Ўлчашлар хакида умумий маълумот ўлчаш воситалари,уларнинг элементлари ва параметрлари режа

Aim.uz

ЎЛЧАШЛАР ХАКИДА УМУМИЙ МАЪЛУМОТ ЎЛЧАШ ВОСИТАЛАРИ,УЛАРНИНГ ЭЛЕМЕНТЛАРИ ВА ПАРАМЕТРЛАРИ


РЕЖА:

1. 
   Ўлчашлар.
   
2. 
   Ўлчаш турлари.
   
3. 
   Абсолют ва нисбий ўлчаш.
   
4. 
   Ўлчаш воситалари.
   
5. 
   Ўлчовлар.
   
6. 
   Ўлчов асбоблари.
   
7. 
   Ўлчаш элементлари.
   

ФОЙДАЛАНИЛГАН АДАБИЁТЛАР:
А.А. Абдувалиев и др. «Основи стандартизации сертификации и управления качеством» «Фан ва технология» Тошкент. 2005 г, 534 страниц.
И.Ф.Шишкин. «Основи метрологии, стандартизации и контроля качества»
Москва, Издательство стандартов, 1988, 319 страниц;
Б.Э.Мухаммедов «Метрология, технологик параметрларни улчаш усуллари ва
асбоблар», Тошкент, Ўқитувчи, 1991, 320 бет;

Ўлчаш - физик катталикларнинг қийматларини маҳсус техник воситалар ёрдамида тажриба усули билан топишдир. Кўп ҳолларда ўлчаш жараёнида ўлчанаётган катталикни шундай физик катталик билан таққосланадики, унга бирга тенг бўлган қиймат берилади ва физик катталик бирлиги ёки ўлчов бирлиги дейилади. Ўлчаш натижаси катталикни уни ўлчаш усули билан, масалан катталикни ўлчов бирлиги билан таққослаш усули ёрдамида топилган қийматидан иборат. Ўлчаш натижасини қуйидаги тенглама кўринишида ёзиш мумкин.

Q
U қ= ---------- ёки Q қ =Uq,
g

бунда Q –ўлчанаётган физик катталик;

U –ўлчаш натижаси ёки ўлчанаётган сон қиймати;
q –физик катталик бирлиги.
Мазкур тенглама ўлчашнинг асосий тенгламаси дейилади. Унинг ўнг томони ўлчаш натижаси деб юритилади. Ўлчаш натижаси доимо ўлчамли катталик бўлиб, у номига эга бўлган q бирликдан ҳамда айни бирликда ўлчанаётган катталикда нечта борлигини англатадиган U сонидан ташкил топган.
Ўлчанаётган катталикнинг сон қиймати бевосита, билвосита бирлаштириб ва биргаликда ўлчаш усуллари ёрдамида топилади. Лаборатория амалиётида ва илмий текширишларда бирлаштириб ва биргаликда ўлчаш усулларидан фойдалинилади.
Бевосита ўлчаш деб шундай ўлчашга айтиладики, унда ўлчанаётган катталикнинг изланаётган қиймати тажриба маълумотларидан бевосита аниқланади. Масалан: температурани термометр билан, босимни монометр билан, узунликни чизғич билан ўлчаш ва ҳоказолар бевосита ўлчашдан иборат.
Бевосита ўлчаш тенгламаси қуйидаги кўринишга эга:

Q_n = Cn

Бунда Q_n – ўлчанаётган катталикнинг ўлчов бирликларидаги қиймати; С – рақамли ҳисоблаш қурилмаси шкаласи бўлинмаларининг ўлчанаётган катталик бирликларидаги қиймати; n – шкала ҳисобида индекаторли қурилма бўйича олинган саноқ.

Билвосита ўлчаш деб шундай ўлчашга айтиладики, унда ўлчаш натижасини ўлчанаётган катталикнинг маълум муносабат ёрдамида боғланган катталикларни бевосита ўлчашга асосланган. Билвосита ўлчаш тенгламаси қуйидаги кўринишга эга:

Q_k = f (Q_1, Q_{2 …} Q_n)

Бунда Q_k - ўлчанатган катталикнинг изланган қиймати; Q_1, Q_{2, …} Q_n - бевосита ўлчанаетган катталикларнинг сон қиймати.

Билвосита ўлчашга ўтказгичнинг солиштирма электр қаршилигини унинг қаршилиги, узунлиги ва кўндаланг кесими юзи бўйича топиш, жисм зичлигини унинг массаси ва ҳажмини ўлчаш натижаси бўйича топиш мисол бўла олади.
Бирлаштириб ўлчаш бир нечта бир номли катталикларни бир вақтда ўлчашдан иборатки, унда изланган катталикларнинг қийматлари бевосита ўлчашдан ҳосил қилинган тенгламалар системасидан топилади. Бир вақтда икки ёки бир неча турли катталикларни уларнинг орасидаги функционал муносабатларни топиш учун олиб борилган ўлчашлар биргаликда ўлчаш дейилади. Жумладан ўлчаш резисторининг 20С даги электр қаршилиги ва температура коэффициентлари унинг қаршилигини турли температураларда бевосита ўлчаш маълумотлари бўйича топилади.
Ўлчашлар яна абсолют ва нисбий ўлчашларга бўлинади.
Битта ёки бир неча асосий катталикларни физик константалар қийматларидан фойдаланиб ёки фойдаланмасдан бевосита ўлчаш абсолют ўлчаш дейилади. Масалан штангенциркуль ёрдамида ўлчашлар абсолют ўлчашлардир, чунки унда ўлчанаётган катталик қиймати бевосита олинади.
Бирор катталикнинг шу номли бирлик ролини ўйнаётган катталикка нисбатан ўлчаш ёки катталикни шу номли бирлик катталик қабул қилинган катталик бўйича ўлчаш нисбий ўлчаш деб аталади. Масалан: оптиметр ёрдамида ўлчашлар нисбийдир: аввал охирги ўлчов ёки охирги ўлчов блоки қуйилади ва ўлчаш воситалари шкаладаги кўрсаткич нолга тенг бўладиган қилиб созланади. Сўнгра ўлчанадиган детал жойлаштирилади ва саноқ олинади. Нисбий ўлчашга массани тортиш усули билан ўлчаш мисол бўлади. Нисбий ўлчашдан катта аниқлик зарур бўлган ҳолларда фойдаланилади.
Ўлчашнинг бирор принципини амалга ошириш учун турли техник воситалар қўлланилилади. Ўлчашларда қўлланиладиган ва нормаллашган метрологик хоссаларга эга бўлган техник воситалар ўлчаш воситаси дейилади. Ўлчаш принципини ва воситасини белгилаб берадиган усуллар мажмуи ўлчаш усули дейилади.
Ўлчашларда бевосита (тўғридан-тўғри) баҳолаш, дифференциал, ўлчов билан таққослаш ва нол (компенсацион) усуллар кенг тарқалган.
Бевосита баҳолаш усули ўлчанаётган катталик миқдорини бевосита ўлчаш асбобининг ҳисоблаш қурилмаси бўйича топиш имконини беради. Масалан: босимни пружинали монометр билан, массани циферблатли тарозида, ток кучини амперметр билан ўлчаш ва ҳоказо.
Дифференциал усул ўлчанаётган ва маълум катталикларнинг айирмасини ўлчашни характерлайди. Масалан: газ аралашмаси таркибини ҳавонинг иссиқ ўтказувчанлигига таққослаш йўли билан иссиқлик ўтказувчанлик бўйича ўлчаш.
Ғоятда аниқ ўлчашларда ўлчов билан таққослаш усули қўлланилади. Бунда ўлчанаётган катталик ўлчов ёрдамида топилган катталиклар билан таққосланади. Масалан: ўзгармас токнинг кучланишини электр юритувчи кучи нормал элементига тенг бўлган таққослаш компенсаторида ўлчаш ёки массани тарозиларда мувозанатлаштирувчи тошлар билан ўлчаш. Бу усул таъсир этувчи катталикларнинг ўлчаш натижасида таъсирини камайтиришга имкон беради.
Ноль усул ўлчанаётган катталикни қиймати маълум бўлган катталикни таққослашдан иборат, аммо улар орасидаги айирма маълум катталикни ўзгартириш усули билан нолга келтирилади. Потенциометр, мувозанатлаштирилган кўприклар ва бошкалар нол усулга асосланган. Нол усули ўлчашнинг юқори аниқлигини таъминлайди.
Ўлчанаётган катталикларнинг сонли характеристикаси сифатида унинг ўлчамлари қўлланилади. Ўлчанадиган катталик ҳақида маълумот олиш хар бир ўлчовнинг мазмуни ҳисобланади. Маълумот олишнинг энг оддий усули бу солиштириш, масалан: «Нима катта» ёки «Нима яхши». Айрим ҳолларда янада мукаммал маълумотнинг кераги хам бўлмайди (Масалан: қанчалик катта ва бошқа). Бунда солиштириладиган катталиклар ошиб бориши ёки камайиши мумкин. Масалан: одамларнинг бўйи-бўйича жойлаштириб, тартиб шкаласи ёрдамида ким кимдан баланд эканлигини аниқлаш мумкин, аммо қанчага баланд эканлигини аниқлаб бўлмайди.
Ўлчовни енгиллаштириш мақсадида тартиб шкаласида айрим нуқталарни таянч сифатида қўлланилади. Масалан: билим қуйидагича баҳоланади: қониқарсиз, қониқарли, яхши ва аъло. Шкала қандай интервалларга бўлинганлигига қараб бир хил катталик турлича ифодаланиши мумкин. Масалан: 1 метр= 0,001 км = 100 см =1000 мм. Буларни ўлчанадиган катталикнинг қиймати дейиш мумкин. Унда кўрсатилган сон эса сонли қиймат деб айтилади.
Масалан: ернинг қуёш атрофида айланиш вақти бир хил интервалда ўтади. Ўз навбатида бу интерваллар кичикроқ интервалга бўлинган, ернинг ўз ўқи атрофида айланиши. Бундай шкалаларни интерваллар шкаласи деб айтилади. Интерваллар шкаласи орқали ҳарорат ҳам ўлчанади. Масалан: цельсий шкаласи бўйича 1 градус муз эришидан то сув қайнагангача бўлган интервалнинг юздан бир кисмини ташкил қилади.
Ўлчанадиган маҳсулотларнинг сонли қиймати қанақа ўлчов бирлигида ҳисобга олинганига боғлиқ. Ўлчов бирликлари маълум тартибда белгиланади ва қонуний йўл билан қабул қилинади. Барча ўлчов бирликлари ўлчов системасини ҳосил қилади.
Биринчи бўлиб ўлчов системасини тузишни 1832 йилда Гаусс таклиф қилган. Гаусс таклиф қилган система абсолют деб қабул қилинган, уларнинг асосий бирликлари миллиметр, миллиграмм, секунда. Аммо фанлар ривожланиши билан янги системалар қабул қилинган, бу эса қийинчиликларни туғдирган. Шу сабабли 1960 йилда Ҳалкаро бирликлар системаси СИ (sistem international) қабул қилинган. Бу системанинг асосий бирликлари:

• 
  Метр – узунлик бирлиги;
  
• 
  Килограмм – масса бирлиги;
  
• 
  Секунда – вақт бирлиги;
  
• 
  Ампер – электр токи кучи;
  
• 
  Кельвин – термодинамик Ҳарорат бирлиги;
  
• 
  Канделла – ёруғлик кучи бирлиги;
  
• 
  Моль – модда бирлиги.
  

Ундан ташқари яна қўшимча бирликлар қам бор. Булар радиан – бурчак бирлиги, стерадиан.
Ўлчаш воситалари ўлчашларда ишлатилади ва улар нормаллашган метрологик хоссаларга, яъни катталикларнинг маълум сонли қийматларига ҳамда ўлчаш натижаларининг аниқлиги ва ишончлилигини ифодаловчи хоссаларга эга бўлади.
Ўлчаш воситаларининг асосий турларига ўлчовлар, ўлчаш асбоблари, ўлчаш ўзгарткичлари ва ўлчаш қурилмалари киради.
Ўлчов – берилган ўлчамдаги физик катталикни қайта ўчун мўлжалланган ўлчаш воситаси. Масалан: қадоқ тош – масса ўлчови; ўлчов резистори - электр қаршилиги ўлчови; ёритиш лампаси – ёруғлик ўлчови ва ҳоказо.
Бир хил ўлчамли физик катталикни қайта ўлчайдиган бир қийматли ҳамда турли ўлчамдаги қатор бир номли катталикларни қайта ўлчайдиган кўп қийматли ўлчовлар бор. Кўп қийматли ўлчовларга бўлинмали чизғичлар, индуктивлик вариометри мисол бўла олади. Маҳсус танланган фақат алоҳидагина эмас, балки турли бирикмаларда турли ўлчамли қатор бир номли катталикларни ўлчаш мақсадида қўлланиладиган ўлчовлар комплекти ўлчовлар тўпламини ташкил этади. Масалан: қадоқ тошлар тўплами, учликли узунлик ўлчовлари тўплами, ўлчов конденсаторлари тўплами ва ҳоказо. Ўлчовлар магазини саноқ қурилмалари билан боғланган маҳсус қайта улагичларга эга бўлган битта конструктив бутун қилиб бирлаштирилган ўлчовлар тЎпламидир. Ўлчовлар магазини электротехникада кенг қўлланилади: қаршилик магазини, сиғимлар магазини, индуктивликлар магазини.
Ўлчовларга стандарт намуналар ва намуна моддалар ҳам киради.
Стандарт намуна – модда ва материалларнинг хоссаларини ёки таркибини характерловчи катталикларнинг бирлигини қайта тиклаш учун ўлчов. Масалан: таркибидаги кимёвий элементлари кўрсатилган ферромагнит материаллар хоссаларининг стандарт намунаси.
Намуна модда – тасдиқланган спецификациядан кўрсатилган тайёрлаш шартларига риоя қилинганда тикланадиган маълум хоссаларга эга бўлган моддадан иборат ўлчов. Масалан: «Соф» газлар, «Соф» металлар, «Тоза» сув.
Кузатувчи идрок қилиши учун қулай шаклдаги ўлчов информацияси сигналини ишлаб чиқишга хизмат қиладиган ўлчаш воситаси ўлчов асбоби дейилади. Ўлчов асбобида кузатувчи ўлчанаётган катталикнинг сон қийматини ўқиши ёки санаши мумкин. Ўлчов асбоблари аналог ва рақамли бўлиши мумкин. Аналог ўлчов асбобларида асбобнинг кўрсатиши ўлчанаётган катталик ўзгаришининг узлуксиз функциясидан иборат бўлади. Рақамли ўлчов асбобларида эса кўрсатишлар ўлчов информацияси сигналини дискрет ўзгартириш натижасидан иборат бўлган рақамли шаклда ифодаланган бўлади. Кейинга вақтларда рақамли асбоблар борган сари кенгроқ қўлланила бошланди, чунки уларнинг кўрсатгичлари осонгина қайд қилинади. Уларни ЭҲМга киритиш қулай. Рақамли асбобларнинг тузилиши ўлчашда аналог асбобларга қараганда катта аниқликка эришишга имкон беради. Шу билан бирга рақамли асбоблар қўлланилганда ўқиш хатолиги бўлмайди. Аммо аналог асбоблар рақамли асбобларга нисбатан анча арзон ва содда.
Ўлчов асбоблари кўрсатувчи қайд қилувчи комбинацияланган, интегралловчи ва жамловчи асбобларга бўлинади.
КЎрсатувчи асбобларда рақамли қийматлар шкала ёки рақамли таблодан ўқилади.
Қайд қилувчи асбобларда кўрсатгичларни ёки диаграмма қоғозида ёзиб олиш ёки рақамли тарзда чоп этиш кўзда тутилган.
Комбинацияланган асбоблар ўлчанаётган катталикни бир вақтнинг ўзида кўрсатади ва қайд қилади.
Интегралловчи асбобларда ўлчанаётган катталик вақт бўйича ёки бошқа эркли ўзгарувчи бўйича интегралланади.
Жамловчи асбобларда кўрсатишлар турли каналлар бўйича унга келтирилган икки ёки бир неча катталикларнинг йигиндиси билан функционал боғланган бўлади.
Ўлчашга доир ахборотни узатиш ўзгартириш, ишлов бериш ва сақлаш учун қулай бўлган аммо кузатувчи бевосита идрок қилиши мумкин бўлмайдиган шаклдаги сигнални ишлаб чиқиш учун хизмат қиладиган воситаси ўлчаш ўзгарткичи деб аталади. Инсон ўзининг сезги органлари билан ўлчаш ўзгарткичи сигналларини қабул қила олмайди. Ўзгартириладиган физик катталик кириш катталиги унинг ўзгартирилганлиги эса чиқиш катталиги дейилади. Кириш ва чиқиш катталиклари орасидаги боғланишни ўзгарткич функцияси қарор топтиради. Ўлчаш ўзгарткичлари ўлчов асбобларининг, турли ўлчов системаларининг, бирор жараёнларни автоматик назорат қилиш ёки бошқариш системаларининг таркибий қисми ҳисобланади. Ўлчанётган катталик келтирилган ўлчаш ўзгарткичи бирламчи ўзгарткич дейилади, кўпинча «датчик» деб юритилади. Унинг бевосита ўлчанаётган катталик таъсиридаги қисми сезувчан элемент дейилади. Масалан: термоэлектрик термометрда термопара, монометрик термометрда термобаллон ана шундай элементлардир. Ўлчов асбоблари ва ўзгарткичлари ўлчанаётган катталикнинг турига қараб тегишли номларга эга бўлади.
Кўрсатувчи аналог ўлчов асбобларининг саноқ қурилмаси шкала кўрсаткичдан тузилган. Шкаладаги сонли қийматлар кўрсатилган белгилар шкаланинг сонли белгилари дейилади. Шкаланинг икки қўшни белгилари орасидаги оралиқ шкаланинг бўлинмаси дейилади. Шкаланинг икки қўшни белгиси мос келган катталик қийматлари айирмаси шкала бўлинмасининг қиймати дейилади.
Ўлчанаётган катталикнинг саноқ қурилмаси билан аниқланадиган ҳамда ўлчанаётган катталик учун қабул қилинган бирликларда ифодаланган қийматлари ўлчов асбобининг кўрсатишлари дейилади. Ўлчанаётган катталикнинг шкалада кўрсатилагн энг кичик қиймати шкаланинг бошланғич қиймати, энг катта қиймати эса шкаланинг охирги қиймати дейилади. Шкаланинг бошланғич ва охирги қийматлари билан чегараланган қийматлари соҳаси кўрсатувлар диапазони дейилади. Ўлчанаёетган катталикнинг ўлчов воситалари учун йўл қўйиладиган хатоликлар нормаланган қийматлари соҳаси ўлчов диапазони дейилади.
Айрим ўлчов воситалари ва ҳлчов системаларида ташкари мураккаб информацион ўлчов системалари ҳам қўлланилади. Улар кўплаб нуқталарда автоматик ўлчашни амалга оширишнигина таъминлаб қолмай, балки ўлчаш натижаларини берилган алгоритмлар бўйича зарур қайта ишлашни ҳам бажаради.
Ўлчов воситалари ўлчаш жараёнидаги бажараётган вазифаси, ролига қараб иш, намуна ва эталон ўлчов асбобларига бўлинади.
Иш ўлчов воситалари халқ хўжалигининг барча тармоқларида амалий ўлчашлар учун мўлжалланган. Улар аниқлиги орттирилган ўлчов воситаларига ва техник ўвоситаларига бўлинади.
Намуна ўлчов воситалари иш ўлчов асбобларини текшириш ва уларни ўзлари бўйича даражалашга хизмат қилади.
Эталонлар физик катталиклар бирликларини қайта тиклаш ва сақлаш, уларнинг ўлчамларини намуна ўлчов асбоблари орқали халқ хўжалигида қўлланадиган иш ўлчов воситаларига ўтказишга хизмат қилади. Физик катталикларнинг бирликлари ўлчами шу усул билан намуна ўлчов асбоблар ёрдамида бошқа ўлчов асбобларига ўтказилади.
Ўлчаш воситаларининг кўрсатишларидаги хатоликларни аниқлаш ёки уларнинг кўрсатишларига тузатиш киритиш мақсадида ўлчов воситалари кўрсатишларини намуна ўлчов асбобларининг кўрсатишлар билан таққослаш асбобни текшириш деб аталади.