Өлшемдердің түсінігі және классификациясы. Өлшемдердің негізгі түрлерінің қысқаша сипаттамасы. Өлшеу түрлері мен әдістері Өлшеу әдістері және олардың сипаттамалары
Өлшеу деп берілген шаманы өлшем бірлігі ретінде қабылданған белгілі бір шамамен физикалық салыстыру процесін айтады. Өлшеу – өлшенетін шаманы өлшем бірлігі ретінде қабылданған белгілі бір шамамен эксперименталды түрде салыстырудан тұратын танымдық процесс. нақты объектілердің параметрлері; өлшеу эксперименттерді қажет етеді; эксперименттер арнайы техниканы қажет етеді білдіреді - білдіредіөлшемдер; 4, өлшеу нәтижесі физикалық шаманың мәні болып табылады.
Жұмысыңызды әлеуметтік желілерде бөлісіңіз
Егер бұл жұмыс сізге сәйкес келмесе, беттің төменгі жағында ұқсас жұмыстардың тізімі бар. Сондай-ақ іздеу түймесін пайдалануға болады
Негізгі сипаттамалары және өлшеу әдістері
1 Өлшемдердің анықтамалары мен классификациясы
3 Негізгі өлшем сипаттамалары
1 Өлшемдердің анықтамалары мен классификациясы.
Өлшеу физикалық шаманың мәнін табу эмпирикалық түрдеарнайы техникалық құралдарды пайдалана отырып. Өлшеу деп берілген шаманы өлшем бірлігі ретінде қабылданған белгілі бір шамамен физикалық салыстыру процесін айтады.
Өлшеу өлшенетін шаманы өлшем бірлігі ретінде қабылданған белгілі бір шамамен эксперименталды түрде салыстырудан тұратын танымдық процесс.
Өлшемдердің анықтамасынан өлшемдердің сипаттамалары шығады:
1) тек физикалық шамалар ғана өлшенеді, яғни. нақты объектілердің параметрлері;
2) өлшеу эксперименттерді қажет етеді;
3) эксперименттер жүргізу үшін арнайы техникалық құралдар – өлшеу құралдары қажет;
4) өлшеу нәтижесі физикалық шаманың мәні болып табылады.
Негізгі өлшем теңдеуі келесідей:
A = a X, (1)
мұндағы А – өлшенетін шама, және өлшем бірлігі; Таңдалған өлшем бірлігімен өлшенетін шаманың X сандық мәні. Теңдеуден өлшеу процесінің шарттарын орындаңыз:
- физикалық шама бірлігін шама түрінде қайта шығару;
- өлшенген сигналды түрлендіру;
- өлшенетін шаманы өлшеммен салыстыру;
- өлшеу нәтижесін жазу.
Өлшенетін шаманың мәнін табу әдісіне байланысты өлшемдер бөлінеді:
- Түзу;
- жанама;
- жинақтаушы;
- буын.
Тікелей Физикалық шаманың қажетті мәні эксперименттік мәліметтерден тікелей табылған кезде өлшеу деп аталады. Айта кету керек, тікелей өлшемдер көбінесе аралық түрлендірулер жасалмаған өлшемдер ретінде түсініледі. Бұл, мысалы, белгілі электрлік өлшеу құралдарымен - вольтметрлер мен амперметрлермен кернеу мен токты өлшеу. Тікелей өлшеулер метрологиялық тәжірибеде өте кең таралған. Математикалық тұрғыдан тікелей өлшемдерді элементар формуламен сипаттауға болады
A = x, (2)
мұндағы x шаманы өлшеу арқылы табылған шаманың мәні және аталадыөлшеу нәтижесі.
Жанама шаманың қажетті мәні осы шама мен тікелей өлшеуге ұшыраған шамалар арасындағы белгілі қатынас негізінде табылатын өлшем. Жанама өлшемдерді келесі формуламен сипаттауға болады:
A = f (x 1, x 2,…, x m), (3)
мұндағы x 1, x 2,…, x м белгілі функционалдық байланыспен байланысты шамаларды тікелей өлшеу нәтижелері f өлшенген шаманың қажетті мәніменА .
Жанама өлшемдер телекоммуникация жүйелеріндегі өлшеу тәжірибесіне тән, мысалы, амперметр-вольтметр әдісімен қуатты өлшеу, тізбектің сыйымдылығы мен индуктивтілігін тікелей өлшеу нәтижелері бойынша тербелмелі контурдың резонанстық жиілігін анықтау, қашықтықты анықтау. кері шашырау әдісін қолданатын оптикалық кабельдегі біртектіліктің орналасуына және т.б.
Жиынтық өлшемдерменаттас бірнеше шама бір уақытта өлшенеді және олардың қажетті мәндері осы шамалардың әртүрлі комбинацияларын тікелей өлшеу арқылы алынған теңдеулер жүйесін шешу арқылы табылады. Мысалы, конденсаторлар жиынтығының сыйымдылық өлшемі бір конденсатордың сыйымдылығының белгілі мәнінен және конденсаторлардың әртүрлі комбинацияларының сыйымдылық өлшемдерін тікелей салыстыру нәтижелерінен табылған өлшемдер.
Бірлескен өлшемдеролардың арасындағы байланысты табу үшін әртүрлі атаулардың екі немесе одан да көп мөлшерін бір уақытта өлшеуден тұрады.
Резистор кедергісінің температураға тәуелділігін анықтаудың бірлескен өлшемдерінің мысалы.
2 Өлшеу әдістерінің классификациясы
Екі негізгі өлшеу әдісі бар:
- Тікелей бағалау әдісі, онда өлшенетін шаманың өлшемі шкалада, сандық дисплейде немесе құрылғының экранында орналасқан, мысалы, вольтметрмен кернеуді өлшеу.
- Өлшеммен салыстыру әдісі,онда өлшенетін шаманың мәні өлшем арқылы қайта шығарылған шаманың мәнімен салыстырылады. Бұл әдістің келесі сорттары бар.
1) Контраст әдісі, онда өлшеммен өлшенетін және шығарылатын шамалардың мәні салыстыру құрылғысына әсер етеді және оның көмегімен осы шамалар арасындағы байланыс орнатылады.
2) Дифференциалды (айырма)әдіс , онымен өлшенетін мән қажетті мән мен өлшем арқылы шығарылатын мән арасындағы айырмашылықпен анықталады.
3) Нөлдік әдіс жеке оқиғадифференциал, айырмашылық нөлге келтірілгенде.
4) Ауыстыру әдісі өлшенген шама шамасы бойынша тең шамаға ауыстырылады.
5) Сәйкестік әдісі- өлшенетін шаманың мәні өлшенетін және белгілі шамаларға қатысты сигналдардың, белгілердің немесе басқа белгілердің сәйкес келуімен анықталады.
Ауыстыру әдісі және нөлдік әдіс көп мәнді өлшемді қолдануды талап етеді.
Өлшеу әдістерінің бұл классификациясы суретте көрсетілген. 1.
1-сурет
3. Негізгі өлшем сипаттамалары
Өлшеулердің негізгі сипаттамалары: нәтиже және қателік.
Нәтиже физикалық шаманың өлшемдері (қысқаша өлшеу нәтижесі немесе жай ғана нәтиже) оны өлшеу арқылы алынған физикалық шаманың мәні.
Алынған нәтижелерге жиі түзетулер енгізіледі.
Түзету (ағылш. Түзету) белгілі бір деп аталатынды алып тастау үшін өлшеу нәтижесіне енгізілген өлшенетінмен бірдей физикалық шаманың мәніжүйеліқате компоненттері (2-тарауды қараңыз), ол терминологияда көрініс табады:
- түзетілмеген өлшеу нәтижесі түзетулер енгізілгенге дейін алынған физикалық шаманың өлшенген мәні;
- түзетілді физикалық шаманың өлшенген мәні және оған қажетті түзетулер енгізу арқылы нақтыланған өлшеу нәтижесі;
Өлшеу құралының қателігіөлшеу құралының көрсеткіштері мен өлшенетін физикалық шаманың шын мәні арасындағы айырмашылық.
Өлшеу сапасыдәлдігімен, дұрыстығымен, жинақтылығымен және қайталанушылығымен, сенімділігімен, сондай-ақ рұқсат етілген қателердің мөлшерімен сипатталады.Өлшеу сапасықажетті нысанда және белгіленген мерзімде қажетті дәлдік сипаттамалары бар нәтижелерді алуды анықтайтын қасиеттер жиынтығы.
Өлшеу нәтижесінің дәлдігіөлшеу нәтижесінің қателігінің нөлге жақындығын көрсететін өлшем сапасының сипаттамаларының бірі. Өлшеудің жоғары дәлдігі шағын қателерге сәйкес келеді. Дәлдік салыстырмалы қателік модулінің өзара мәні бойынша сандық түрде бағаланады, мысалы, салыстырмалы қателік 0,01 болса, онда дәлдік 100-ге тең.
Дұрыс өлшемдерөлшеу нәтижелерінің жүйелі қателіктерінің нөлге жақындығын көрсететін сипаттама.
Өлшеу нәтижелерінің конвергенциясыбірдей құралдармен, бір әдіспен, бірдей жағдайда және бірдей сақтықпен қайталап орындалатын бірдей шамадағы өлшеу нәтижелерінің бір-біріне жақындығы.
Қайта шығаруәр жерде, әртүрлі әдістермен және құралдармен, әртүрлі операторлармен, әртүрлі уақытта алынған, бірақ бірдей жағдайларға (температура, қысым, ылғалдылық және т.б.) келтірілген бірдей физикалық шаманың өлшеу нәтижелерінің жақындығы.
Сенімділік анықталады, олардың нәтижелеріне сенімділікті көрсететін өлшемдер сапасының сипаттамасысенімділік ықтималдығыα бұл өлшенетін шаманың шын мәніА белгілі бір интервалда болады. Мұндай интервал деп аталадықұпия және берілгенмен оның шекаралары арасындасенімділік ықтималдығы
(3)
шын мәні табыладыА бағаланатын параметр. (3) параметрінде q қателік маңыздылық деңгейі(2-тарауды қараңыз); , сенімділік интервалының төменгі және жоғарғы шегі.
Әдебиет
1. Lifits I.M. Стандарттау, метрология, сертификаттау негіздері. М.: Юрайт, 2011 ж.
2. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегерия В.В. Метрология. Стандарттау. Сертификаттау. М.: Logos, 2013 ж.
3. Крылова Г.Д. Стандарттау, сертификаттау, метрология негіздері. М.: БІРЛІК-ДАНА, 2013 ж.
4. Lifits I.M. Стандарттау, метрология, сертификаттау. М.: Юрайт, 2013 ж.
5. Басақов М.И. Өнімдер мен қызметтерді стандарттау және метрология негіздерімен сертификаттау. Ростов-на-Дону, 2012 ж.
Сізді қызықтыруы мүмкін басқа ұқсас жұмыстар.vshm> |
|||
| 6301. | Катализаторлардың технологиялық көрсеткіштерінің классификациясы. Гетерогенді катализаторлардың негізгі технологиялық сипаттамалары. Оларды анықтаудың зертханалық әдістері | 23,63 КБ | |
| Элементтің орны Периодтық кесте, яғни. атомдар мен иондардың электрондық қабықшаларының құрылымы, сайып келгенде, барлық негізгі химиялық және серияларды анықтайды физикалық қасиеттерізаттар. Сондықтан каталитикалық белсенділікті салыстыру қатты заттароларды құрайтын элементтердің периодтық жүйедегі орнымен катализаторларды таңдауда бірқатар заңдылықтарды анықтауға әкелді. | |||
| 8955. | Өлшеу құралдарымен байланысты негізгі түсініктер | 2,38 Мб | |
| Өлшеу құралдары бір-бірінен ерекшеленеді: метрологиялық мақсатына қарай: жедел және метрологиялық; шаралардың, бақылау-өлшеу құралдарының, өлшеу қондырғыларының, өлшеу жүйелері мен өлшеу кешендерінің жобасы бойынша; автоматтандыру деңгейі бойынша автоматты емес, автоматтандырылған және автоматты; стандарттау деңгейіне сәйкес стандартты және стандартты емес; өлшенетін шамаға қатысты негізгі және көмекші болып бөлінеді. Өлшеу құралдарының түрі – бір өлшемді өлшеуге арналған өлшеу құралдарының жиынтығы... | |||
| 5904. | СИГНАЛДАРДЫҢ НЕГІЗГІ СИПАТТАМАСЫ | 84,87 КБ | |
| Электр және радиосхемалар теориясының пайда болуы практикамен тығыз байланысты: электротехниканың, радиотехниканың және радиоэлектрониканың қалыптасуымен. Бұл салалардың және олардың теорияларының дамуына көптеген отандық және шетелдік ғалымдар үлес қосты. | |||
| 19099. | Мәдениеті, мәні және негізгі сипаттамалары | 7,46 КБ | |
| Мәдениет термині әртүрлі елдердегі, этникалық топтардағы, әлеуметтік кәсіби топтардағы адамзат мәдениетін немесе әртүрлі дәуірлердегі мәдениетті, діни мәдениетті, христиандық ислам буддистерін сипаттай алады. Мәдениет деген сөз бізге осыдан келді латын тілімәдениет. Содан кейін мәдениет сөзі адамның материалдық емес психикалық рухани әрекетінде қолданыла бастады. | |||
| 14730. | Электрлік сигналдардың негізгі сипаттамалары | 179,62 КБ | |
| Периодтық сигналдың уақытша және спектрлік көріністері. Сигналдың математикалық моделі – бұл сигналдың сипаттамалары туралы қорытынды жасауға мүмкіндік беретін математикалық объектілерді пайдалана отырып, зерттелетін процесті немесе құбылысты, таралу векторларының функцияларын сипаттайтын және т.б. сипаттайтын математикалық қатынастар жүйесі. Кейбір уақыт функциясының сигналын сипаттау оның қасиеттерін толығымен анықтайды. | |||
| 6816. | Ресей Федерациясының азаматтығы: негізгі сипаттамалары | 8 КБ | |
| Ресей Федерациясының азаматы - Ресей азаматтығы бар және оның Ресей азаматтығын растайтын құжаты бар жеке тұлға. Шетел азаматыРесей Федерациясында Ресей азаматтығы жоқ, бірақ оның басқа мемлекеттің азаматтығын растайтын адам. Азаматтығы жоқ адам - Ресей Федерациясының азаматы болып табылмайтын және шет мемлекеттің азаматтығын растайтын құжаты жоқ азаматтығы жоқ адам. Ресей Федерациясының азаматтығының мазмұны Ресей Федерациясы мен Ресей Федерациясы азаматының өзара құқықтары мен міндеттерінің жиынтығы болып табылады. | |||
| 1584. | Валюта нарығының түсінігі және негізгі сипаттамалары | 27,93 КБ | |
| Бұл зерттеу объектісі курстық жұмысвалюта нарығы болып табылады. Зерттеу пәні әлеуметтік қатынастарды жүзеге асыру процесіндегі валюта нарығы болып табылады. операциялық валюта нарығындағы айырбастау... | |||
| 21648. | 1924 жылғы КСРО Конституциясы, негізгі сипаттамасы | 25,53 КБ | |
| 1924 жылғы КСРО Конституциясының әзірленуі және қабылдануы. Сәл кейінірек көретініміздей, КСРО-ның құрылуы кезінде Конституция қажет пе, жоқ па деген пікірталастың өте маңызды практикалық негіздері болды. Сондықтан 1924 жылғы КСРО Конституциясының қалай қабылданғанын, оның КСРО-ның басқа конституцияларынан қандай ерекшеліктерімен ерекшеленетінін өз көзіммен түсіну жұмысымның мақсаты деп білемін. | |||
| 6787. | Ресейдің конституциялық жүйесінің түсінігі және негізгі сипаттамалары | 7,54 КБ | |
| Конституциялық құрылыс кең мағынада мемлекеттік құрылымның жоғарғы билігін ұйымдастыруға, адам мен мемлекеттің, сондай-ақ азаматтық қоғам мен мемлекеттің қарым-қатынасына байланысты туындайтын экономикалық саяси әлеуметтік құқықтық идеологиялық қоғамдық қатынастардың жиынтығы. .. | |||
| 9085. | Ақпаратты өңдеудің техникалық құралдары. ДК модульдерінің негізгі сипаттамалары | 180,9 КБ | |
| Дербес компьютердің сыртқы жады Дискінің физикалық және логикалық құрылымы Дискінің физикалық құрылымын пішімдеу дискіде концентрлік тректерді құрудан тұрады, олар өз кезегінде секторларға бөлінеді. Ол үшін пішімдеу процесінде дискінің магниттік басы дискінің белгілі бір жерлеріне жол және сектор белгілерін қояды. Дискінің логикалық құрылымы - бұл секторлардың жиынтығы, олардың әрқайсысының жеке реттік нөмірі бар. Дискілерді логикалық түрде бөлу кезінде ОЖ оларды екі бөлікке бөледі: 1 Жүйе аймағы... | |||
Өлшем – метрологиядағы ең маңызды ұғым. Бұл кез келген физикалық шаманың мәнін эмпирикалық жолмен анықтау арқылы физикалық объектінің қасиеттерін сандық білу үшін орындалатын адамның ұйымдасқан әрекеті.
Өлшеудің бірнеше түрі бар. Оларды жіктеу кезінде әдетте өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділік сипатына, өлшем теңдеуінің түріне, өлшеу нәтижесінің дәлдігін анықтайтын шарттарға және осы нәтижелерді өрнектеу әдістеріне сүйенеді.
Өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділігінің сипаты бойынша өлшемдер мыналарға бөлінеді:
статикалық, онда өлшенетін мән уақыт бойынша тұрақты болып қалады;
динамикалық, оның барысында өлшенетін мән өзгереді және уақыт бойынша тұрақты болмайды.
Статикалық өлшемдер, мысалы, дене өлшемдерін өлшеу, тұрақты қысым, динамикалық өлшемдер - пульсирленген қысымды, тербелістерді өлшеу.
Өлшемдер санына қарай олар бір және көптік болып бөлінеді. Жалғыз өлшем бір рет орындалатын өлшеу. Бірнеше реттік өлшем деп бір өлшемдегі физикалық шаманың өлшемін айтады, оның нәтижесі бірнеше ретті өлшеулерден алынған, яғни бірнеше бір өлшемдерден тұрады. Бір өлшемнің қателігінің кездейсоқ құрамдас бөлігі мәселенің шарттарымен талап етілетін мәннен асып кетуі мүмкін болған жағдайда бірнеше өлшемдер орындалады. Тізбектелген жеке өлшемдердің қатарын орындау арқылы бір еселік өлшем алынады, оның қателігін математикалық статистика әдістерімен азайтуға болады.
Өлшеу нәтижелерін алу әдісі бойынша олар мыналарға бөлінеді:
жанама;
жинақтаушы;
буын.
Тікелей өлшемдер – бұл физикалық шаманың қажетті мәнін тікелей эксперименттік деректерден табуға болатын өлшемдер. Тікелей өлшемдерді Q = X формуласымен көрсетуге болады, мұндағы Q – өлшенетін шаманың қажетті мәні, ал X – эксперименттік деректерден тікелей алынған мән.
Тікелей өлшеулерде өлшенетін шамаға тікелей өлшеммен немесе қажетті бірліктерде калибрленген өлшеу құралдарының көмегімен салыстырылатын тәжірибелік операциялар жүргізіледі. Тікелей өлшемдерге мысал ретінде дене ұзындығын сызғышпен өлшеу, шкала көмегімен массаны және т.б. келтіруге болады.Тікелей өлшеулер машина жасауда, сонымен қатар технологиялық процестерді бақылауда (өлшеу қысымы, температура) кеңінен қолданылады.
Жанама - қажетті шама осы шама мен тікелей өлшеуге ұшыраған шамалар арасындағы белгілі қатынас негізінде анықталатын өлшемдер, т.б. Олар анықталатын нақты шаманы емес, сонымен бірге функционалдық жағынан онымен байланысты басқаларды өлшейді. Өлшенетін шаманың мәні Q = F(x 1,x 2,...,x n) формуласы арқылы есептеу арқылы табылады, мұнда Q – жанама өлшенетін шаманың қажетті мәні; F – алдын ала белгілі функционалдық тәуелділік, x 1,x 2,...,x n – тікелей өлшенетін шамалардың мәндері.
Жиынтық өлшемдер – бір мезгілде орындалатын бірнеше аттас шамалардың өлшемдері, онда қажетті шама осы шамалардың әртүрлі комбинацияларын тікелей өлшеу арқылы алынған теңдеулер жүйесін шешу арқылы анықталады.
Бірлескен өлшемдер - олардың арасындағы тәуелділікті табу үшін бір уақытта алынған екі немесе одан да көп әртүрлі шамалардың өлшемдері.
Нәтиженің дәлдігін анықтайтын шарттарға сәйкес өлшемдер үш класқа бөлінеді:
технологияның қазіргі деңгейімен қол жеткізуге болатын ең жоғары дәлдікті өлшеу. Бұл сынып сонымен қатар жоғары дәлдікті талап ететін кейбір арнайы өлшемдерді қамтиды;
қателігі белгілі бір ықтималдықпен белгілі бір көрсетілген мәннен аспауы тиіс бақылау және тексеру өлшемдері;
нәтиженің қателігі өлшеу құралдарының сипаттамаларымен анықталатын техникалық өлшемдер.
Өлшеу нәтижелерін өрнектеу әдісіне сәйкес абсолютті және салыстырмалы өлшемдерді ажыратады.
Абсолюттік өлшемдер – бір немесе бірнеше негізгі шамаларды тікелей өлшеуге немесе физикалық тұрақтылардың мәндерін пайдалануға негізделген өлшемдер.
Салыстырмалы – өлшем бірлігінің рөлін атқаратын аттас шамаға қатынасының өлшемдері немесе бастапқы ретінде қабылданған аттас шамаға қатысты шаманың өлшемдері.
Өлшемдердің басқа да классификациялары бар, мысалы, объектімен байланысы бойынша (байланыссыз және жанаспайтын), өлшеу шарттары бойынша (бірдей дәл және бірдей емес дәл).
Өлшемдердің негізгі сипаттамалары: өлшеу принципі, өлшеу әдісі, қателігі, дәлдігі, дұрыстығы және сенімділігі.
Өлшеу принципі – физикалық құбылыснемесе өлшемдер негізінде жатқан физикалық құбылыстардың жиынтығы. Мысалы, массаға пропорционал ауырлық күшін пайдаланып таразы арқылы дене салмағын өлшеу, термоэлектрлік эффект арқылы температураны өлшеу.
Қазіргі уақытта барлық өлшемдер, оларды жүзеге асыруда қолданылатын физикалық заңдылықтарға сәйкес, өлшемдердің 13 түріне топтастырылған. Классификацияға сәйкес оларға өлшем түрлері бойынша екі таңбалы кодтар берілді: геометриялық (27), механикалық (28), шығын, сыйымдылық, деңгей (29), қысым және вакуум (30), физика-химиялық (31), температура және термофизикалық (32 ), уақыт пен жиілік (33), электрлік және магниттік (34), радиоэлектрондық (35), виброакустикалық (36), оптикалық (37), иондаушы сәулелену параметрлері (38), биомедициналық (39).
Өлшеу әдісі– өлшеу құралдары мен принциптерін қолдану әдістерінің жиынтығы.
Өлшеу әдісі– іске асырылған өлшем принципіне сәйкес өлшенетін шаманы оның бірлігімен салыстыру әдістемесі немесе тәсілдер жиынтығы. Әдетте, өлшеу әдісі өлшеу құралдарының конструкциясымен анықталады. Өлшеу құралдары – стандартталған метрологиялық қасиеттері бар қолданылатын техникалық құралдар. Жалпы өлшеу әдістерінің мысалдары төмендегідей:
тікелей бағалау әдісі - шаманың мәні тікелей көрсететін өлшеу құралынан анықталатын әдіс. Мысалы, теру таразысында өлшеу немесе серіппелі манометрмен қысымды өлшеу;
дифференциалдық әдіс – өлшенетін шама өлшенетін шаманың мәнінен аздап ерекшеленетін белгілі мәні бар біртекті шамамен салыстырылатын және осы екі шама арасындағы айырмашылық өлшенетін өлшеу әдісі. Бұл әдіс өте дәл нәтиже бере алады. Сонымен, егер айырмашылық өлшенген мәннің 0,1% құраса және құрылғы 1% дәлдікпен бағаланса, онда қажетті мәнді өлшеу дәлдігі 0,001% болады. Мысалы, бірдей сызықтық өлшемдерді салыстыру кезінде олардың арасындағы айырмашылық оны микронның оннан бір бөлігіне дейін бағалауға мүмкіндік беретін көз микрометрімен анықталады;
нөлдік өлшеу әдісі - өлшенетін шама мен өлшемнің салыстыру құрылғысына әсерінің нәтижелі әсері нөлге дейін жеткізілетін өлшеммен салыстыру әдісі. Өлшем – физикалық шаманы жаңғыртуға және сақтауға арналған өлшеу құралы. Мысалы, салмақты қолдана отырып, тең қолды таразыда массаны өлшеу. Бұл өте дәл әдістердің бірі.
өлшеммен салыстыру әдісі - өлшенетін шама өлшеммен қайта шығарылатын шамамен салыстырылатын өлшеу әдісі. Мысалы, қалыпты элементтің белгілі ЭҚК-імен салыстыру арқылы компенсатордағы тұрақты ток кернеуін өлшеу. Бұл әдіспен өлшеу нәтижесі не салыстыру үшін пайдаланылған өлшем шамасының және өлшеу құралының көрсеткішінің қосындысы ретінде есептеледі, не өлшемнің мәніне тең қабылданады. Бұл әдістің әртүрлі модификациялары бар: ауыстыру арқылы өлшеу әдісі (өлшенген шама шаманың белгілі мәні бар өлшеммен ауыстырылады, мысалы, масса мен салмақты бір таразыға кезекпен қою арқылы өлшеу кезінде) және қосу арқылы өлшеу әдісі (өлшенетін шаманың мәні салыстыру құрылғысына олардың алдын ала белгіленген шамаға тең сомасы әсер ететіндей есептеумен бірдей шамадағы өлшеммен толықтырылады).
Өлшеу сапасы өлшемдердің дәлдігімен, сенімділігімен, дұрыстығымен, жинақтылығымен және қайталанушылығымен, сонымен қатар қателік өлшемімен сипатталады.
Өлшеу қатесі– өлшеу кезінде алынған шама мен өлшенетін шаманың шын мәні арасындағы айырмашылық. Қателік өлшеу әдістері мен құралдарының жетілмегендігінен, бақылау жағдайларының өзгермелілігінен, сондай-ақ бақылаушының тәжірибесінің жеткіліксіздігінен немесе оның сезім мүшелерінің сипаттамаларынан туындайды.
Өлшемдердің дәлдігіолардың нәтижелерінің өлшенетін шаманың шынайы мәніне жақындығын көрсететін өлшемдердің сипаттамасы болып табылады. Сандық түрде дәлдікті салыстырмалы қателік модулінің кері шамасы ретінде көрсетуге болады.
Дұрыс өлшеунәтижелердегі жүйелі қателердің нөлге жақындығын көрсететін өлшеу сапасы ретінде анықталады (яғни, сол шаманы қайталап өлшеу кезінде тұрақты болып қалатын немесе табиғи түрде өзгеретін қателер). Өлшеулердің дәлдігі, атап айтқанда, өлшеу жүргізілетін бірліктің нақты өлшемі оның шынайы өлшемінен (анықтама бойынша) қаншалықты ерекшеленетініне байланысты, яғни. берілген өлшем түрі үшін қолданылатын өлшеу құралдарының қаншалықты дұрыс (дұрыс) болғаны туралы.
Өлшеу сапасының ең маңызды сипаттамасы олардың сенімділік. Ол өлшеу нәтижелеріне сенімділікті сипаттайды және сәйкес шамалардың шынайы мәндерінен ауытқуының ықтималдық сипаттамалары белгілі немесе белгісіз болуына байланысты оларды сенімді және сенімсіз деп екі санатқа бөледі. Сенімділігі белгісіз өлшеу нәтижелері ешқандай құндылыққа ие емес және кейбір жағдайларда жалған ақпарат көзі бола алады.
Конвергенция(қайталанғыштық) – бір өлшем құралдарымен, бір әдіспен бірдей жағдайда және бірдей сақтықпен қайталап орындалатын бір параметрді өлшеу нәтижелерінің бір-біріне жақындығын көрсететін өлшемдердің сапасы.
Қайта шығару– бұл әртүрлі жағдайларда (әр түрлі уақытта, әртүрлі құралдармен және т.б.) орындалатын бір параметрді өлшеу нәтижелерінің бір-біріне жақындығын көрсететін өлшемдердің сапасы.
Жоғарыда атап өтілгендей, өлшеу – оған негізді түрде тағайындалуы мүмкін шаманың бір немесе бірнеше мәндерін эксперименталды түрде алу процесі. Өлшенетін шаманың мәні өлшеу шарттарына, таңдалған әдіске, өлшеу құралының түріне және т.б.
Негізгі өлшем сипаттамаларыөлшеу принциптерін, өлшеу әдістерін және өлшеу дәлдігін қамтиды.
Өлшеу принципі – өлшеу құралының бір немесе басқа түрін қолданып өлшеуге негіз болатын физикалық құбылыс (эффект).
Өлшеу принциптері ретінде ғалымдар зерттеу барысында ашқан физикалық әсерлердің үлкен саны қолданылады. Мысалы, жылдамдықты өлшеу үшін Доплер эффектісін пайдалану; индукцияны өлшеу үшін Холл эффектісін қолдану магнит өрісі; таразы арқылы массаны өлшеуде ауырлық күшін қолдану.
Өлшеудің әртүрлі принциптерін қолдану мысалдары пьезоэлектрлік эффект, термоэлектрлік эффект және фотоэффект болып табылады.
Пьезоэлектрлік эффектсыртқы күштердің әсерінен кейбір кристалдардың (кварц, турмалин, жасанды пьезоэлектрлік материалдар) бетінде (бетінде) ЭҚК пайда болудан тұрады. Кварц пен пьезокерамика (мысалы, барий титанаты) жеткілікті жоғары механикалық беріктігі мен температуралық тұрақтылығы бар (кварц 200°C температураға дейін; пьезокерамика - 115°C дейін) өлшемдер үшін ең көп қолдануды тапты.
Пьезоэлектрлік эффектқайтымды: пьезоэлектрлік кристалға қолданылатын ЭҚК оның бетінде механикалық кернеу тудырады. Пьезоэлектрлік әсерге негізделген өлшеу түрлендіргіштері динамикалық өлшемдер үшін өздігінен генерацияланады.
Термоэлектрлік эффекттемператураны өлшеу үшін қолданылады және бұл әсерді жүзеге асырудың екі негізгі әдісі қолданылады.
Бірінші жағдайда температураның өзгеруімен металдар мен жартылай өткізгіштердің электр кедергісін өзгерту қасиеті қолданылады. Жиі қолданылатын металдар мыс (кәдімгі өлшемдер үшін) және платина (жоғары дәлдіктегі өлшемдер үшін). Сәйкес өлшеу түрлендіргіші термистор деп аталады. Жартылай өткізгішті түрлендіргіштің сезімтал элементтері – термистор әртүрлі металдардың оксидтерінен жасалған. Температура жоғарылаған сайын термистордың кедергісі төмендейді, ал термистордың кедергісі артады. Температураның өзгеруіне байланысты термисторлардың кедергісі мыс термисторлары үшін сызықты болып табылады;
Платиналық термисторлар -200°С-тан +1000°С-қа дейінгі диапазондағы температураны өлшеуге мүмкіндік береді.
Өлшеу мақсатында сыртқы және ішкі фотоэлектрлік әсерлер қолданылады. Сыртқы фотоэффект анод пен фотокатоды бар эвакуацияланған цилиндрде пайда болады. Фотокатодты жарықтандыру кезінде жарық фотондарының әсерінен электрондар шығарылады. Анод пен фотокатод арасында электр кернеуі болған кезде фотокатод шығаратын электрондар фототок деп аталатын электр тогын құрайды.
Осылайша жарық энергиясы электр энергиясына айналады.
Өлшеу әдісі– бұл таңдалған өлшем принципіне сәйкес өлшенетін шаманы оның бірлігімен (немесе шкаласымен) салыстыру үшін қолданылатын әдістердің (әдістердің) жиынтығы.
Өлшеу әдістері тікелей бағалау әдістері және өлшеммен салыстыру әдістері болып бөлінеді. Өлшеммен салыстыру әдістері қарама-қарсы, дифференциалдық, нөлдік, алмастыру және сәйкестік әдістеріне бөлінеді.
Тікелей бағалау әдісітікелей әсер ететін өлшеу құралының оқу құрылғысын пайдаланып физикалық шаманың мәнін анықтаудан тұрады. Мысалы, вольтметрмен кернеуді өлшеу. Бұл әдіс ең кең таралған, бірақ оның дәлдігі өлшеу құралының дәлдігіне байланысты.
Өлшеммен салыстыру әдісіөлшенген шаманы өлшеммен шығарылатын шамамен салыстыруды пайдаланады. Өлшеу дәлдігі тікелей бағалау дәлдігінен жоғары болуы мүмкін.
Контраст әдісіөлшенетін және қайталанатын шаманың салыстыру құрылғысына бір мезгілде әсер етуіне негізделген, оның көмегімен шамалар арасындағы байланыс орнатылады. Мысалы, рычагты таразы мен салмақ жинағының көмегімен салмақты өлшеу.
Егер дифференциалдық әдісөлшеу құралына өлшенетін шама мен өлшем арқылы шығарылатын белгілі шама арасындағы айырмашылық әсер етеді. Бұл жағдайда өлшенетін шаманы белгілі шамамен теңестіру толық жүргізілмейді. Мысалы, дискретті кернеу бөлгішті, анықтамалық кернеу көзін және вольтметрді пайдаланып тұрақты кернеуді өлшеу.
Қолдану нөлдік әдіссалыстыру құрылғысына екі шаманың да әсерінің нәтижелі әсері нөлге дейін жеткізіледі, оны сезімталдығы жоғары құрылғы – нөлдік индикатор тіркейді. Мысалы, белгісіз кедергісі бар резистордағы кернеудің төмендеуі белгілі кедергісі бар резистордағы кернеудің төмендеуімен теңестірілетін төрт иінді көпір арқылы резистордың кедергісін өлшеу.
Ауыстыру әдісіөлшенетін шаманы және белгілі шаманы құрылғының кірісіне кезекпен қосуға негізделген және құрылғының екі көрсеткіші негізінде өлшенетін шаманың мәні бағаланады, содан кейін белгілі шаманы таңдау арқылы қамтамасыз етіледі. екі оқу да сәйкес келеді.
Бұл әдістің көмегімен құрылғының жоғары сезімталдығы мен белгілі мөлшердің жоғары дәлдік өлшемімен жоғары өлшеу дәлдігіне қол жеткізуге болады. Мысалы, сезімталдығы жоғары гальванометрдің көмегімен шағын кернеуді дәл өлшеу, оған алдымен белгісіз кернеу көзі қосылып, көрсеткіштің ауытқуы анықталады, содан кейін белгілі кернеудің реттелетін көзін пайдаланып, кернеудің бірдей ауытқуы анықталады. көрсеткішке қол жеткізілді. Бұл жағдайда белгілі кернеу белгісізге тең.
Сәйкестік әдісі бойыншашкала белгілерінің немесе периодтық сигналдардың сәйкестігін пайдалана отырып, өлшенетін шама мен өлшем арқылы шығарылатын шама арасындағы айырмашылықты анықтау. Мысалы, жыпылықтайтын стробтық лампаның көмегімен бөлшектің айналу жылдамдығын өлшеу: шамның жыпылықтау сәтіндегі айналмалы бөліктегі белгінің орнын бақылай отырып, бөлшектің жылдамдығы жыпылықтаулардың белгілі жиілігінен анықталады және белгінің ығысуы.
Міндетті талаптар мен ережелердің сақталуын тексеру міндетті талаптардың сақталуына мемлекеттік бақылау (қадағалау) тәртібімен жүзеге асырылады.
Өлшемдердің дәлдігіөлшеу қателігінің нөлге жақындығымен анықталады, яғни. өлшеу нәтижелерінің шаманың шын мәніне жақындығы.
Өлшенетін шаманың шын мәні– заттың сәйкес қасиетін сандық және сапалық жағынан идеалды түрде көрсететін физикалық шаманың мәні.
Өлшенетін шаманың нақты мәні— нақты мәнге жақын, оның орнына берілген мақсат үшін пайдалануға болатын тәжірибелік жолмен табылған мән.
Сезім мүшелеріміздің (көру және есту) ерекшеліктеріне және қолданатын өлшеу құралдарының жетілмегендігіне байланысты өлшенетін шаманың шын мәнін анықтау мүмкін емес.
Біреуі оның кейбір екі шаманың арасында екенін ғана көрсетуге болады, олардың біреуі жетіспеушілікпен, екіншісі артықшылықпен қабылданады. Бұл мәндер бір-біріне неғұрлым жақын болса, олардың айырмашылығы неғұрлым аз болса, өлшеу дәлірек болады.
Өлшеу қателігі өлшенген шаманың бірліктерімен немесе өлшеу нәтижесінің қателігіне қатысты сандық түрде көрсетілуі мүмкін, бірақ өлшеулердің дәлдігін өлшеу нәтижелері бойынша тікелей анықтау мүмкін емес. Сондықтан олар әдетте сапалы мағынада жоғары (орташа, төмен) өлшеу дәлдігі туралы айтады.
Сондықтан қатені пайдаланып өлшемдердің дәлдігін сандық бағалау ыңғайлырақ.
Осылайша, экспериментатордың міндеті тек осы немесе басқа қажетті мәнді анықтау ғана емес, сонымен қатар бұл мәнді анықтаудың дәлдігі қандай екенін немесе басқаша айтқанда, рұқсат етілген қатенің мәні қандай екенін көрсету.
Келесі негізгі өлшем сипаттамалары ерекшеленеді:
1) өлшеулер жүргізілетін әдіс;
2) өлшеу принципі;
3) өлшеу қателігі;
4) өлшеу дәлдігі;
5) өлшемдердің дұрыстығы;
6) өлшемдердің сенімділігі.
Өлшеу әдісі- бұл берілген шаманы өлшейтін әдіс немесе әдістер жиынтығы, яғни қабылданған өлшем принципі бойынша өлшенетін шаманы оның өлшемімен салыстыру.
Өлшеу әдістерін жіктеудің бірнеше критерийлері бар.
1. Өлшенетін шаманың қажетті мәнін алу әдістері бойынша мыналар бөлінеді:
1) тура әдіс (тікелей, тура өлшеулерді қолдану арқылы жүзеге асырылады);
2) жанама әдіс.
2. Өлшеу техникасы бойынша мыналар болады:
1) контактіні өлшеу әдісі;
2) жанасусыз өлшеу әдісі.
Байланысты өлшеу әдісіөлшеу құралының кез келген бөлігінің өлшенетін затпен тікелей жанасуына негізделген.
Сағат байланыссыз өлшеу әдісіӨлшеу құрылғысы өлшенетін затпен тікелей жанаспайды.
3. Шаманы оның өлшемімен салыстыру әдістері бойынша мыналар бөлінеді:
1) тікелей бағалау әдісі;
2) оның бірлігімен салыстыру әдісі.
Тікелей бағалау әдісіөлшенетін шаманың мәнін көрсететін өлшеу құралын қолдануға негізделген.
Өлшеммен салыстыру әдісіөлшеу объектісін оның өлшемімен салыстыруға негізделген.
Өлшеу принципі– бұл өлшеуге негізделген белгілі бір физикалық құбылыс немесе олардың кешені.
Өлшеу қатесішаманы өлшеу нәтижесі мен осы шаманың нақты (нақты) мәні арасындағы айырмашылық.
Өлшемдердің дәлдігі– бұл өлшеу нәтижелерінің өлшенетін шаманың нақты мәніне сәйкестік дәрежесін білдіретін сипаттама.
Дұрыс өлшеу– бұл қайталама өлшеулер кезінде өзгеретін тұрақты немесе тіркелген қатенің мәні нөлге қаншалықты жақындығымен анықталатын өлшемнің сапалық сипаттамасы (жүйелік қате).
Өлшеулердің сенімділігіалынған өлшеу нәтижелеріне сенімділік дәрежесін анықтайтын сипаттама болып табылады.
4 Физикалық шама туралы түсінік Физикалық бірлік жүйелерінің мәні
Физикалық шама кем дегенде екі ғылымның: физика мен метрологияның ұғымы. Анықтау бойынша физикалық шама - бұл объектінің немесе процестің белгілі бір қасиеті, сапалық параметрлері бойынша бірқатар объектілерге ортақ, бірақ сандық жағынан айырмашылығы бар (әрбір объект үшін жеке). Әртүрлі критерийлер бойынша жасалған бірқатар жіктеулер бар. Негізгілері мыналарға бөлінеді:
1) активті және пассивті физикалық шамалар – өлшеу ақпараттық сигналдарына қатысты бөлінгенде. Сонымен қатар, бұл жағдайда бірінші (белсенді) болып көмекші энергия көздерін пайдаланбай, өлшемдік ақпараттық сигналға айналу ықтималдығы бар шамалар табылады. Ал екіншісі (пассивті) - өлшем ақпаратының сигналын тудыратын көмекші энергия көздерін пайдалану қажет шамалар;
2) аддитивті (немесе экстенсивті) және аддитивті емес (немесе интенсивті) физикалық шамалар – аддитивтілік бойынша бөлу кезінде. Бірінші (қосылатын) шамалар бөліктермен өлшенеді деп есептелінеді, сонымен қатар оларды жеке өлшемдердің өлшемдерінің қосындысы негізінде көп мәнді өлшемді қолдану арқылы дәл шығаруға болады; Бірақ екінші (аддитивті емес) шамалар тікелей өлшенбейді, өйткені олар шаманың тікелей өлшеміне немесе өлшеуге айналады. жанама өлшемдер. 1791 жылы Францияның ұлттық ассамблеясы алғаш рет физикалық шама бірліктерінің жүйесін қабылдады. Бұл өлшемдердің метрикалық жүйесі болды. Оған: ұзындық, аудан, көлем, сыйымдылық және салмақ бірліктері кірді. Және олар екі танымал бірлікке негізделген: метр және килограмм.
Ғалым өз әдістемесін үш негізгі тәуелсіз шамаға негіздеді: масса, ұзындық, уақыт. Математик бұл шамалар үшін негізгі өлшем бірліктері ретінде миллиграмм, миллиметр және секундты алды, өйткені барлық басқа өлшем бірліктерін минималды өлшемдер арқылы оңай есептеуге болады. Сонымен, қазіргі даму кезеңінде физикалық шама бірліктерінің келесі негізгі жүйелері бөлінеді:
1) GHS жүйесі(1881);
2) MKGSS жүйесі(19 ғасырдың соңы);
3) MKSA жүйесі(1901)
Кез келген құбылыстың мәнін түсінбес бұрын, алдымен оларды жүйелеу ыңғайлы, яғни. жіктеу.
Өлшемдері бөлінеді өлшем түрлері- өлшеу аймағының бөлігі,
өзіндік сипаттамалары бар және өлшенетін шамалардың біртектілігімен сипатталады, және өлшеу әдістері- принциптер мен өлшеу құралдарын пайдалану әдістерінің айырмашылығынан тұратын өлшем өрісінің бөлігі.
- Өлшем түрлерінің классификациясы
Өлшем түрлерін жіктеу әртүрлі жіктеу критерийлері бойынша жүзеге асырылуы мүмкін, олар мыналарды қамтиды: физикалық шаманың сандық мәнін табу әдісі, бақылаулар саны, өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділік сипаты, өлшенген саны лездік мәндерберілген уақыт интервалында нәтижелердің дәлдігін анықтайтын шарттар, өлшеу нәтижелерін өрнектеу әдісі (2.1-сурет).
Авторы физикалық шаманың сандық мәнін табу әдісіөлшемдер мынадай түрлерге бөлінеді: тура, жанама, жиынтық және бірлескен.
Тікелей өлшеуөлшенетін физикалық шаманың мәні эксперименттік мәліметтерден тікелей табылған өлшем деп аталады. Тікелей өлшемдер өлшеу процесі ретінде эксперименттің өлшенетін шаманың өзінен жүзеге асырылуымен сипатталады, яғни осы немесе басқа
оның басқа көрінісі. Тікелей өлшеулер осы шамаларды өлшеуге арналған құралдардың көмегімен орындалады. Өлшенетін шаманың сандық мәні өлшеу құралының оқуынан тікелей есептеледі. құралдар, мөлшерлер. Тура өлшемдерге мысалдар: амперметрмен токты өлшеу; кернеу – компенсатор; массасы – рычагты таразыларда және т.б.
Тікелей өлшеу кезінде өлшенетін X мәні мен өлшеу нәтижесі Y арасындағы байланыс X = Y теңдеуімен сипатталады, яғни. өлшенген шаманың мәні алынған нәтижеге тең деп қабылданады.
Өкінішке орай, тікелей өлшеу әрқашан мүмкін емес. Кейде сәйкес өлшеу құралы қолында жоқ немесе ол қанағаттанарлықсыз.
дәлдікте немесе тіпті әлі мүлде жасалмаған. Бұл жағдайда жанама өлшеуге жүгінуге тура келеді.
Жанама өлшемдерБұл қажетті шаманың мәні осы шама мен тікелей өлшеуге жататын шамалар арасындағы белгілі қатынас негізінде табылатын өлшемдер. Жанама өлшемдерде анықталатын нақты шама емес, онымен функционалдық байланысты басқа шамалар өлшенеді. Жанама түрде өлшенетін шаманың мәні Xформула арқылы есептеу арқылы табылады
X =
Ф(Ы1
,
Ы2
, … ,
Ын),
Қайда Y1, Y2, …Ын- тікелей өлшеулер арқылы алынған шамалардың мәндері.
Жанама өлшеудің мысалы ретінде амперметр мен вольтметрдің көмегімен электр кедергісін анықтау болып табылады. Мұнда тікелей өлшеулер арқылы кернеудің төмендеуі мәндері табылады Уқарсылық бойынша Ржәне ағымдағы Iол арқылы, ал қажетті кедергі R формула бойынша табылады
Р =
У/
I .
Өлшенетін шаманы есептеу операциясы қолмен немесе құрылғыға орналастырылған есептеу құрылғысын пайдалану арқылы орындалуы мүмкін.
Тікелей және жанама өлшемдер қазіргі уақытта тәжірибеде кеңінен қолданылады және өлшемдердің ең кең тараған түрлері болып табылады.
Жиынтық өлшемдер- бұл бір мезгілде жасалған бірнеше аттас шамалардың өлшемдері, онда шамалардың қажетті мәндері осы шамалардың әртүрлі комбинацияларын тікелей өлшеу арқылы алынған теңдеулер жүйесін шешу арқылы табылады. 
Мысалы, үшбұрышпен қосылған резисторлардың қарсылық мәндерін анықтау үшін (2.2-сурет) әрқайсысында кедергіні өлшеңіз.
үшбұрыштың жұп төбелері және теңдеулер жүйесін алу 
;
;
.
Бұл теңдеулер жүйесінің шешімінен кедергі мәндері алынады
, 
, 
,
Қайда.
Бірлескен өлшемдер- бұл бір уақытта жасалған екі немесе одан да көп әртүрлі шамалардың өлшемдері X1, X2,…,Xn, мәндері теңдеулер жүйесін шешу арқылы табылады:
Fi(X1, X2, … ,Xn; Yi1, Yi2, … ,Yim) = 0,
Қайда i = 1, 2, …, m>
n; Yi1, Yi2, … ,Yim- тікелей немесе жанама өлшеулердің нәтижелері; X1, X2, … ,Xn- қажетті шамалардың мәндері.
Мысалы, катушканың индуктивтілігі L = L0×
(1 +
w2
×
C×
L0),Қайда L0- жиіліктегі индуктивтілік w = 2
×
б×
fнөлге ұмтылу; C – айналым аралық сыйымдылық. Құндылықтар L0Және МЕНтікелей немесе жанама өлшеулер арқылы табу мүмкін емес. Сондықтан, ең қарапайым жағдайда біз өлшейміз L1сағ w1
, сосын L2сағ w2
және теңдеулер жүйесін құрайды:
L1 = L0×
(1 +
w1
2
×
C×
L0);
L2 = L0×
(1 +
w2
2
×
C×
L0),
шешуде қажетті индуктивтілік мәндері табылды L0және контейнерлер МЕН:
; 
.
Жиынтық және бірлескен өлшемдер – жанама өлшемдердің бірнеше шама жағдайына жалпылауы.
Агрегатты және түйіспелі өлшемдердің дәлдігін арттыру үшін m³ n шарты қарастырылған, яғни. теңдеулердің саны қажетті шамалардың санынан үлкен немесе оған тең болуы керек. Алынған сәйкес келмейтін теңдеулер жүйесі ең кіші квадраттар әдісімен шешіледі.
Авторы өлшеу бақылауларының саныбөлінеді (2.1-сурет):
- қарапайым өлшемдер – бір бақылаумен орындалатын өлшемдер;
- статистикалық өлшемдер - көп бақылаулармен өлшеулер.
Өлшеу кезіндегі бақылау - өлшеу процесінде орындалатын эксперименттік операция, нәтижесінде өлшеу нәтижелерін алу үшін бірлескен өңдеуге жататын шамалардың мәндер тобынан бір мән алынады.
Бақылау нәтижесі жеке бақылаудан алынған шаманың нәтижесі болып табылады.
Авторы өлшенетін шаманың уақытқа тәуелділігінің сипатыөлшемдері бөлінеді:
- статикалық, онда өлшенетін шама өлшеу процесінде уақыт бойынша тұрақты болып қалады;
- динамикалық, онда өлшенетін шама өлшеу процесінде өзгереді және уақыт бойынша тұрақты болмайды.
Динамикалық өлшемдерде өлшеу нәтижесін алу үшін бұл өзгерісті ескеру қажет. Ал динамикалық өлшеулер нәтижелерінің дәлдігін бағалау үшін өлшеу құралдарының динамикалық қасиеттерін білу қажет.
Авторы өлшенген лездік мәндердің саны берілген уақыт интервалындаөлшемдерге бөлінеді дискреттіЖәне үздіксіз(аналогты).
Дискретті өлшемдер - берілген уақыт аралығында өлшенетін лездік мәндердің саны шекті болатын өлшемдер.
Үздіксіз (аналогтық) өлшемдер - берілген уақыт аралығында өлшенетін лездік мәндердің саны шексіз болатын өлшемдер.
Нәтижелердің дәлдігін анықтайтын шарттар бойынша, өлшемдері:
- технологияның қолданыстағы деңгейімен қол жеткізілетін ең жоғары дәлдік;
- қатесі аспауы тиіс бақылау және тексеру сынақтары
кейбір берілген мән;
- техникалық, онда нәтиженің қателігі өлшеу құралдарының сипаттамаларымен анықталады.
Өлшеу нәтижелерін өрнектеу әдісі бойыншаабсолютті және салыстырмалы өлшемдерді ажырату.
Абсолютті өлшемдер- бір немесе бірнеше негізгі шамаларды тікелей өлшеуге және (немесе) физикалық тұрақтылардың мәндерін пайдалануға негізделген өлшемдер.
Салыстырмалы өлшемдер- шаманың бірлік рөлін атқаратын аттас шамаға қатынасын өлшеу немесе бастапқы ретінде қабылданған аттас шамаға қатысты шаманы өлшеу.
2.2. Өлшеу әдістері және олардың классификациясы
Барлық өлшеулерді әртүрлі әдістермен жасауға болады. Келесі негізгі өлшеу әдістерін ажыратады: тікелей бағалау әдісіЖәне салыстыру әдістерівөлшеу .
2.2.1. Тікелей бағалау әдісіөлшенетін шаманың мәні бұрын өлшенетін шаманың бірлігінде калибрленген өлшеу құралының оқу құрылғысынан тікелей анықталатындығымен сипатталады. Бұл әдіс ең қарапайым, сондықтан әртүрлі шамаларды өлшеуде кеңінен қолданылады, мысалы: серіппелі таразыда дене салмағын өлшеу, күш электр тоғытеру амперметрі, фазалар айырымы цифрлық фаза өлшегіш және т.б. 
Тікелей бағалау әдісін қолдану арқылы өлшеудің функционалдық диаграммасы күріште көрсетілген. 2.3.
Тікелей бағалау құрылғыларында әрқашан бақылаушы немесе автоматты құрылғы салыстыру үшін қол жетімді өлшенген мәнді басқаға түрлендіретін өлшеу түрлендіргіші болады. Осылайша, көрсеткіш аспаптарда өлшенетін шама стрелкамен белгіленген қозғалатын бөліктің айналу бұрышына түрлендіріледі. Жебенің орнына сәйкес, яғни. Айналу бұрышын шкаладағы бөлімдермен салыстыру арқылы өлшенетін шаманың мәні табылады. Тікелей бағалау құралдарындағы өлшем оқу құрылғысының шкаласын бөлу болып табылады. Олар ерікті түрде орналастырылмайды, бірақ құрылғыны калибрлеуге негізделген. Тікелей бағалау құрылғысын калибрлеу оның кірісіне өлшемнен берілген өлшемнің мәнін беруден және құрылғының оқуын белгілеуден тұрады. Содан кейін бұл көрсеткішке белгілі шаманың мәні тағайындалады. Осылайша, оқу құрылғысының шкаласының бөлімдері нақты физикалық шаманың мәнін алмастыратын («саусақ ізі») болып табылады және сондықтан құрылғымен өлшенген шамалардың мәндерін табу үшін тікелей пайдаланылуы мүмкін. . Демек, барлық тікелей бағалау құрылғылары салыстыру принципін жүзеге асырады физикалық шамалар. Бірақ бұл салыстыру көп уақыттық және жүзеге асырылады жанама түрде, аралық құралдарды пайдалану - оқу құрылғысының шкаласының бөлімдері.
2.2.2. Өлшеммен салыстыру әдістері -белгілі шаманы өлшем арқылы шығарылатын шамамен салыстыратын өлшеу әдістері. Бұл әдістер тікелей бағалау әдісіне қарағанда дәлірек, бірақ біршама күрделі. Өлшеммен салыстыру әдістері тобына келесі әдістер жатады: қарсылық, нөлдік, дифференциалдық, сәйкестік және алмастыру.
Сипаттаманы анықтау салыстыру әдістеріәрбір өлшеу тәжірибесінің процесінде бір-бірінен тәуелсіз екі біртекті шаманы – белгілі (қайталанатын өлшем) және өлшенетін шаманы салыстыру болып табылады. Салыстыру әдістерімен өлшеу кезінде олардың «басылымдары» емес, нақты физикалық өлшемдер қолданылады.
Салыстыруға болады бір мезгілдеөлшем мен өлшенетін шама өлшеу құралына бір мезгілде әсер еткенде, және көп уақытты, өлшенетін шама мен өлшемнің өлшеу құрылғысына әсері уақыт бойынша бөлінгенде. Сонымен қатар, салыстыру болуы мүмкін тікелейЖәне жанама. Бірінші жағдайда өлшенетін шама мен өлшем салыстыру құрылғысына тікелей әсер етеді, ал екіншісінде - белгілі және өлшенген шамаларға бірегей қатысты басқа шамалар арқылы.
Бір мезгілде салыстыру әдетте әдістерді қолдану арқылы жүзеге асырылады қарсылықтар, нөл, дифференциалЖәне сәйкестіктер, және көп уақыттық - әдіс ауыстыру.
Контраст әдісі- өлшеммен салыстыру әдісі, онда өлшенетін шама мен өлшем арқылы қайта шығарылатын шама бір мезгілде салыстыру құрылғысына әсер етеді, оның көмегімен осы шамалардың арасындағы байланыс орнатылады. Оппозициялық әдістің функционалдық диаграммасы күріште көрсетілген. 2.4.
Бұл әдісте өлшенетін X шама мен Х0 өлшемі салыстыру құрылғысының екі кірісіне әсер етеді. Алынған әсер ету әсері осы мәндер арасындағы айырмашылықпен анықталады, яғни. e = X - X0 және салыстыру құрылғысының оқу құрылғысынан жойылады. Өлшеу нәтижесі ретінде табылады
Y = X0 + e.
Бұл әдіс дәл көп мәнді өлшем болған жағдайда ыңғайлы және қарапайым 
салыстыру құрылғылары. Бұл әдістің мысалы ретінде жүкті бірдей қолды таразыда өлшеу, өлшенген массаны және оны екі таразыға теңестіретін салмақтарды қою және таразыларды толығымен теңестіру. Бұл жағдайда өлшенген масса оны теңестіретін салмақтардың массаларының және шкаладағы көрсеткіштердің қосындысы ретінде анықталады. Контраст әдісі өлшеу нәтижесіне әсер етуші шамалардың әсерін айтарлықтай азайтуға мүмкіндік береді, өйткені соңғысы өлшенетін шаманы түрлендіру тізбегінде де, өлшем арқылы шығарылатын шаманы түрлендіру тізбегінде де сигналдарды азды-көпті бұрмалайды. . Салыстыру құрылғысының оқу құрылғысы сигналдар айырмашылығына әрекет етеді, нәтижесінде бұл бұрмаланулар бір-бірін белгілі бір дәрежеде өтейді. Бұл әдіс ЭҚК, кернеу, ток және кедергіні өлшеуде де қолданылады.
Нөлдік әдіссалыстыру құрылғысына шама әсерінің нәтижелі әсері нөлге дейін жеткізілетін контраст әдісінің түрі болып табылады. Нөлдік өлшеу әдісінің функционалдық диаграммасы күріште көрсетілген. 2.5.
Мұнда өлшенетін шама Х және Х0 өлшемі салыстыру өлшейтін құрылғының екі кірісіне әсер етеді. Алынған әсер ету әсері осы мәндер арасындағы айырмашылықпен анықталады, яғни. e = X - X0. Өлшем арқылы шығарылатын мәнді өзгерту арқылы (бұл суретте схемалық түрде көрсеткі арқылы көрсетілген), e мәнін 0-ге дейін жеткізуге болады. Бұл жағдай нөлдік көрсеткішпен көрсетіледі. Егер e = 0 болса, онда X = Xo, Y өлшеу нәтижесі алынған шама болады 
шаралар, яғни. Y = X0.
Нөлдік көрсеткішке мәндер айырмашылығы әсер ететіндіктен, оның өлшеу шегін тікелей бағалау әдісімен Х өлшеуге арналған құрылғыға қарағанда кішірек және сезімталдықты үлкенірек таңдауға болады. Екі шаманың теңдігін көрсету дәлдігі өте жоғары болуы мүмкін. Және бұл өлшеу дәлдігінің жоғарылауына әкеледі. Нөлдік әдіспен өлшеу қателігі өлшем қателігімен және нөлдік көрсеткіш қателігімен анықталады. Екінші компонент әдетте біріншіден әлдеқайда аз, нөлдік әдісті қолдану арқылы өлшеу дәлдігі өлшемнің дәлдігіне тең;
Нөлдік өлшеу әдістерінің мысалдары: өлшенген массаны және таразыларды екі таразыға теңестіре отырып және таразыларды толығымен теңестіре отырып, тең иінді таразыда массаны өлшеу немесе кернеуді эталондық көздің кернеуімен компенсациялау арқылы өлшеу (екі жағдайда да). тікелей салыстыру жүргізіледі); сондай-ақ көпірдің электр кедергісін оның толық теңгерімімен өлшеу (жанама салыстыру).
Нөлдік өлшеу әдісі көп мәнді өлшемдерді міндетті түрде қолдануды талап етеді. Мұндай шаралардың дәлдігі әрқашан бір мәнді шараларға қарағанда нашар, бізде өлшем болмауы мүмкін айнымалы өлшем. Бұл жағдайда нөлдік әдіс қолданылмайды.
Дифференциалды әдісөлшеммен салыстыру әдісі, онда өлшеу құралына (міндетті түрде салыстыру құрылғысы) өлшенетін шама мен өлшем арқылы шығарылатын белгілі шама арасындағы айырмашылық әсер етеді және бұл айырмашылық нөлге келтірілмейді, бірақ өлшенеді. тікелей әсер ететін өлшеу құралымен.
Суретте. 2.6-суретте дифференциалдық әдістің функционалдық диаграммасы көрсетілген.
Мұнда өлшемнің Х0 тұрақты мәні бар, өлшенетін X шама мен Х0 өлшемі арасындағы айырмашылық, яғни. e = X - X0, нөлге тең емес және өлшеу құралымен өлшенеді. Өлшеу нәтижесі ретінде табылады
Y = X0 + e. 
Бұл жерде өлшеу құралының X мәнін түгел емес, тек бір бөлігін ғана өлшейтіндігі өлшеу құралының қателігінің өлшеу нәтижесіне әсерін азайтуға мүмкіндік береді, ал айырмашылық неғұрлым аз болса, әсер соғұрлым аз болады. өлшеу құрылғысының қателігі.
Шынында да, U = 97 В кернеуді өлшеу шегі 100 В болатын тікелей бағалау вольтметрімен және осы кернеудің 1% (0,01) болжамды салыстырмалы өлшеу қателігімен өлшеу кезінде біз абсолютті өлшеу қателігін аламыз D1 = 97 × 0,01 = 0,97 » 1 В Егер осы кернеуді өлшейтін болсақ дифференциалдық әдісстандартты кернеу көзін пайдалану U0 = 100 В, содан кейін біз кернеу айырмашылығын өлшей аламыз U - U0 = (97 - 100)V = - 3 В өлшеу шегі тек 3 В болатын вольтметрмен. Осыны өлшеудегі салыстырмалы қателік болсын. кернеуі де 1%-ға тең болады. Бұл 3 В абсолютті кернеуді өлшеу қателігін береді: D2 = 3 × 0,01 = 0,03 В. Егер бұл қате өлшенетін U кернеуіне дейін азайса, біз салыстырмалы кернеуді өлшеу қатесін аламыз: D2/U = 0,03/97 » 0, 0003 (0,03%), яғни. тікелей бағалау әдісімен U кернеуін өлшеуге қарағанда шамамен 30 есе аз. Өлшеу дәлдігінің бұл жоғарылауы бірінші жағдайда құрылғы 1% салыстырмалы қателікпен бүкіл шаманы дерлік өлшегендіктен орын алды, ал екінші жағдайда бүкіл шама өлшенбейді, тек оның 1/30 бөлігі ғана өлшенді.
Бұл есептеулерде өлшеу нәтижесіне толық енгізілген өлшем қателігі ескерілмеді. Демек, шамалы айырмашылық мәндері үшін e дифференциалдық әдіс бойынша өлшеу дәлдігі нөлдік әдіс бойынша өлшеу дәлдігіне жақындайды және тек өлшем қателігімен анықталады. Сонымен қатар дифференциалдық әдіс айнымалы шаманың өлшемін қажет етпейді.
Жоғарыдағы дифференциалды кернеуді өлшеу мысалында тікелей салыстыру қолданылды.
Дифференциалды өлшеу әдісінің тағы бір мысалы - теңгерілмеген (пайыздық) көпір арқылы резистор кедергісінің номиналды мәннен ауытқуын анықтау (мұнда жанама салыстыру жүзеге асырылады).
Сәйкестік әдісі(немесе нониус әдісі) - өлшенетін шама мен өлшем арқылы шығарылатын шама арасындағы айырмашылық шкала белгілерінің немесе мерзімді сигналдардың сәйкестігі арқылы өлшенетін өлшеммен салыстыру әдісі.
Бұл әдіс өлшенетін шама берілген өлшемнің бөлу мәнінен аз болған жағдайда қолданылады. Бұл жағдайда сынамалардың болжамды санының өлшемімен ерекшеленетін әртүрлі бөлу бағасымен екі өлшем қолданылады.
Бөлу бағасы бар бір калибрленген өлшемді алайық Dxk1және өлшенген шама Dx,бұл бөлу бағасынан төмен. Бұл жағдайда бөлу бағасымен екінші өлшемді пайдаланыңыз Dxk2.Осылайша, егер сезімталдықты арттыру қажет болса Прет болса, онда олардың арасындағы қатынас нысанға ие болады
Dxk2 =Dxk1×( 1 -
1/
n).
Атап айтқанда, қашан n = 10 Dxk2 =0,9×
Dxk1.
Өлшенетін шама Dxөлшемдердің нөлдік белгілерінің арасына қойып, санды табыңыз Нx, өлшемдердің сәйкес бөлінулерінің санына тең (2.7-сурет). Бұл жағдайда қатынас жарамды болады Nx×
Dxk1 =Dx+Nx×
Dxk2,қайда
Dx = Nx×(Dxk1 - Dxk2) = Nx×(Dxk1 - 0,9×Dxk1) = Nx×0,1×Dxk1.
Кездейсоқтықты өлшеуге мысал ретінде штангенциркульдің көмегімен бөлшектің ұзындығын өлшеу болып табылады, тағы бір мысал - жыпылықтайтын строб шамының көмегімен бөлшектің айналу жылдамдығын өлшеу: шам жыпылықтаған кезде айналатын бөліктегі таңбаның орнын бақылау; бөліктің жылдамдығы жыпылықтау жиілігімен және таңбаның орын ауыстыруымен анықталады. Нониус әдісі екі жақын жиіліктің (соғулардың) уақыт интервалдарын өлшеуде және басқа жағдайларда да кеңінен қолданылады. 
Тек өлшеммен шығарылатын мәнді масштабтау түрлендіруімен сәйкестік әдісімен жұмыс істейтін құрылғының функционалдық диаграммасы суретте көрсетілген. 2.8. Мұнда бір мәнді өлшемнің X0 мәні n1X0, n2X0, … njX0, … nkX0 мәндерін шығару үшін масштабты түрлендіруге ұшырайды олар үшін де қолданылады логикалық құрылғы X njX0 = min болатын салыстыру құрылғысының нөмірін көрсетеді және шамамен X = njX0 қатынасы негізінде өлшенген мәнді анықтайды. Бұл өлшеу әдісі бұрыштық және сызықтық орын ауыстыруларды өлшейтін сандық аспаптарда да қолданылды. Сәйкестік әдісі көп мәнді өлшемдердің немесе өлшеммен қайта шығарылатын шама мен шаманың шкала түрлендіргіштерінің болуын талап етеді. Сондықтан в өлшеу технологиясысалыстырмалы түрде сирек қолданылады.
Ауыстыру әдісіөлшеммен салыстыру әдісі бар, онда өлшенетін шама өлшеммен қайта шығарылатын белгілі шамаға ауыстырылады.
Ауыстыру әдісінің функционалдық диаграммасы суретте көрсетілген. 2.9. Ол тікелей бағалауды өлшеу құралын пайдаланады. 
Өлшеу техникасы келесідей. Біріншіден, өлшенетін X мәні өлшеу құрылғысының кірісіне беріледі және құрылғының көрсеткіштері (көрсетілімі) Y1 белгіленеді. Осыдан кейін өлшенген мәннің орнына бірдей 
Құрылғының кірісі (бұл өте маңызды) өлшеммен шығарылатын X0 мәнімен қамтамасыз етіледі. Бұл жағдайда аспаптың көрсеткіші Y2-ге тең болады. Өлшем арқылы шығарылатын мәнді өзгерту арқылы оқулардың теңдігіне қол жеткізіледі, яғни. Y1=Y2. Бұл жағдайда өлшеу құрылғысының қателігіне қарамастан X = X0 деп дәлелдеуге болады. Шынында да, бірінші жағдайда біз Y1= X + D1 аламыз,
мұндағы D1 – Y1 көрсеткішін қабылдау кезіндегі өлшеу құрылғысының қатесі.
Құрылғыға Y2= X + D2 өлшемі әсер еткенде. Мұндағы D2 – Y2 көрсеткішін қабылдау кезіндегі өлшеу құрылғысының қатесі.
Біз бірдей көрсеткіштерге (Y1 = Y2) қол жеткізгендіктен және екі өлшеу арасындағы уақыт аралығы аз болғандықтан, құрал шкаласындағы бір белгіде қателік бірдей болады, яғни. D1 = D2. Демек, Y1 = Y2 немесе X + D1 = X + D2 теңдігінен X = X0 шығады.
Өлшеу құралының қателігін өлшеу нәтижесінен алып тастау ауыстыру әдісінің жаңа артықшылығы болып табылады. Нөлдік өлшеу әдісінде өлшеу құралының қателігі нөлдік көрсеткіш өлшенетін шама мен өлшемнің теңдігіне сәйкес келмеуі мүмкін, ал дифференциалды әдісте өлшем мен өлшем арасындағы айырмашылықты өлшеу қателігін көрсетеді. өлшенген мән. Нөлдік және дифференциалдық әдісті қолданып өлшеудің жоғары дәлдігін алу үшін өлшеу құралдарының қателіктері аз болуы қажет. Бірақ ауыстыру әдісі бұл шартты қажет етпейді! Өлшеу құрылғысының қателігі жеткілікті үлкен болса да, бұл өлшеу нәтижесіне әсер етпейді. Осылайша, ауыстыру әдісін қолдана отырып, үлкен қатесі бар құрылғыға ие бола отырып, дәл өлшеуді жүзеге асыруға болады. Ауыстыру әдісімен өлшеу дәлдігі өлшем қателігімен анықталатынын түсіну қиын емес. Рас, ауыстыру әдісіне неғұрлым қатаң көзқараспен екі жағдайды ескеру керек.
Біріншіден, мұнда салыстыру әр түрлі уақытта жүргізіледі және екі өлшеу арасындағы уақыт ішінде өлшеу құрылғысының қателігі аздап өзгеруі мүмкін, сондықтан D1 = D2 теңдігі біршама бұзылады. Енді өлшенген шама мен өлшем неге құрылғының бір кірісіне берілуі керек екені белгілі болды. Бұл, ең алдымен, әртүрлі кірістердегі өлшеу құрылғысының қатесі, тіпті бірдей көрсеткіштермен де әртүрлі болуы мүмкін екеніне байланысты!
Екіншіден, ауыстыру әдісі бірдей аспап көрсеткіштерін алуға келеді. Көрсеткіштердің теңдігінің өзі соңғы дәлдікпен белгіленуі мүмкін. Және бұл да өлшеу қателігіне әкеледі. Көрсеткіштердің теңдігін орнату дәлдігі жоғары сезімталдығы бар құрылғыда жоғарырақ болады.
Сондықтан алмастыру әдісімен өлшеу кезінде дәл емес, сезімтал және жылдам әрекет ететін құрылғыны пайдалану керек. Сонда өлшеу құрылғысынан туындаған қалдық қателік аз болады.
Ауыстыру әдісі барлық белгілі әдістердің ең дәлдігі болып табылады және әдетте ең дәл (дәлдік) өлшемдерді жасау үшін қолданылады. Ауыстыру әдісінің жарқын мысалы ретінде өлшенген масса мен салмақтарды бір таразы табағына кезек-кезек орналастыру арқылы өлшеу болып табылады (есіңізде болсын - құрылғының сол кірісінде). Белгілі болғандай, бұл әдісті қолдана отырып, сіз таразылар дұрыс емес болса (құрал қатесі) болса, салмақты емес, дене салмағын дұрыс өлшеуге болады! (өлшеу қатесі).
Ауыстыру әдісі мен тікелей бағалау әдісін салыстыра отырып, олардың керемет ұқсастықтарын ашамыз. Шынында да, тікелей бағалау әдісі негізінен алмастыру әдісі болып табылады. Неліктен ол бөлек әдіске бөлінген? Мәселе мынада, тікелей бағалау әдісімен өлшеу кезінде біз тек бірінші операцияны орындаймыз - көрсеткіштерді анықтау. Екінші операция – калибрлеу (өлшеммен салыстыру) әрбір өлшеммен орындалмайды, тек құрылғыны өндіру және оны кезеңді тексеру кезінде ғана орындалады. Құралды пайдалану мен оның бұрынғы тексеруі арасында үлкен уақыт аралығы болуы мүмкін және осы уақыт ішінде өлшеу құралының қателігі айтарлықтай өзгеруі мүмкін. Бұл тікелей бағалау әдісі әдетте салыстыру әдісіне қарағанда өлшеу дәлдігін аз беретініне әкеледі.
Өлшеу әдістерінің қарастырылған классификациясы күріште көрсетілген. 2.10. 
Күріш. 2.10. Өлшеу әдістерінің классификациясы
Қарастырылған әдістер өлшеу құралдарын құру принциптерін анықтайды. Оларды өлшеу техникасымен және өлшеу алгоритмімен шатастырмау керек.
Өлшеу техникасы- белгілі (стандартталған) шарттарда берілген дәлдікпен өлшеуді қамтамасыз ететін өлшемдерді орындаудың әдістерін, құралдарын және алгоритмдерін реттейтін өлшеу процесінің егжей-тегжейлі тәртібі.
Өлшемдер тиісті сертификатталған әдістерге сәйкес жүргізілуі керек. Өлшеу әдістерін әзірлеу және сертификаттау тәртібі Ресейдің Мемлекеттік стандартымен анықталады.
Өлшеу алгоритмі- физикалық шаманың мәнін өлшеуді қамтамасыз ететін операциялар жиынтығын белгілі бір ретпен орындауға арналған нақты нұсқау.
.
