2 Өлшеу. Өлшеудің түрлері. Классификациясы.

Өлшенетін шаманың сан мәнін алу бойынша 4-ке бөлінеді: тікелей, жанама, жиынтық және бірлесіп өлшеу.

Тікелей өлшеу деп өлшенетін шаманың мәнін бірден эксперимент көмегімен өлшеу. Жалпы практикада атқарылатын өлшеулер тікелей өлшеу болады.

Жанама өлшеу деп өлшенетін шамамен функционалды байланыста болатын шаманы тікелей өлшеулер арқылы анықтауды айтамыз. y f (x₁ , х₂ , х₃ ... х_n )

3 себебі бар:

1). Тікелей өлшеулерден гөрі жанама өлшеу жүргізу жеңіл.

2). Тікелей өлшеуді қандай да бір себептермен өлшеу мүмкін емес.

3). Жанама өлшеу кезіндегі жіберілетін қателік тікелей өлшеу кезіндегі қателіктен аз болады.

Жиынтық өлшеу деп бірнеше аттас шамаларды бір мезгілде өлшеп, өлшенетін шамалардың мәнін тікелей өлшеулер нәтижелер арқылы алынған теңдеулер жүйесі.

m₁, m_2, m₃

m₁ m₂ m₃

m₁ m₃ 8 кг

m₂ m₃ 9 кг

m₁ 10

(m₂ m₃)=10-9=1 кг

m₃ =8-1=7 кг

m₂ =7

Бірлесіп өлшеу деп екі немесе бірнеше аттас шамаларды бір мезгілде өлшей отырып олардың арасындағы функциональды байланысты табуды айтады.

Өлшеудің классификациясы:

1. Дәлдік сипаты бойынша: тең нүктелік және тең емес нүктелік. Тең нүктелік деп дәлдіктері бірдей приборлардың көмегімен бірдей жағдайларды өлшеу. Бірдей жағдайлар деп кеңістіктің бір нүктесінде, бір уақытта бірдей өлшеу әдістерімен өлшеу. Тең емес нүктелік деп дәлдіктері әр түрлі приборлардың көмегімен әр түрлі жағдайларда жүргізілген өлшеулер. Кеңістіктің әр түрлі нүктесінде , әр уақытта және әр түрлі әдістерімен өлшеу әр түрлі жағдайларда жүргізілген өлшеулер деп атаймыз.

2. Ретіне байланысты: бір ретті және көп ретті өлшеулер.ір реттіде, екі реттіде де өлшеулер жүргізілмейді.

3. Өлшенетін шаманың өзгеруіне байланысты: статистикалық және динамикалық. Статистикалық өлшеу кезінде өлшенетін щаманың мәні тұрақты болып сақталады. Динамикалықөлшеу кезінде өлшенетін шама мәні өзгеріп отырады.

4. Өлшеу нәтижелерін өрнектеу бойынша: абсолютті және салыстырмалы. Абсолютті өлшеуде тікелей өлшеу мен физикалық константаларда қолданады. P=mg Салыстырмалы өлшеу дегеніміз өлшенетін шаманың мәні сол шаманың бастапқы шамасына қатынасына өлшеу.

3) Өлшем тұтастығының қамтамасыз етудің тех, негіздері.Шама бірліктерінің эталондары.Өлшем тұтастығы – нәтижелері заңдастырылған шама бірліктерінде көрсетілген және өлшем қателігі берілген шектегі өлшемнің жай-күйі. Өлшем тұтастығын қамтамасыз ету жөніндегі жұмыстарды қаржыландыру республикалық бюджеттің қаражаты есебінен стандарттау, метрология және сертификаттау жөніндегі уәкілетті мемлекеттік органдарды және оның мемлекеттік метрологиялық қадағалау жөніндегі аумақтық бөлімшелерін ұстауға арналған шығыстар, өлшем бірлігін қамтамасыз етудегі мемлекеттік бағдарламалар қаржыландырылады, метрологиялық жұмыстар мен қызымет көрсетулер шарттық негізде немесе заңдарда тыйым салынбаған басқа көздер есебінен қаржыландырылады.

Шама бірліктерінің эталоны Ұзындықтың бірлігі – метрдің эталоны.ХVІІІ ғасырдың соңында алғаш метрлік жүйе енгізілгенде алғашқы метрдің эталоны қабылданды. Метр ретінде Париж меридианының 20 млн-нан бір бөлігі қабылданды. 1799 меридиан доғасының бір бөлігін өлшеу нәтижесіне негізделіп платинадан метрдің эталоны жасалды. 1872 жылы метрдің эталоны қайтадан жасалды. Ғылым мен техниканың тез өрістеуі метр эталонының діл болуына талап етті. Мералар мен таразылардың ХІ Бас конференциясы 1960 ж метр эталонының жаңа үлгісін қабылдады. Метр эталоны ретінде криптон-86-ның вакуумдағы 2Р₁₀ және 5d₅ деңгейлер арасындағы өтулер кезіндегі шыққан сәуленің толқын ұзындығы 1650763,73 – ке көбейткенде шығатын сан алынды.

Массаның бірлігі – кг эталоны. Алғаш метрлік жүйені енгізгенде кг эталоны ретінде таза судың тығыздығы ең жоғары мәніне сәйкес келетін температурадағы 4 ⁰С оның 1 дм³ көлемінің массасы алынды. 1872 ж Халықаралық комиссияның шешңмңмен эталон ретінде қабылданып, платина мен иридийдің қоспасынан жасалды. Бұл эталонның пішіні – диаметрі мен биіктігі 39 мм болатын тік цилиндр. Ең бірінші кг эталоны салмақ эталоны деп аталды, кеәін 1889 ж өткен мералар мен таразылардың Бас конференциясында масса мен салмақтың айырмашылығы көрсетіліп, қабылданған кг эталоны масса эталоны ретінде анықталды.

Уақыт бірлігі – секундтың эталоны. 1960 ж дейін 1 секундты орташа күн тәулігінің 1/86400 бөлігі ретінде анықталып келді.1967 ж мералар мен таразылардың ХІІІ БасКонференциясы уақыттың бірлігі секундтың жаға анықтамасын берді. Анықтама б/ша секунд деп сырттан әсер етуші өрістер жоқ кезде Цезий-133 атомның негізгі күйінің асқын жіңішке құрылымының екі деңгейінің арасындағы энергетикалық өтудің резонанстық жиілігіне сәйкес 9192631770 тербеліс жасалатын уақыт интервалын түсінеді. Бұл эталон 1997 жылға дейін қолданылды. 1997 жылдан бері уақыт пен жиіліктің өлшеу құралдарының мемлекет аралық салыстырып тексеру сұлбасымен стандарттау ережелерімен реттеледі.

Электр тогының күшінің бірлігі – ампердің эталоны. Ең алғашқы ампердің эталоны 1893 Чикагода қткен электриктердің Халықаралық Конгресінде қабылданды. Халықаралық ампер-азотқышқылды күмістің судағы ерітіндісі арқылы ток жүргенде 1с ішінде 0,0011180 г күміс бөліп шығаратын өзгермейтің ток. Қазіргі кезде қолданылып жүрген ампер эталонының жұмыс істеу принципі электр токтарының өзара әсерлесу заңдарына негізделген. Бқл принцип б/ша ампер көлденең қимасының ауданы шексіз аз,қзындығының арақашықтығы 1м, ауасыз бос кеңістікте орналасқан 2 шексіз түзу сызықты өткізгіштердің әсерлесу күшіне байланысты анықталынады.Қазіргі кезде ампер эталонының электрон зарядын біле отырып, элементар электрлік бөлшектерді санау арқылы және өте төмен темп-дағы заттардың асқынөткізгіштік жағдайындағы тұрақты токты өлшеу арқылы жасалатын нұсқауларда қарастырылуда.

Температураның бірлігі-Кельвин эталоны. 1954 ж МТХК-нің Х Конференциясында 1 кельвин судың үштік нүктесінің термодинамикалық температурасының 273,16 бөлігіне теқ болды. 1968 жылы едәуір жетілдірулер кейін ХПТШ-68 шкаласы қабылданды. Оның жетістігі ол температураның үлкен диапозонын қамтылды.

Жарық күшінің бірлігі-канделаның бірлігі. ХІХ ғ жарық күшінің бірлігі және оның эталоны ретінде свеча қолданылды. 1881 ж электриктердің Халықаралық Конгресінде жарық күшінің бірлігі-Виола қабылданды. Электриктердің 1893 ж конгресі жарық күшінің эталоны ретінде ішінде таза амилацетат жанатын Гефнер-Альтенек шамының кұшін қабылдады. 1909 ж жарық кұшінің бірлігі ретінде Халықаралық свеча қабылданды. 1979 ж ХVІ Бас Конференциясы жарық күшінің бірлігі канделаның жаңа анықтамасн қабылдады.