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

O'lchov turlari va usullari

O'lchov metrologiyada eng muhim tushunchadir. Bu jismoniy miqdorning qiymatini empirik aniqlash orqali jismoniy ob'ektning xususiyatlarini miqdoriy bilish uchun amalga oshiriladigan insonning uyushgan harakatidir.

O'lchovlarning bir nechta turlari mavjud. Ularni tasniflashda ular odatda o'lchangan miqdorning vaqtga bog'liqligi tabiatiga, o'lchov tenglamasining turiga, o'lchov natijasining to'g'riligini belgilaydigan shartlarga va bu natijalarni ifodalash usullariga asoslanadi.
O'lchov qiymatining vaqtga bog'liqligi tabiati bo'yicha o'lchovlar quyidagilarga bo'linadi:
• statik, bunda o'lchangan qiymat vaqt o'tishi bilan doimiy bo'lib qoladi;
• dinamik, bu vaqtda o'lchangan qiymat o'zgaradi va vaqt o'tishi bilan doimiy bo'lmaydi.
Statik o'lchovlar, masalan, tana hajmining o'lchovlari, doimiy bosim, dinamik - pulsatsiyalanuvchi bosim o'lchovlari, tebranishlar.
O'lchovlar soni bo'yicha ular bitta va ko'p bo'linadi. Bitta o'lchov bir marta olingan o'lchovdir.
Ko'plik - bir xil o'lchamdagi fizik miqdorning o'lchovidir, uning natijasi bir nechta ketma-ket o'lchovlardan olinadi, ya'ni bir nechta yagona o'lchovlardan iborat. Ko'p o'lchov bitta o'lchov xatosining tasodifiy komponenti muammoning shartlari talab qiladigan qiymatdan oshib ketishi mumkin bo'lgan hollarda amalga oshiriladi. Bir qator ketma-ket individual o'lchovlarni bajarish orqali bitta ko'p o'lchov olinadi, uning xatosi matematik statistika usullari bilan kamaytirilishi mumkin.
O'lchov natijalarini olish usuliga ko'ra ular quyidagilarga bo'linadi:
• to'g'ri chiziqlar;
• bilvosita;
• qo'shma.
To'g'ri chiziqlar - bu jismoniy miqdorning kerakli qiymati to'g'ridan-to'g'ri eksperimental ma'lumotlardan topiladigan o'lchovlar.
To'g'ridan-to'g'ri o'lchovlar Q = X formulasi bilan ifodalanishi mumkin, bu erda Q - o'lchangan miqdorning istalgan qiymati va X - eksperimental ma'lumotlardan bevosita olingan qiymat. To'g'ridan-to'g'ri o'lchovlarda o'lchangan qiymat eksperimental operatsiyalarga duchor bo'ladi, bu to'g'ridan-to'g'ri o'lchov bilan yoki kerakli birliklarda kalibrlangan o'lchov asboblari yordamida taqqoslanadi. To'g'ri chiziqlarga misol sifatida tana uzunligini o'lchagich bilan o'lchash, tarozi yordamida massa va boshqalarni keltirish mumkin. To'g'ridan-to'g'ri o'lchovlar mashinasozlikda, shuningdek, texnologik jarayonlarni boshqarishda (bosim, haroratni o'lchash) keng qo'llaniladi.
Bilvosita o'lchovlar - kerakli qiymat ushbu qiymat va to'g'ridan-to'g'ri o'lchovlarga bog'liq bo'lgan qiymatlar o'rtasidagi ma'lum munosabat asosida aniqlanadigan o'lchovlardir, ya'ni. aniqlanayotgan miqdorning o'zi emas, balki u bilan funksional bog'liq bo'lgan boshqalarni o'lchaydi.
O'lchangan miqdorning qiymati Q = F (x1, x2, ..., xn) formulasi bo'yicha hisoblash yo'li bilan topiladi, bu erda Q - bilvosita o'lchangan miqdorning kerakli qiymati; F - oldindan ma'lum bo'lgan funktsional bog'liqlik, x1, x2, ..., xn - to'g'ridan-to'g'ri o'lchanadigan miqdorlarning qiymatlari.
Agregat - bu bir xil nomdagi bir nechta miqdorlarni bir vaqtning o'zida o'lchash, bunda kerakli miqdor ushbu miqdorlarning turli kombinatsiyalarini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash yo'li bilan olingan tenglamalar tizimini echish yo'li bilan aniqlanadi. Qo'shma o'lchovlar bir vaqtning o'zida ikki yoki undan ortiq bir xil bo'lmagan miqdorlarning o'lchovlari, ular orasidagi munosabatlarni topish uchun amalga oshiriladi.
Natijaning aniqligini belgilaydigan shartlarga ko'ra o'lchovlar uch sinfga bo'linadi:
• joriy san'at darajasi bilan erishish mumkin bo'lgan eng yuqori aniqlikni o'lchash.
Yuqori aniqlikni talab qiluvchi ma'lum maxsus o'lchovlar ham ushbu sinfga tegishli;
• nazorat va tekshirish o'lchovlari, ularning xatosi ma'lum bir ehtimollik bilan ma'lum bir belgilangan qiymatdan oshmasligi kerak;
• texnik o'lchovlar, bunda natijaning xatosi o'lchov vositalarining xususiyatlari bilan belgilanadi.
O'lchov natijalarini ifodalash usuliga ko'ra mutlaq va nisbiy o'lchovlar mavjud.
Mutlaq o'lchovlar bir yoki bir nechta asosiy miqdorlarni to'g'ridan-to'g'ri o'lchashga yoki fizik konstantalar qiymatlaridan foydalanishga asoslangan o'lchovlardir.
Nisbiy o'lchovlar birlik rolini o'ynaydigan miqdorning bir xil nomdagi miqdorga nisbatini o'lchash yoki bir xil nomdagi miqdorga nisbatan boshlang'ich sifatida qabul qilingan miqdorni o'lchash deb ataladi.
O'lchovlarning boshqa tasniflari mavjud, masalan, ob'ekt bilan bog'lanish (kontakt va kontaktsiz), o'lchash shartlariga ko'ra (teng va teng bo'lmagan).
O'lchovlarning asosiy xarakteristikalari: o'lchov printsipi, o'lchash usuli, xatolik, aniqlik, to'g'rilik va ishonchlilik.
O'lchov printsipi - fizik hodisa yoki o'lchovlar asosidagi fizik hodisalar to'plami. Masalan, massaga proportsional tortishish yordamida tortish orqali tana vaznini o'lchash, termoelektrik effekt yordamida haroratni o'lchash. Hozirgi vaqtda barcha o'lchovlar, ularni o'tkazishda qo'llaniladigan fizik qonunlarga muvofiq, 13 turdagi o'lchovlarga birlashtirilgan. Tasniflash bo'yicha ularga o'lchov turlari uchun ikki xonali kodlar berildi: geometrik (27), mexanik (28), oqim tezligi, quvvat, daraja (29), bosim va vakuum (30), fizik-kimyoviy (31) , harorat va termofizik (32 ), vaqt va chastota (33), elektr va magnit (34), radioelektron (35), vibroakustik (36), optik (37), ionlashtiruvchi nurlanish parametrlari (38), biomedikal (39) ).
O'lchov usuli - printsiplar va o'lchov vositalaridan foydalanish usullari to'plami.
O'lchash usuli - amalga oshirilgan o'lchov printsipiga muvofiq o'lchangan qiymatni uning birligi bilan solishtirish uchun qabul qilish yoki usullar to'plami.
Qoida tariqasida, o'lchash usuli o'lchov vositasining dizayni bilan belgilanadi. O'lchov vositalari standartlashtirilgan metrologik xususiyatlarga ega texnik vositalardan foydalaniladi. Umumiy o'lchash usullariga misollar quyidagilar:

1. 
   
   To'g'ridan-to'g'ri baholash usuli - miqdorning qiymati bevosita ko'rsatuvchi o'lchov vositasi bilan aniqlanadigan usul. Misol uchun, terish tarozida tortish yoki prujinali bosim o'lchagich bilan bosimni o'lchash;
   
2. 
   
   Differentsial usul - o'lchov usuli, unda o'lchangan qiymat o'lchangan qiymatdan bir oz farq qiladigan ma'lum qiymatga ega bo'lgan bir hil qiymat bilan taqqoslanadi va bu ikki qiymat orasidagi farq o'lchanadi. Bu usul juda aniq natijalar berishi mumkin. Shunday qilib, agar farq o'lchangan qiymatning 0,1% bo'lsa va qurilma tomonidan 1% aniqlik bilan baholansa, kerakli qiymatni o'lchash aniqligi allaqachon 0,001% bo'ladi. Misol uchun, bir xil chiziqli o'lchovlarni solishtirganda, ular orasidagi farq uni mikronning o'ndan bir qismigacha baholash imkonini beradigan okulyar mikrometr tomonidan aniqlanadi;
   

3. Nol o'lchash usuli - o'lchov bilan taqqoslash usuli, bunda o'lchangan qiymat va o'lchovning taqqoslash moslamasiga ta'sirining natijasi nolga keltiriladi. O'lchov - jismoniy miqdorni ko'paytirish va saqlash uchun mo'ljallangan o'lchov vositasi. Masalan, og'irliklar yordamida teng yelka muvozanatida massani o'lchash. Bu eng aniq usullardan biridir.

   
   

4. O'lchov bilan taqqoslash usuli - o'lchov usuli, unda o'lchangan miqdor o'lchov bilan takrorlangan miqdor bilan taqqoslanadi. Masalan, kompensatordagi doimiy kuchlanishni oddiy elementning ma'lum EMF bilan solishtirish orqali o'lchash. Ushbu usul bilan o'lchash natijasi yoki taqqoslash va o'lchash moslamasini o'qish uchun ishlatiladigan o'lchov qiymatining yig'indisi sifatida hisoblanadi yoki o'lchov qiymatiga teng bo'ladi. Ushbu usulning turli xil modifikatsiyalari mavjud: almashtirish orqali o'lchash usuli (o'lchangan qiymat ma'lum miqdor qiymatiga ega bo'lgan o'lchov bilan almashtiriladi, masalan, massa va og'irliklarni bir xil idishga navbatma-navbat qo'yish orqali tortishda) va qo'shimcha o'lchash usuli (o'lchangan o'lchovning qiymati bir xil miqdorning o'lchovi bilan to'ldiriladi, shuning uchun taqqoslash moslamasiga oldindan belgilangan qiymatga teng bo'lgan ularning yig'indisi ta'sir qiladi).

   
   

3.