Учебное пособие для студентов, обучающихся по направлениям подготовки 5310900 «Метрология, стандартизация и менеджмент качества продукции»

2.7. Instrumental tahlil usullari va fizik-kimyoviy o'lchovlarning metrologik tavsiflari
Har qanday fizik yoki fizik-kimyoviy tahlil usullarining eng muhim metrologik tavsiflari konversiya funktsiyasi, sezgirlik, aniqlash chegarasi, aniqlik, to'g'rilik, takrorlanuvchanlik va selektivlikdir.
Konvertatsiya funktsiyasi
Konvertatsiya funktsiyasi - bu o'lchov vositasining kirish (X) va chiqishidagi (Y) kattaliklarning qiymatlari o'rtasidagi funktsional bog'liqlik.
Transformatsiya funktsiyasi analitik [transformatsiya tenglamasi - Y = f (X)], grafik yoki jadval shaklida aniqlanishi mumkin.
Konvertatsiya funktsiyasi ko'pincha o'lchov vositasining kalibrlash xarakteristikasi deb ataladi.
O'lchov vositasiga (yoki muayyan turdagi o'lchov vositasiga) tayinlangan konvertatsiya funktsiyasi o'lchov vositasining nominal konvertatsiya qilish funktsiyasi deb ataladi - Y = fn (X).
O'lchov transduserlari va qurilmalarining nominal konvertatsiya funktsiyasining ideal shakli chiziqli bog'liqlikdir - Y = kn (X).
Masalan, chiziqli nominal konvertatsiya qilish funktsiyasiga ega o'lchash asboblari bir xil shkalalarga ega - ikkita qo'shni belgilar orasidagi masofa (shkala bo'linmasi) butun shkala bo'ylab bir xil bo'lgan shkalalar. Yagona tarozilar ishlab chiqarish uchun texnologik jihatdan rivojlangan va bunday tarozilarga ega qurilmalardan foydalanish qulayroqdir.
Sezuvchanlik
Sezuvchanlik - o'lchov vositasining chiqish qiymatining o'zgarishining uni keltirib chiqargan kirish qiymatining o'zgarishiga nisbati. Umuman olganda, sezgirlik
Чувствительность

	(2.7.1.)
	(2.7.2.)

Sezuvchanlikning o'lchami kirish va chiqish miqdorlarining o'lchamlari bilan belgilanadi.

Aniqlik uchun kirish miqdori (x) ning berilgan qiymati uchun sezgirlikni transformatsiya funktsiyasi grafigining berilgan nuqtasida tangens qiyaligining tangensi sifatida grafik tasvirlash mumkin.
Chiziqli bo'lmagan konvertatsiya funktsiyasi bilan sezgirlik X ga bog'liq va chiziqli funksiya bilan sezgirlik o'lchov oralig'ida doimiy bo'ladi. Yagona shkalali o'lchash asboblari shkalaning barcha nuqtalarida bir xil sezgirlikka ega.
Ba'zi hollarda, chiqish miqdori o'zgarishining kirish miqdorining nisbiy o'zgarishiga nisbati sifatida tavsiflangan "nisbiy sezgirlik" kabi xarakteristika qo'llaniladi.
O'lchov o'tkazgich yoki qurilmaning yana bir muhim xarakteristikasi doimiy - o'lchov asbobining sezgirligining o'zaro nisbati - C = 1 / S.
Dial o'lchagichlar uchun "doimiy" atamasi bo'linish narxining kontseptsiyasiga mos keladi, ya'ni. ikkita qo'shni shkala belgilariga mos keladigan o'lchangan miqdorning qiymatlari o'rtasidagi farq.
Sezuvchanlikni sezgirlik chegarasi bilan aralashtirib yubormaslik kerak, bu ma'lum bir o'lchov vositasi tomonidan aniqlanadigan kirish miqdoridagi minimal o'zgarish sifatida tushuniladi. Sezuvchanlik chegarasi kirish qiymatining birliklarida ifodalanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, "sezuvchanlik" tushunchasi asboblarni birlashtirish uchun qabul qilinishi mumkin emas, "sezuvchanlik chegarasi" tushunchasi esa har qanday o'lchov o'tkazgichlari va asboblari uchun maqbuldir.
Natijaga va o'lchov xatosiga ta'sir qiluvchi muhim jarayonlardan biri o'lchov ob'ektlari va ularga ulangan o'lchash asboblari o'rtasida, shuningdek o'lchash zanjirida bir-biriga bog'langan vositalar o'rtasida energiya almashinuvidir. O'lchov vositasi tomonidan o'lchov ob'ektidan yoki ilgari yoqilgan boshqa o'lchov vositasidan energiya iste'moli o'lchanadigan qiymatning o'zgarishiga va natijada o'lchov natijasining buzilishiga olib keladi.
Misol:
Termoelektrik harorat o'lchagich o'lchagichni o'lchash ob'ektiga ulanganda, o'lchov ob'ekti va o'lchov o'tkazgich o'rtasidagi energiya almashinuvi tufayli ob'ektning harorati o'zgarishi mumkin.Energiya almashinuvi ikki tomonlama jarayon bo'lgani uchun, o'lchov ob'ektining harorati ham ko'tarilishi, ham tushishi mumkin. Boshqa tomondan, konvertorning chiqish qiymatini o'lchash uchun pirometrik millivoltmetr belgilangan o'lchov o'tkazgichga ulanganda (DC elektromotor kuchi), bu qiymat konvertor va millivoltmetr o'rtasidagi energiya almashinuvi tufayli ham o'zgarishi mumkin. millivoltmetrning kirish elektr qarshiligining yakuniy qiymati.
O'lchov vositasining kirish yoki chiqishga ulangan har qanday komponentlar (o'lchov ob'ekti, o'lchash vositasi va boshqalar) bilan o'zaro ta'sirini baholash uchun, agar bunday o'zaro ta'sir o'lchash xatosining instrumental komponentiga ta'sir qilishi mumkin bo'lsa, kirish yoki chiqish kabi xususiyatlardan foydalaning. impedans (umumiy qarshilik) o'lchash asboblari. Metrologik amaliyotda bu tushunchalar quyidagicha ta'riflanadi:
o'lchov vositasining kirish (chiqish) qarshiligi - o'lchov vositasining kirish (chiqish) pallasida jarayonlarni tavsiflovchi umumlashtirilgan tezlikka o'lchov vositasining kirish (chiqish) qismida ta'sir qiluvchi umumlashtirilgan kuchning nisbati.
Yuqoridagi "empedans" atamasining ta'rifi uni har qanday jismoniy tizimlar (mexanik, gidravlik, magnit, elektr va boshqalar) uchun ishlatishga imkon beradi.
O'lchov vositasining eng muhim metrologik tavsifi o'lchov diapazoni - ruxsat etilgan xato qiymatlari normallashtiriladigan kirish miqdori qiymatlari diapazoni.
O'lchov diapazonining boshlang'ich va yakuniy qiymatlari o'lchov vositasining pastki va yuqori chegaralari deb ataladi. Shuni ta'kidlash kerakki, o'lchov diapazoni har doim ham o'lchov vositasining jismoniy ishlashi saqlanadigan kirish miqdori qiymatlari diapazoniga mos kelmaydi.
Aniqlash chegarasi
Kimyoviy tahlilda aniqlash chegarasi namunadagi tahlil qiluvchi moddaning minimal tarkibi bo'lib, signalni fondan ishonchli tarzda ajratish mumkin. Odatda, aniqlash chegarasi shovqin signalining standart og'ishining uch barobariga teng qabul qilinadi. Boshqacha qilib aytganda, 99% dan ortiq ehtimollik bilan aniqlash chegarasi uchun belgilangan signal darajasiga teng yoki undan yuqori signal kerakli komponentga tegishli ekanligini anglatadi.
Agar analitik vazifa namunada komponent mavjudligi haqidagi savolni hal qilish uchun qisqartirilsa, unda bunday analitik signalni olish kerakli komponentning mavjudligi to'g'risida qaror qabul qilish uchun etarli asosdir. Aniqlash chegarasi bo'sh signalning takroriy o'lchovlari va standart og'ishning keyingi hisob-kitoblari orqali tahlil protsedurasini tasdiqlash paytida belgilanadi.
Ba'zida aniqlash chegarasi universal o'lchash moslamasining xarakteristikasi sifatida ishlatiladi (spektrometrlar, xromatograflar va boshqalar). Ammo shuni tushunish kerakki, bunday o'lchash moslamalarini maxsus tahliliy protseduralarda qo'llash matritsa blankalarida aniqlash chegarasini tekshirishni talab qiladi.
Aniqlash chegarasini hisoblash printsipi 2.7.1-rasmda ko'rsatilgan.

сигнал контрольного опыта	sinov signali
концентрация вещества	moddalarning kontsentratsiyasi
коэффициент чувствительности	sezgirlik omili