III
FƏSİL. ÖLÇMƏ VASİTƏLƏRİNİN METROLOJİ
XARAKTERİSTİKALARININ NORMALAŞDIRILMASI
3.1. Ö
lçmə vasitələrinin növləri
Ö
lçmə üçün nəzərdə tutulmuş, normalaşdırılmış metroloji
xarakteristikaları olan, fiziki kəmiyyəti əks etdirən və yaxud
saxlayan, verilmiş məlum vaxt intervalı ərzində ölçüsü dəyişməz
qəbul edilən (təyin edilmiş xətalar həddində) texniki vasitələrə ölçmə
vasitələri (ÖV) deyilir. Metroloji xarakteristikalar (MX) kimi ölçmə
vasitələrinin elə xarakteristikaları başa düşülür ki, onlar ölçmə
vasitələrinin məlum diapozonda, məlum dəqiqliklə yararlıqları
haqqında mülahizələr yürütməyə imkan verir. Ölçmə vasitələrindən
fərqli olaraq normalaşdırılmış metroloji xarakteristikaları olmayan
cihazlar, yaxud cisimlər indikatorlar adlandırılır. Ölçmə vasitələri
metroloji təminatın texniki əsasıdır.
Ö
lçmə vasitələrinin təsnifatı şəkil 3.1.-də verilmişdir.
Təsnifata qısa izahat verək.
Verilmiş ölçüdə olan fiziki kəmiyyəti əks etdirən, yaxud özün-
də saxlayan ölçmə vasitəsinə ölçü deyilir. Ölçülər, fiziki kəmiyyətin
bir qiymətini əks etdirən bir mənalı ölçülər (çəki daşı, verilmiş
ö
lçüdə kalibr, bərklik numunələri, kələkötürlük nümunələri,
müqavimət qarqarası, elektrodinamik qüvvəni əks etdirən normal
element) və eyni bir fiziki kəmiyyətin qiymətlərinin səlis, yaxud
diskret sırasını əks etdirən çoxmənalı ölçülər (dəyişən tutumlu ölçü
k
ondensatorları, yastı paralel uc ölçüləri, tutum, induktivlik və
müqavimət maqazinləri, ölçmə xətkeşləri) ola bilərlər.
Ö
lçmənin ölçü vasitəsi ilə müqayisə metodu ilə aparılması xü-
susi texniki vasitələrin-komparatorların (bərabərqollu tərəzilər, ölçmə
kö
rpüləri və s.) köməyi ilə aparılır. Bəzi hallarda komparator rolunda
insan çıxış edir, məsələn: uzunluğun xətkeşlə ölçülməsi.
Ö
türmə, sonrakı çevirmə, emal və saxlamaq üçün müna-sib
for
maya malik, lakin müşahidəçi üçün bir başa dərk edilməsi
126
Şəkil 3.1. Ölçmə vasitələrinin təsnifatı
127
mümkün olmayan, ö
lçmə məlumatlarının siqnalını yaratmaq üçün
təyin edilmiş ölçmə vasitələrinə, ölçmə çeviriciləri deyilir. Bunlar
termo cüt
lər, ölçmə transformatorları və gücləndiriciləri, təzyiq çevi-
rici
ləridirlər. Ölçü zəncirlərində tutduqları yerə görə, onlar ilkin, ara-
lıq və s. bölünürlər. Konstruktiv olaraq onlar ayrı-ayrı bloklar, yaxud
ö
lçmə vasitələrinin tərkib hissələri şəklində hazırlanırlar. Ölçmə
çeviricilərini, çevirici elemetlərlə eyniləşdirmək olmaz. Axırıncılar
metroloji xarakteristikalara malik deyillər, məsələn: cərəyan, yaxud
gərginlik transformator-ları.
Ö
lçmə məlumatlarının siqnalını, müşahidəçinin birbaşa dərk
etməsinə imkanı verən, başqa növ məlumatlara çevirmək üçün nə-
zərdə tutulmuş ölçmə vasitələrinə ölçmə cihazları deyilir. Cihazları,
birbaşa təsir (ampermetrlər, voltmetrlər, ma-nometrlər) və müqayisə
cihazlarına (komparatorlar) ayırırlar.
Ö
lçülən kəmiyyətin hesabat üsuluna görə ölçmə vasitələri
gö
stərən (analoqlu, ədədi), qeyd edici (kağıza, maqnit lentinə və s.)
və digərlərinə ayrılırlar.
Bir yerdə yerləşmiş, funksional birləşdirilmiş ölçmə vasitələri
və köməkçi qurğuların birləşməsinə ölçmə quruluşları deyilir.
Məsələn: yoxlama quruluşları, elektrotexniki, maqnit və başqa mate-
rial
ların sınağı üçün quruluşlar. Ölçmə quruluşları müəyyən ölçmə
me
todunu nəzərdə tutmağa və qabaqcadan ölçmə xətasını qiymətlən-
dirməyə imkan verir.
Ö
lçmə məlumatları siqnalların avtomatik emalı, ötürülməsi və
yaxud avtomatik idarə sistemlərində istifadəsi üçün münasib formaya
salınmasını həyata keçirən, əlaqə komponentlərinə malik ölçmə
vasitələrinin və köməkçi qurğuların kompleksinə ölçmə sistemi
deyilir.
Rejimləri və işləmə şəraitinin dəyişdirilməsini nəzərdə tutan
ö
lçmə quruluşlarından fərqli olaraq, ölçmə sistemləri iş rejimlərinə
təsir etmir, yalnız məlumatların toplanması və yaxud saxlanması
üçün
nəzərdə tutulur. Ölçmə sistemlərinin xüsusi halları kimi,
məlumat-hesablama komplekslərini (MHK), məlumat ölçmə sis-
temlərini (MÖS) göstərmək olar. Axırıncı-lara, avtomatik nəzarət
sistemlərini, texniki diaqnozlaşdırma sistemlərini, nümunələri,
tanıma sistemlərini, qeyri-ölçmə məlumatlarının ötürülməsi sistem-
128
lərini aid etmək olar. İşçi ölçmə vasitələrinin yoxlanılmasının təşkil
edilməsində müxtəlif etalonlardan və nümunəvi ölçmə vasitələrindən
istifadə edilir.
Ö
lçmə vasitələri, bir qayda olaraq, özlərinin metroloji
xarakteristikaları (MX) olan vericilərlə (ölçmə çeviriciləri) birlikdə
işləyirlər.
3.2. Ö
lçmə vasitələrinin metroloji
xarakteristikaları
Ö
lçmə vasitələrinin məlum diapozonda və məlum dəqiqliklə
ö
lçmələrin aparılması üçün yararlı olmasını qiymətləndirmək məq-
sədi ilə ölçmə vasitələrinin metroloji xassələri (ÖV MX) anlayı-
şından istifadə edirlər. Burada əsas məqsəd ölçmənin dəqiqliyinin tə-
yin edilməsi imkanını təmin etmək; ölçmə vasitələrinin qarşılıqlı
əvəz olunmasına nail olmaq; ölçmə vasitələrini bir-biri ilə müqayisə
etmək, dəqiqliyə və digər xarakteristikalara görə lazımi ölçmə va-
sitələrini seçmək; ölçmə sistemlərinin və quruluşlarının xətalarını,
onların tərkibinə daxil olan ölçmə vasitələrinin metroloji xarakte-
risti
kalarına görə təyin etmək; yoxlama zamanı ölçmə vasitələrinin
texniki vəziyyətini qiymətləndirməkdir.
Standartlara (
məsələn: ГОСТ 8.009-84) görə metroloji xarak-
teristikaların (MX) sayı, onların normalaşdırılması və təqdim etmə
forması müəyyənləşdirilir. Metroloji xarakteristikaların hər bir növü,
təyinatından asılı olaraq ölçmənin növlərindən, ölçmə vasitələrindən,
təsir edən kəmiyyətlərin dəyişməsindən, yaxud giriş siqnalının
məlumatsız parametrlərindən asılı olaraq daha müfəssəl təqdim oluna
bilər.
Məlumatsız parametrlər ölçmə vasitələrinin giriş siqnalının
elə parametrlərinə deyilir ki, onun ölçülən parametrlə funksional
əlaqəsi olmasın. Məsələn: dəyişən cərəyanın amplitudası ölçülərkən,
tezlik məlumatsız parametrdir.
Normal metroloji xarakteristikalar (NMX)
sənədlərlə təyin
edilir. Sənədlərlə müəyyən edilmiş metroloji xarakteristikalar həqiqi
hesab edilir. Təcrübədə ən çox yayılmış ölçmə vasitələrinin metroloji
xarakteristikaları (ÖV MX) aşağıdakılardır.
129
Ö
lçmə vasitələrinin buraxıla bilən hədd xətaları normalaşdı-
rılmış, ölçülən kəmiyyətin sərhəd qiymətlərinə, ölçmə
diapozonu deyilir.
ИКВ-3 optimetri üçün uzunluğun ölçmə sərhəddi
0-200 mm-dir. Ö
lçmə vasitələrinin göstəricilərinin hesabatı aşağıdakı
tənlik əsasında aparılır:
𝐴 = 𝑀 + � 𝑛
𝑅
𝑖
𝑅
+ 𝑚
𝑝
𝑖
𝑝
𝑝
𝑅=1
Burada
A
-
hesablama qiyməti;
M
- hesablama qur
ğusunun
sıfra qoyulduğu ülgünün ölçüsü;
n
- hesablama qur
ğusunun şkalasına
gö
rə hesablanan bütöv bölgülərin sayı;
i
-
şkalanın bölgüsünün qiymə-
ti; R -
şkalanın nömrəsi; m-gözəyarı qiymətləndirilən ən kiçik bölgü
qiymətində şkala bölgüsünün payıdır.
Ö
lçmə diapozonunun ən böyük, yaxud ən kiçik qiymətinə ölç-
mə həddi deyilir. Bu, ölçü üçün əks etdirilən kəmiyyətin nominal
qiymətidir.
Məsələn: şəkil 3.2.-də verilmiş şkalada başlanğıc sahə
%)
20
(~
sıxılmışdır. Buna görə də burada hesabat aparmaq münasib
deyildir. Onda şkalaya görə ölçmə həddi 50 vahid, diapozon isə -
10...50 vahiddir.
Şəkil 3.2. Ölçmə vasitəsinin qeyri bərabər şkalası
Şkalanın ən yaxın işarələrinin ortasından keçən, təsəvvür edi-
lən ox boyu ölçülən iki qonşu işarəsinin oxları arasındakı məsafəyə
şkalanın bölgü uzunluğu deyilir ( şəkil 3.3.).
130
Şkalanın iki qonşu işarələrinə uyğun gələn kəmiyyətlərin qiy-
mətlər fərqinə, şkalanın bölgü qiyməti deyilir. Bərabər ölçülü şka-
lası olan cihazlar sabit bölgü qiymətinə, qeyri bərabər ölçülü şkalası
olan cihazlar dəyişən bölgü qiymətinə malik olurlar. Bu halda ən
kiçik bö
lgü qiyməti normalaşdırılır.
Şəkil 3.3. Ölçmə vasitələrinin əsas parametrlərini
gö
stərmək üçün sxem
Ö
lçü cihazının çıxışında siqnalın dəyişməsinin, onun dəyişmə-
sinə səbəb olan ölçülən kəmiyyətin dəyişməsi nisbətinə ölçü ciha-
zının həssaslığı deyilir.
𝑆 =
∆𝑦
∆𝑥
131
Məsələn: əqrəbli ölçmə vasitəsi üçün həssaslıq, əqrəbin sonlu-
ğunun yerdəyişməsinin dl, onun dəyişməsinə səbəb olan ölçülən
kəmiyyətə dx nisbətidir.
𝑆 =
𝑑𝑙
𝑑𝑥
Beləliklə, qeyri bərabər ölçülü şkalalar üçün
var
=
S
və
şkalanın qeyri bərabərliyi aşağıdakı əmsalla qiymətləndirilir:
𝐽 =
𝑆
𝑚𝑎𝑥
𝑆
𝑚𝑖𝑛
B
ərabər ölçülü şkalalar üçün 𝑆 = 𝑆
𝑜𝑟
= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 və 𝑆
𝑜𝑟
=
𝑙
𝑥
𝑁
Burada
𝑥
𝑁
ö
lçmə diapozonudur.
x
və y
müxtəlif vahidlərlə ifadə olunma imkanına malik ol-
duqlarından, onda S aşağıdakı vəznlərlə göstərilə bilər
�
𝑚𝑚
𝐴
� , �
𝑚𝑚
𝐴
� , �
𝑑ə𝑟ə𝑐ə
𝐴
� və s. Həssaslıq haqqında danışıldıqda
cərəyanın, gərginliyin və s. həssaslığını göstərirlər.
Ö
lçüsüz vahidlərlə əməliyyatlar aparıldıqda, bəzən nisbi
həssaslıq anlayışından istifadə edilir
𝑆
0
=
�∆𝑦
𝑦
0
�
�∆𝑥
𝑥 �
Burada
𝑥
0
, 𝑦
0
-
nominal (yaxud orta) kəmiyyətlərdir.
Həssaslığı, həssaslığın hüdudu ilə eyniləşdirmək olmaz.
Cihazın göstəricisini gözə çarpacaq dərəcədə dəyişdirən, ölçülən
kəmiyyətin ən kiçik qiymətinə həssaslığın hüdudu deyilir.
Həssaslığın əksi, cihazın sabitliyi adlanır
132
S
C
1
=
.
Bir qayda olaraq ö
lçmə vasitəsinin çıxış siqnalı kimi kə-
miy
yətin vahidləri ilə verilmiş hesabat (göstərmə) götürülür. Bu hal-
da cihaz sabiti C bö
lgü qiymətinə bərabərdir. Buna görə də qeyri
bərabər ölçülü şkalalı ölçmə vasitələri üçün həssaslıq dəyişən
kəmiyyətdir.
Dəyişməz xarici şəraitdə və ölçmə diapozonunun verilmiş
nö
qtəsindəki ölçmələrdə, ölçülən kəmiyyətin artması və azalması
zamanı ölçmə vasitələrinin göstəriciləri arasındakı fərqə variasiya
(histerezis) deyilir
az
ar
x
x
H
−
=
.
Burada
az
ar
x
x
,
- x
kəmiyyətinin artması və azalması zamanı
nümunəvi ölçmə vasitələrinin ölçmələrinin qiymətidir.
Nəzərə almaq lazımdır ki, ölçmə vasitələrinin göstəricilərinin
variasiyaları təsadüfi faktorların təsirindən yaransalar da, özləri təsa-
düfi kəmiyyətlər deyillər. Ölçmə vasitələrinin giriş və çıxış siqnalları
arasında, təcrübə nəticəsində alınan asılılıq, dərəcələrə bölünmə
xarakteristikası adlandırılır və analitik, qrafiki, yaxud cədvəl
şəklində verilə bilər.
Dərəcələrə bölünmə xarakteristikası xarici və daxili səbəblə-
rin təsirindən dəyişə bilər. Məsələn: cərəyanın sürətlə dəyişməsi za-
manı ölçmə vasitəsinin hərəkətli hissəsi, inersiya nəticəsində cərə-
yanın dəyişməsini “izləyə” bilmir. Bu halda dərəcələrə bölünmə xa-
rakteristikası differensial tənliklə ifadə olunmalıdır.
Şkalanın sonuncu və başlanğıc qiymətləri ilə məhdudlaşmış
qiy
mətlərinə, yəni ölçülən kəmiyyətin ən böyük və ən kiçik qiymət-
ləri sərhəddinə göstərmə diapozonu deyilir. Məsələn: ИКВ-3 tipli
optimetrin gö
stərmə sərhəddi
mm
1
,
0
±
-dir.
Ö
lçülən kəmiyyətin nəticələrinə təsir edən, lakin verilən vasitə
ilə ölçülməyən fiziki kəmiyyətə, təsiredici fiziki kəmiyyət deyilir
133
(
məsələn: xətti ölçünü ölçərkən ölçmənin nəticəsinə təsir edən
temperatur).
Ö
lçmə vasitələrindən istifadə edilməsinin normal şəraiti, elə
şəraitə deyilir ki, burada təsiredici kəmiyyətlər normal qiymətə
malikdir və yaxud qiymətlərin normal sərhəddi daxilində yerləşirlər.
Məsələn: normal temperatur 20ºC-yə, işçi temperatur isə 20ºC
º
1
±
-
yə bərabərdir.
Ö
lçmə vasitələrinin mühüm xarakteristikalarından biri ölçmə
qüvvəsidir. Bu qüvvə, ölçmə üçlüyünün yoxlanılan məhsulun
səthinə toxunduğu yerdə yaranır və ölçmə xəttinə istiqamətlənir.
Nəzarətin həndəsi obyekti bir və ya bir neçə nəzarət nöqtəsinə
malik olur.
Nəzarət vasitəsi ilə nəzarət obyektinin qarşılıqlı təsir sahəsinə
nəzarət zonası deyilir.
Üzərinə bir və ya bir neçə nəzarət nöqtəsi yerləşdirilmiş
nəzarət obyektinin səthinə, nəzarət edilən səth deyilir.
Nəzarət edilən ölçüdən keçən düz xəttə nəzarət xətti deyilir.
Nəzarət xəttindən və nəzarət nöqtələrinin yerləşdiyi seçilmiş
xətdən keçən müstəviyə, nəzarət müstəvisi deyilir.
Bütün ö
lçmə vasitələri üçün ümumi olan aşağıdakı struktur
elementlər nəzərdə tutulmuşdur: çevirici və həssas elementlər, ölçü
zənciri, ölçmə mexanizmi, şkalanı hesablama qurğusu, qeydedici
qurğu. Bundan başqa əlaqəli ölçmə cihazları bir və ya bir neçə ölçü
çubuğu ilə təchiz edilirlər.
Nəzarət nöqtəsində, ölçülən kəmiyyətin birbaşa təsiri altında
nəzarət obyekti ilə əlaqəsi olan ölçü zəncirinin elementinə ölçmə
ucluğu deyilir.
Ö
lçü xəttinin uzunluğunu təyin etmək üçün nəzərdə tutulmuş
və ölçmə müstəvisində yerləşmiş ölçü zənciri elementinə baza
ucluğu deyilir.
Ö
lçmə müstəvisində ölçü xəttinin vəziyyətini təyin edən
elementə, dayaq ucluğu deyilir.
Nəzarət obyektində ölçmə müstəvisinin vəziyyətini təyin edən
elementə, əlaqələndirmə ucluğu deyilir.
Kəmiyyətin ayrıca müşahidəsindən alınmış qiymət
müşahidənin nəticəsi adlanır.
134
Kəmiyyətin ölçmə yolu ilə müəyyənləşdirilmiş, yəni müşahi-
dənin nəticələrini emal etdikdən sonrakı qiyməti, ölçmənin nəticəsi
adlanır.
Sistematik xətanı ləğv etmək məqsədi ilə kəmiyyəti ölçərkən,
onun qiymətinə, eyni adlı kəmiyyətin əlavə olunmuş qiymətinə
düzəliş deyilir.
Eyni şəraitdə yerinə yetirilmiş ölçmənin nəticələrinin
yaxınlığını əks etdirən ölçmə keyfiyyətinə uyğunluq deyilir.
Müxtəlif şəraitdə (müxtəlif vaxtda, müxtəlif yerdə, müxtəlif
üsul və vasitələrlə) yerinə yetirilmiş ölçmənin nəticələrinin yaxınlı-
ğını əks etdirən ölçmə kəmiyyətinə əks etmə deyilir.
Düzgünlük sistematik,
uyğunluq-təsadüfi xətaları xarakterizə
edir.
Ö
lçmə vasitələrinin əsas metroloji xarakteristikası, ölçmə vasi-
təsinin xətasıdır. Ölçmə vasitəsinin xətası kimi, ölçmə vasitəsinin
gö
stəricisi ilə fiziki kəmiyyətin əsl (həqiqi) qiyməti arasındakı fərq
başa düşülür. Ölçmə vasitələrinin xətalarının təsnifatı şəkil 3.4.-də
verilmişdir.
Ö
lçmə vasitələrinin bütün xətaları xarici şəraitdən asılı olaraq
əsas və əlavə xətalara ayrılırlar.
Ölçm
ə vasitələrinin normal istismar şəraitindəki xətası, əsas
x
əta adlanır. Normal istismar şəraiti aşağıdakılardır: temperatur
293 ± 5𝐾, yaxud 20 ± 5℃. 20℃-də havanın nisbi rütubəti 65 ±
15%, qidalanma mənbəyində gərginlik 220𝑉 ± 10%, tezlik 50𝐻𝑠 ±
1%, atmosfer təzyiqi 97,4 -dən 104kPa-ya qədər, elektrik və maqnit
sahələrinin olmaması.
Normal şəraitdən fərqlənən, daha çox kəmiyyətlərin təsir etdiyi
şəraitdə lazım olduqda ölçmə vasitələrinin əlavə xətaları da norma-
laşdırılır.
Ö
lçmə vasitələrinin əsas xətalarının normalaşdırılmasının üç
üsulu vardır:
* ö
lçmənin bütün diapozonunda, buraxıla bilən mütləq
)
(
∆
±
,
yaxud gətirilmə
)
(
γ
±
xətaların sabit olan hədlərinin normalaş-
dırılması;
*
buraxıla bilən mütləq
( )
∆
±
, yaxud nisbi
)
(
σ
± xətaların
hədlərini ölçülən kəmiyyətin funksiyasına normalaşdırılması;
135
*
bir və ya bir neçə sahənin bütün ölçmə diapozonu üçün
müxtəlif olan, buraxıla bilən əsas xətanın sabit hədlərinin normalaş-
dırılması.
Buraxıla bilən xətanın həddi kimi, təsiredici faktor tərəfindən
yaradılan ən böyük xəta götürülür. Xətanın bu qiymətində ölçmə
vasitəsi istifadəyə buraxıla bilər. Bu göstərici eyni zamanda əlavə
xətalara da aiddir. Bunun üçün aşağıdakıları əsas götürürlər:
1.
Əlavə xəta, əsas xətadakı (mütləq, nisbi, gətirilmə) kimi
eyni nö
və malikdir;
2. M
üxtəlif təsiredici faktorlardan yaranmış əlavə xətalar ayrı-
ayrı normalaşdırılmalıdırlar.
3. Ümumi halda ö
lçmə vasitəsinin cəmlənmiş mütləq xətası
aşağıdakı kimi ifadə olunur:
.
Burada
ö
lçü vasitəsinin əsas xətası; , i təsiredici fak-
to
run yaratdığı əlavə xətadır.
4.
Bəzi hallarda əlavə xəta əmsal şəklində normalaşdırılır.
Məsələn: voltmetrin hər 10℃ temperatur xətası ±1% - dir göstəri-
ci
si o deməkdir ki, mühitin hər 10°C dəyişməsində 1% əlavə xəta
əlavə olunur.
Əlavə və əsas xətaların fərqləndirilməsinin mürəkkəbliyini nə-
zərə alaraq ölçmə vasitələrinin yoxlanılması yalnız normal şəraitdə
aparılır (yəni əlavə xətalar ləğv edilir).
Ö
lçmə vasitələrinin sistematik xətası, ümumi xətanın tərkib
hissəsi olub, eyni bir kəmiyyətin çoxdəfəli ölçülməsində sabit qalır,
yaxud müəyyən qanunauyğunluqla dəyişir.
Ö
lçmə vasitələrinin təsadüfi xətası, elə xətaya deyilir ki, o,
eyni bir kəmiyyətin təkrar ölçülməsində təsadüfi şəkildə dəyişir.
2
1
0
i
n
i
∆
+
∆
=
∆
∑
=
Σ
0
∆
i
∆
136
Şəkil 3.4. Ölçmə vasitələrinin xətalarının təsnifatı
p
lik
a
ti
v
137
Statik xətalar ölçmə vasitələrinin elementlərində keçid pro-
sesləri başa çatdıqdan sonra sabit kəmiyyətlərin ölçülməsi zamanı
yaranır.
Dinamiki xəta, ölçmə vasitəsinin dinamiki rejimdəki xətası ilə,
onun statik rejimdəki xətası arasındakı fərqə deyilir.
Standartlarda (
məsələn: ГОСТ 8.401-80) əsas (və əlavə) xə-
taların buraxıla bilən hədlərini, mütləq, nisbi, və gətirilmə xətalar
şəklində ifadə etmək üçün müxtəlif üsullar nəzərdə tutulmuşdur.
Dostları ilə paylaş: |