Физикалық шамаларды өлшеудің нәтижесін өңдеу

Зертханалық жұмыс 1.1.

Физикалық шамаларды өлшеудің нәтижесін өңдеу.

1. Жұмыстың мақсаты: Қателіктер тоериясын оқып-үйрену және оны физикалық шамаларды өлшеудің нәтижесін өңдеу үшін қолдану.

1. Шартты белгілер:

l,d,h – параллелепипедтің ұзындығы, ені және биіктігі, мм;

<d> - өлшеу сериясы нәтижесінің орташа шамасы, мм; Δdi        - і-ші өлшеудің қателігі, мм;

Δd – абсолютті қателік шамасы (сенімділік интервалы шекарасы); θ – құралдың қателігі;

δ – салыстырмалы қателік; n - өлшеу саны.

1. Теориялық мәліметтер.

Өлшеу деп өлшенетін шаманы өлшеу бірлігі ретінде қабылданған басқа шамамен салыстыруды айтады.

Өлшеудің екі түрін айыруға болады – тура және жанама өлшеулер.

Тура өлшеу кезінде анықталатын шама тек қана өлшенетін шамамен немесе тиісті бірлікпен градуирленген өлшеу құралы көмегімен өлшенген салыстырылады.

Жанама өлшеу кезінде өлшенетін шама қандай да бір функционалды тәуелділігі бар өлшенетін шамамен байланысқан басқа шамалардың өлшеу нәтижелері бойынша анықталады (есептеледі).

Қандай да бір физикалық шаманы өлшеу барысында өлшеу нәтижесіне әр түрлі объективті және субъективті факторлар әсер етуі мүмкін. Сондықтан өлшеу нәтижесі ізделінді шаманың ақиқат мәнінен әрқашан өзгеше болады, яғни өлшеу қандай да бір қателікпен жүзеге асады.

Өлшеу қателіктері жүйелік, кездейсоқ және дөрекі қателік деп бөлінеді.

Жүйелік қателіктер – құралдың шектелген дәлдігіне (құрал қателігіне), өлшеудің дұрыс емес әдістерін таңдауға, немесе құралдың дұрыс емес құрылымына байланысты қателіктерді айтады. Олар көбінесе өлшеу құралдарының бұзылғандығынан, өлшеу әдістерінің дәл еместігінен және есептеу кезінде дәл емес мәліметтерді қолдануынан пайда болады.

Жүйелік қателіктерді жою үшін құралдар көрсеткіштеріне түзетулер енгізу керек (ток көзіне қосылмай тұрған кездегі амперметр көрсеткішінің мәнін санап алып, оны нөлдік мән деп ретінде қарасытырып, келесі өлшеулер кезінде сол мәнді құралдың көрсеткішінің әр мәнінен шегеріп тастап отыру қажет), немесе құралдарды эталоны бойынша тексеру.

Кездейсоқ қателіктер әр жеке өлшеуде бірдей емес, болжайсыз әсер ететін себептерден пайда болады. Олар көптеген факторлардың бірлескен іс- әрекеттері кезінде пайда болады да, дөрекі және жүйелік қателіктерді жою кезінде қалады. Кездейсоқ қателіктердің көптеген себептері болады: электрлік өлшеулер кезінде желідегі кернеудің өзгерісі, тығыздықты анықтау кезінде заттың біртексіздігі, температура, қысым өзгерісі т.б. Осындай себептер бір шаманың бірнеше өлшеулері кезінде түрлі нәтижелер береді. Кездейсоқ қателіктерге анықталмаған немесе түсініксіз барлық қателіктерді жатқызуға болады.

Кездейсоқ қателіктер кездейсоқ құбылыстар үшін орнатылған ықтималдық теориясы заңдарына бағынады. Ықтималдық теориясы әдістері көмегімен кездейсоқ қателіктердің тәжірибе нәтижелесіне ықпалын кемітуге болады. Кездейсоқ қателіктер теориясы өлшенетін шамалардың ең ықтимал мәндерін және олардан мүмкін болатын ауытқуларды анықтауға мүмкіндік береді.

Дөрекі қателіктер (жансақ кетулер) - берілген жағдайларда болатын қателіктер емес, шектен шығып кеткен қателіктерді айтады.

Негізінде дөрекі қателіктер (жансақ кетулер) есептелінбейді, себебі, олар құралдың көрсетілімін алған кездегі ынтасыздықтан, өлшеніп алған өлшемдермен жұмыс істеу барысында дұрыс жазбау негізінде кеткен және т.б. қателіктер болып табылады. Мұндай қателіктер белгілі қандй да бір заңға бағынбайды және өлшеу нәтижелерінің аралық бағалауы кезінде жойылады. Дөрекі қателікті жеке өлшеу кезінде нәтижелердің айырмашылығынан байқауға болады, яғни алдыңғы немесе кейінгі өлшеулерден айырмашылығы қатты байқалады. Мұндай өлшеулерді есепке алмай, өлшеуді тағы да қайталау қажет.