2.2. Институттың оқу-әдістемелік бюросы отырысында қарастырылды.


Хаттама № ___ «_____» ____________________ 2009 ж.


Төрағасы __________


3. бекітілді


Университеттің Оқу-әдістемелік кеңесі отырысында баспаға жіберуге ұсынылды және мақұлданды.


Хаттама № ___ «___»______________2009ж.


ОӘК төрағасы, бірінші проректор _______________ Молдажанова А.А.

4. АЛҒАШ ЕНГІЗІЛІП ОТЫР

МАЗМҰНЫ

бет.

1 Глоссарий 4

2 Дәрістер 7

3 Практикалық сабақтар 55

4 Студенттің өздік жұмысы 103

1 ГЛОССАРИЙ


Метрология - өлшеу туралы, әдістері және өлшеу бірегейлігін қамтамасыз ету, сонымен қатар талап етілген дәлдікке жету тәсілдерін қарастырады.

Өлшеу - дегенiмiз физикалық шаманың мәнін тәжірибелік жолмен техникалық құралдардың көмегімен табу.

Физикалық шама - сапасы жағынан көптеген физикалық объектілерге бірдей, сандық мәні жағынан әр объект үшін әр түрлі.

Өлшенетiн шаманың ақиқат мәнi - физикалық шамалардың мағынасын идеалды бейне жағынан қамтитын физикалық шамаға сәйкес санды сипаттайтын шама.

Өлшенетiн шаманың нақты мәнi - эксперементтi түрде табылған физикалық шаманың шын мәніне өте жақын мәнін айтады.

Өлшеу әдiсi - өлшеу принциптерi мен тәсiлдерiн қолдану және әдiстердiң жиынтығы.

Өлшем дәлдiгi - деп өлшеніп отырған шаманың шын мәніне жақын болу дәрежесін айтады.

Өлшем құралдары деп - өлшеу жұмыстары үшiн қолданылатын, нормаланған метрологиялық қасиеттерi бар техникалық құралдарды айтады.

Өлшем деп - берілген размердің физикалық шамасын қайта жанғыртуда қолданылатын өлшеу құралы.

Өлшеу жүйесi деп - байланыс каналдармен өзара қосылған көмекші құрылғы мен өлшеу әдістерінің жиынтығы.

Өлшеу объектісі деп - әр біреуі жеке өлшенуге мүмкіндігі бар көптеген жеке физикалық шаманы сипаттайтын құбылыс.

Өлшеу принципi деп - өлшеуге негізделген, физикалық құбылыстар жиынтығын айтады.

Өлшенген шама деп - өлшеу үшін таңдалған физикалық шаманы.

Салыстырып - тексеру өлшемі – берілген мәндердің қателіктері аспау керек.

Техникалық өлшем - ол қателік нәтижесін өлшеу жабдықтарының сипаттамаларымен анықталатын өлшеу.

Өлшем бірегейлігі - деп нәтижелерінің заңдастырылған бірліктермен көрсетілуін және өлшем дәлдігінің белгілі ықтималдықпен анықталуын айтады.

Физикалық шама мәні деп – берілген объектінің қасиетін сапалық және сандық жағынан өте дәл бейнелейтін мәнді айтады.

Өлшеу түрлендіргішi деп - беруге ыңғайлы ақпараттық өлшеу дабылын өндеуге арналған өлшеу құралы.

Мөлшер - ол берілген физикалық шаманы қайта тудыратын өлшем.

Біртекті мөлшер дегеніміз – ол берілген физикалық шаманы тудыратын тек бір өлшем.

Өлшеудің үлгілі құралы дегеніміз - үлгілі түрде бекітілген басқа құралдарды тексерiп салыстуруға арналған өлшеу құралы немесе өлшеу түрлендіргішi.

Көрсеткішті өлшеу құралы деп - көрсетуде және есептеуде ғана пайдалыналатын өлшеуіш құрал.

Физикалық шама бiрлiгi – ол пропорционалдық коэффициент 1-ге тең деп алынған шамалар байланысын бейнелеитiн негiзгi шамалар жүйесi.

Физикалық шама жүйесi деп - өзара бiр бiрiмен байланысқан физикалық шама жиынтығы.

Өлшем құралдардың дәлдеу – деп метрологиялық органдар арқылы өлшем құралдарының қатесін, олардың дәлдігі жағынан қолдануға жарамдылығын тексеруді айтады.

Өлшем нәтижелерiнiң ұқсастығы - деп бiрдей жағдайда орындалған өлшем нәтижелерiнiң бiр-бiрiне жақындығын айтады.

Өлшеу нәтижесi – өлшеу кезiнде тәжiрбие жолымен алынған шаманы айтады.

Өлшем қателігі - деп өлшем нәтижесінің өлшенетін шаманың шын мәнінен ауытқуын айтады.

Aбсолютті қателік – физикалық шаманың шын мәні мен өлшенген мәнінің айырмасын айтады.

Салыстырмалы қателiк - пайызбен көрсетiлетiн, абсолюттік қатенің шаманың өлшенген мәнiне қатынасын айтады.

Жүйелi қателiк – берiлген физикалық шаманы бiрнеше рет қайталанып өлшеген кезде мәнi тұрақты болып қалатын немесе белгiлi бiр заңдылықпен өзгерiп отыратын қатенi айтады.

Дөрекi қате – мәнi ықтимал қателерден де үлкен қатенi айтады.

Инструменталды қателiк - деп өлшеу құралына қолданылатын қателікке байланысты қателік.

Кездейсоқ қате - деп мәнi өзгермелi, кездейсоқ себептерден пайда болатын қатенi айтады.

Кездейсоқ шама – деп тәжірибеден табылатын мәнін алдын ала болжай алмайтын шаманы айтады.

Дисперсия – деп әрбір жеке мәндердің орташа арифметикалық мәннен ауытқуларын бірдей дәрежеде ескеретін, ауытқулардың орташа мәнін көрсететін шама.

Аутқу - өлшеу қателігінің нәтижесі тез ауытқиды.

Теңөлшемді - кейбір интервал шегінде жатқан және ықтималға тең кездейсоқ қателігінің мәні алдын-ала белгілі. Бұл кездейсоқ қателіктерді жеке топтарға бөлуге болады.

Орталық шектеу теориясы - барлық қосынды әсерімен салыстырғанда байқалмайтын әсер көрсететін әрбір факторлардан тәуелсіз үлкен мәнінің әсеріндегі, формаланатын нәтижелердің кездейсоқ қателіктерді нормалық таратуға жақындығын бекітудің, ықтималдылық теориясын көрсетедi.

Жағдайлық – бақылау санын ұлғайту кезіндегі бағаланылып отырған мән параметрiне жақындауын айтады.

Араласпаған - математикалық күту бағаланатын параметрге тең бағалауды

айтады.

Эффектiлi - берілген бағалау параметрінің кез-келген дисперсиясына кіші дисперсиялық бағалауды айтады.

Прогресивті - жылу көзіне жақын орналасқан құрылғыда пайда болған қателікті айтамыз.

Периодты- көрсеткіш айналуының осі шкала осімен сәйкес емес дөңгелек шкала құралда пайда болған қателікті айтамыз.

Негізгі қателік – деп өлшем құралдың нормаланған жағдайда пайдаланылуының жүйелі және кездейсоқ қателерінің қосындысын айтады.

Қосымша қателiк - нормалды мәнге байланысты бір шаманың ауытқуы нәтижесідегі қателікті атаймыз.

Шкалалардың жеке градуирленуі - құралдың статикалық сипаттамасы сызықсыз немесе сызықтыға жақын, бiрақ жүйелік қателіктерінің өлшеу диапазонына кездейсоқ түрде өзгередi.

Шартты шкала - деп бiрқатар шартты бiркелкi бөлiнген шкала.

Шкаланың градуировкасы - деп кейбір оларға берілген белгілерге сәйкес өлшенген құралдағы өлшеу шаманың мәні немесе үлгілі құрал көмегімен алынған анықтама.

Түзету - жүйелік қателікті болдырмау үшін қолданылатын өлшенген шама мәніне қосылатын және өлшенген шаманың біраттас шаманы айтады.

Дәлдік класы – деп негізгі және қосымша қателіктердің рұқсат етілген шектерімен және өлшемнің дәлдігіне әсер ететін басқа да қасиеттердің жиынтығымен анықталады.

Өлшем дәлдiгi - деп өлшенiп отырған шаманың шын мәнiне жақын болу дәрежесiн айтады, және құралдардың дәлдiк класын сипаттайтын қателiк.

Рұқсат етпеу интенсивтігі деп өлшеу әдістерінің тоқтаусыз жұмысының ұзақтығын айтады.

Шкала бөлігінің бағасы деп шкаланың екі көршілес белгілеріне сәйкес келетін, мәндер айырмасы.

Көрсетулердің диапозоны деп шкаланың бастапқы және соңғы мәндерінің шектелген облысы.

Өлшеу аспабы - деп өлшем ақпаратының дабылын тәжірибе жасаушы тікелей қабылдай алатындай етіп өңдеуге арналған өлшем құралы.

Тоқтаусыз жұмыс ықтималдығы - деп белгілі шартта берілген жұмыс үзақтығына рұқсат етпеу ықтималдығы.

Дәйектілік - деп эксплуатация шарттарында және берілген жұмыс режимінде, белгілі шекте өлшеу құралдарының өз параметрлерін сақтау қасиетін айтады.

Қайтадан бастауды рұқсат етпеу - деп рұқсат етпеу жилігінің тоқтаусыз жұмыс ықтималдығына қатынасын айтамыз.

Шкала бөлігінің бағасы - деп шкаланың екі көршілес белгілеріне сәйкес келетін, мәндер айырмасы былай аталады:

Бір қалыпты шкала - деп тұрақты ұзындығы мен бөлік құны бар шкала.

Шкаланың соңғы мәнi - деп шкалада көрсетiлген өлшенген шаманың ең үлкен мәнi.

Комплекс бөлігі болып табылатын өлшеу құралдарының орында орналаспауына байланысты қателікті былай атайды - қате орнатумен белгіленген қателік.

Өлшем құралдарын тексерісі – деп метрологиялық органдардың өлшем құралдарының қатесін анықтап, олардықолданысқа жарамдылығын анықтауын айтады.

2 ДӘРІСТЕР


Дәріс 1.

Тақырып. Өлшеудің жалпы теориясының негізгі теңдеулері.

Сұрақтар.

1. Кіріспе.

2. Өлшеуді қалай жүргізу керек?

3. Өлшеулер анықтамасы.

4. Өлшеу объектісі.

«Ғылым өлшеуден басталады. Өлшеусіз дәл ғылымдардың болуын елестету мумкін емес»

Д. И. Менделеев

Қазіргі кездегі анықтама бойынша Метрология - өлшеу туралы, өлшеу бірегейлігін және дәлдігін қамтамасыз етудің жолдары мен тәсілдері туралы ғылым. Метрологияның негізгі бағыттары: жалпы өлшеу теориясы; физикалық шама бірліктері (ФШ) және олардың жүйесі; өлшем құралдары және әдістері (ӨҚ); өлшеу дәлдігін анықтау әдістері; физикалық шаманың бірлігі және размерлігі; үлгілі және жұмысшы құралдар және эталондар; физикалық шама бірлігінің эталоны.

Мемлекеттік метрологиялық қызметтің міндеті метрологияның ғылыми – техникалық жағдайларын шешу, қажетті зңдарды шығару және бақылау болып табылады. Мемлекеттік метрологиялық органдарға өте кең құқық беріледі. Мемлекеттік метрологиялық қызмет өлшем бірегейлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесі арқылы іске асырылады. Өлшем бірегейлігін қамтамасыз етудің мемлекеттік жүйесінің нормативтік – техникалық құжаты – мемлекеттік стандарт. Мемлекеттік стандарттардың негізінде халық шаруашылығының түрлі салаларында және өлшемнің түрлері мен әдістерінде қолданылатын стандарттарға қойылатын талаптарды анықтайтын нормативтік – техникалық құжаттар жасалынады.

Бұл стандарт МЕСТ 16263 Мемлекеттік өлшем бірегейлігін қамтамасыз ету жүйесі. Физикалық шама – деп сапа жағынан көптеген физикалық объектілерге бірдей, ал сан жағынан әр объект үшін әр түрлі мәні бар қасиетт.

Егер физикалық шаманың белгі бір объектідегі сандық мөлшерін көрсету қажет болатын болса, онда оны размер деп атайды. Ал физикалық шаманың мәні деп шаманың бірлік бойынша есептелінген сандық мәнін айтады. Физикалық шаманың бірлігі ол да физикалық шама, оның сандық мәні 1–ге тең.

Өлшеу - дегенiмiз физикалық шаманың мәнін тәжірибелік жолмен техникалық құралдардың көмегімен табу.

Өлшеу объектісі деп - әр біреуі жеке өлшенуге мүмкіндігі бар көптеген жеке физикалық шаманы сипаттайтын құбылыс.

Физикалық шама дейтін ұғым сандық мәндері өлшеу арқылы анықталатын қасиеттерге қолданылады. Өлшеу үрдістерін суретін қарастырамыз.

сурет. Өлшеу үрдістері




Өлшеу нәтижесi – өлшеу кезiнде тәжiрбие жолымен алынған шаманы айтады.

Өлшенген шаманың нәтижесі мына теңдеумен анықталады.

Х= А[Х] :

Мұндағы: А – физикалық шаманың кез-келген сандық мәні; [Х]-физикалық шаманың бірлігі.

Өзін тексеру сұрақтары.

1. Өлшеу процесін түсіндір?

2. Өлшеу түсініктері қандай, оларды ата?

3. Өлшеудің негізгі түсінігі оны түсіндір?

4. Өлшеу объектісі деген не?

5. Өлшеу деген не?

6. Физикалық шама деген не?

7. Өлшеу шаманың ақиқат мәні деген не?

8. Өлшеу шаманың нақты мәні деген не?

9. Қай стандартпен анықталады?



Дәріс 2.

Тақырып. Бірліктер жүйесі және шамалар жүйесі. Физикалық шамалар жүйесі және бірліктер.

Физикалық шама бiрлiгi – ол пропорционалдық коэффициент 1-ге тең деп алынған шамалар байланысын бейнелеитiн негiзгi шамалар жүйесi.

Шама бірлігі физикалық шамалардың сандық мәндерін бір – бірімен салыстыру үшін қажет. Физикалық шама бірліктерінің мемлекеттік стандарты МЕСТ 8.417-81 бес бөлімнен тұрады:

1. 
   Жалпы ережелер;
   
2. 
   Халықаралық бірлік жүйесі -ӨЖ негізгі және қосымша , туынды бірліктер;
   
3. 
   ӨЖ кірмейтін бірліктер;
   
4. 
   Еселік және үлестік бірліктер;
   
5. 
   Бірліктердің белгілеудің ережелері.
   

Өлшеу жүйесінің 7- негізгі бірліктері бар; Ұзындық – метр (м), салмақ - килограмм (кг), уақыт – секунд (с), тоқ күші – ампер (А), термодинамикалық температура – кельвин (К), жарық күші – кандела (кд), зат мөлшері – моль (моль).

Өлшеу жүйесінің <