2) Көп функциялық тәуелділіктегі электр шамаларының абсолюттік қателіктерін табатын формуланы шығару.

Физикалық шаманың шындық мәні дегеніміз, өлшеу қателігі жоқ деген сөз. Бұл сөз идеалдық түрде айтылған сөз. Тәжірибе жүзінде ФШ шындық мәнін алуға болмайды. Сондықтан практикада ФШ шын мәнінің Хш орнына оның нақты Хн мәнін қолданады. ФШ-ның нақты мәнін табу үшін ерекше әдістерді және үлгілі өлшеуіш құралдарды қолданады.Сонда былай жазуға болады.

.                                           (2.2)

Бұл алгебралық айырмашылық таңбасын өзгерту мүмкіндігінен мұны өлшеудің абсолюттік қателігі деп атайды. Сондықтан өлшеудің дұрыс нәтижесі.

.                                           (2.3)

Кей кезде түзелу коэффициентін қолданады.

.                                                (2.4)

Сонда өлшеудің дұрыс мәні былайша жазылады.

.                                   (2.5)

Белгілі ғылыми деректерге негізделе отырып өлшеу қателіктерін үш топқа бөлуге болады: тұрпайы, жүйелілік және кездейсоқтық қателіктер. Тұрпайы қателіктерге электрөлшеуіш аспаптың көрсеткішін дұрыс бағаламау жатады. Оған аспаптың шкаласының бөліктерін қате бағалау, немесе көпшкалалы аспаптың еселеу коэффициенттерін дұрыс қолданбау жатады. Немесе, көрсеткішті қарағанда тіл мен шкаланың арасында болатын параллаксты елемеу. Сыртқы ортаның өлшеуіш аспапқа күшті әсері, оның бұзылуымен және кездейсоқ кедергілер өлшеудің тұрпайы қателіктеріне әкеліп соғады.

Абсолюттік мәні және таңбасы белгілі қателіктерді жүйелі қателіктер деп атайды. Егер өлшеу процесі тұрақты жағдайда өткізілсе, оларда тұрақты мәнде болады. Егер өлшеу жағдайы заңды түрде өзгерсе, жиелі қателіктер не өзгермейді, не өзгерсе заңды түрде өзгереді.

3) Берілгені: Вольтметрдің кіріс сыйымдылығы 10пФ және эквиваленттік индуктивтігі 10мГн.

Табу керек: Вольтметрдің кіріс кедергісін.

37 Билет

1) Жүйелік қателік деп қандай қателіктерді айтады? Оны қалай табуға болады, қандай құрамнан тұрады?

Жүйелік қателік –бір және сол шаманы қайталап өлшеулерде тұрақты немесе заңды өзгеретін болып қалатын қателік өлшеуі.

Егер жүйелік қателік белгілі болса, яғни белгілі мәні және таңбасы болса, онда ол өлшеудің аяқталуы бойынша түзету енгізу жолымен алынып тасталуы мүмкін. Егер жүйелік қателіктің себебі (көзі) белгілі болса, онда оны өлшеуге дейін шығарып тастау қажет. Жүйелік қателіктердің туу салдарына байланысты өлшеу әдісі қателігі, құралдық қателік, орнату қателігі, субьективті қателік, әдістемелік қателік болып бөлінеді.

Олар: электрөлшеуіш аспаптың қателігі, қолданылған өлшеу әдістемесінің қателігі, өлшеуіш құралдың қателігі, аз мәнді елемегендіктің қатесі және сыртқы ортаның әсерінен қателік. Осы қателіктерді жеке-жеке қарастырайық.

Электрөлшеуіш аспаптың жүйелі қателігіне үш топ қателіктер жатады: аддитивті, пропорционалды және шкаланы бөлу қателіктері. Егер өлшеуіш аспаптың тілі бастапқы кезде шкаланың нолінде тұрмаса аддитивтік  қателік пайда болады. Бұл қателікті, егер аспаптың шкаласы бірқалыпты болса, алгебралық қосумен түзетуге болады.  Пропорционалдық қателіктер көрсетуші аспаптарда қолданатын қосымша кедергілер мен шунттардың өз мәнінен ауытқуына байланысты.Егер бұл ауытқулардың мәндері белгілі болса, алынған өлшеудің нәтижесін түзеу коэффициентіне көбейтіп, пропорционалдық қателіктерді түзеуге болады. Шкаланы бөлу қателіктерін әр өлшеуіш аспапқа қосымша түзету таблицасын жасап жоюға болады. Ол таблицаларды жасағанда өлшеуіш аспаптарға қарағанда өлшеу дәлдігі жоғары өлшеуіш құралдар қолданылуы қерек. Қолданылған өлшеу әдістемесі мен өлшеуіш құралдың қателіктері кернеу көзінің электр қозғалыс күшін (э.қ.к.-эдс) өлшейтін вольтметрдің ішкі кедергісінің әсерінен пайда болады. Аз мәнді елемегендіктің қатесі өлшеу әдістемесі мен өлшеуіш құралдың қателіктеріне жақын. Ол қатені өлшеу кезінде де, өлшегеннен кейінде табуға болмайды. Себебі, оның неден пайда болатын факторларды да табу не білу қиын.

Егер сыртқы ортаның әсеріне келсек, ол температураның, атмосфералық қысымдықтың және ауаның ылғалдылығына байланысты. Осы жағдайлар өлшеуіш аспаптың көрсетуінің туралығына әсерін тигізеді. Және сыртқы электр не магнит өрістерінің өзгеруі де өлшеу нәтижесіне қосымша қателік кіргізеді.

Практикалық өлшеулерде жүйелі қателіктерді құрал-сайманмен және әдістемелік қателіктердің алгебралық қосындысы деп санайды

.                                         (2.6)

Әр уақытта жүйелік қателікпен бірге кездейсоқтық қателіктер болады. Сондықтан өлшеудің абсолюттік қателігі мынаған тең

.                                        (2.7)

Мұнда Δ_қ.с. – кездейсоқтық қателік. Осы қателіктің екі құраушылардың әсерімен бір физикалық шама көп рет қайталап өлшегенде, мысалы n рет, статистикалық қатар пайда болады

.                                  (2.8)

Жүйелік қателіктердің пайда болуы белгілі әдістеме жетіспеушіліктерінің, тәжірибешінің қателіктерінің, өлшенетін шаманың барлық ерекшеліктерінің толық ескерілмегендігінің салдары болып табылады. Сондықтан жүйелік қателіктерді табу көбінесе тәжірибешінің өлшеу жүргізудің нақты шарттары мен әдістерін қаншалықты терең меңгергеніне байланысты.

өзгеру сипаты бойынша жүйелік қателіктер тұрақты (шамасы мен белгісін сақтайтын) және айнымалы (белгілі заң бойынша өзгеретін) болып бөлінеді.

Тұрақты жүйелік қателіктер— бұл аналогтық құралдар шкаласының бөлiктену қателiктерi; шунттардың мерзімді қиыстыруының дәл еместігімен, қосымша кедергiлермен, элемент параметрлерiнiң температуралық өзгерiстерiмен тағы басқаларымен шартталған қателіктер.

Айнымалы жүйелік қателіктер –бұл сыртқы магнит өрісі және басқа сыртқы шамалардың әсерінен кернеу көзінің тұрақсыздығымен шартталған қателіктер.

Пайда болу себептеріне қарай әдістемелік, аспаптық және субъективтік болып бөлінеді.

Әдістемелік қателіктер алынған өлшеу тәсілдерінің теориялық негіздерінің толық еместігі, қарапайым болжамдарды қолданудың, өлшенетін шаманы дұрыс таңдамаудың нәтижесінде болады. Мысалы, температураны термопар көмегімен өлшеу кезінде зерттелетін объекттің температуралық режимінің бұзылуынан болатын қателік кездеседі.

Әдістемелік қателіктер көзін анықтау мен оларды болдырмау – тәжірибе техникасында ең бастысы. Осы мәселені шешу деңгейі метрологиялық дайындықпен және тәжірибеші шеберлігімен шешіледі. Көп жағдайларда әдістемелік қателіктер жүйелік, кей жағдайларда кездейсоқ сипатқа ие, мысалы, жұмысшы теңдей коэффициенттері кездейсоқ өзгеретін өлшеу шартына тәуелді болған кезде.

Аспаптық қателіктер (өлшеу қателігінің құраушылары) қолданылатын ӨЖ қасиеттерімен (сыртқы әсерлерге тұрақтылықпен, сезімталдықпен), олардың өлшеу объектісіне әсерімен, дайындау технологиясымен және сапасымен (мысалы, бөліктеу дәлсіздігі, жұмыс кезінде құралдың мінездемелерінің өзгеруі, т.б.) шартталады. Бұл қателік өз кезегінде негізгі және қосымша болып бөлінеді.

Субъективтік қателіктерөлшеу жүргізетін оператордың күйімен, оның жұмыс уақыты кезіндегі жағдайымен, сезім мүшелерінің күйімен, өлшеу құралдарының эргономикалық қасиеттерімен байланысты – бұның барлығы белгi соғу дәлдiгінен білiнедi. Субъек­тивтік қателіктер кей жағдайларда кездейсоқтар разрядына өтуі мүмкін. Сандық құралдары мен автоматты өлшеу әдістерін қолдану мұндай қателіктерді болдырмауға мүмкіндік береді.

Жүйелік қателіктерді тауып, оларды болдырмау үшін жүйелік қателіктердің пайда болу себептерін алдын ала болдырмау (түзетілген және сенімді өлше құралдарын қолдану, тәжірибе шарттарын сақтау, өлшеу тәсілін таңдау негіздері), сондай-ақ белгісі бойынша қателікті орынбасу және компенсациялау жүзеге асырылады.

•  орынбасу тәсілі өлшенетін шаманың реттелетін өлшем көмегімен алынған белгілі шамамен ауыстырылатынына негізделген. Егер мұндай орынбасу жұмыс құралында еш өзгеріссіз орындалса және орынбасқаннан кейін дәл сол көрсеткіштер байқалса, онда өлшенетін шама реттелетін өлшеммен есептелген белгілі шамамен ауыстырылады. Бұл тәсіл тұрақты жүйелік қателіктерді болдырмайды. Орынбасу тәсілін қолданғанда өлшеу қателігі өлшем қателігімен және белгісізді ауыстыратын шама мәнін есептегенде пайда болатын қателікпен анықталады.

• компенсациялау тәсілі өлшеу шартына байланысты жүйеліктердің бір белгімен өлшеу нәтижесіне кіре алатын жүйелік қателігін болдырмайды (термоЭҚК-нен қателік, тұрақты электр және магнит өрісі кернеулігі әсерінен қателік). Бұл жағдайда тәжірибе екі рет жүргізіледі, бір рет қателік нәтижеге бір таңбамен, екіншісінде – кері таңбамен енгізілуі қажет. Екі алынған нәтиженің орташа мәні жоғарыда көрсетілген жүйелік қателіктерден бөлек өлшеулердің соңғы нәтижесі болып табылады.

Функционалдық тәуелділік себебі мен түрін анықтау өлшеу нәтижесіне сәйкес түзетулер енгізу арқылы жүйелік қателікті өтеуге болады. Жүйелік қателікті болдырмау мақсатымен өлшеу кезінде алынған шамаға қосылуы қажет өлшенетінмен аттас шама мәнін түзету деп атайды. Кейбір жағдайда осы мақсатпен өлшеу нәтижесі көбейтілетін сан – түзетуші көбейткіш қолданылады.

Түзету немесе түзетуші көбейткіш ӨЖ тексеру, сәйкес кестелер мен графиктерді қолдану көмегімен анықталады. Сондай-ақ түзетуші мәндерді табудың есептік тәсілдері де қолданылады.

Автоматтық өлшеулер жүргізгенде жүйелік қателіктерді схемалық түзету әдістері қолданылады, мысалы, түрлендіргіштердің компенсациялық қосылуы, түрлі температуралық және жиіліктік түзету тізбектері және т.б.

Өлшеу техникасына микропроцессорлық жүйесі бар құралдарды ендіру нәтижесінде жаңа мүмкіндіктер пайда болды. Олардың көмегімен жүйелік қателіктердің көптеген түрін, әсіресе аспаптық қателіктерді түзетуге немесе істен шығарып тастауға болады. Бөліктеудің дәлсіздігімен байланысты автоматты түзету енгізу, қосымша қателіктерді есептеу және істен шығару, нолді ығыстырумен байланысты қателіктерді болдырмау – осы және басқа да түзетулер өлшеу дәлдігін арттырады.