Штангенциркуль құралында өлшеу нәтижелерін өңдеу

Бұл формулалар өлшеу қателіктерінің мәндерін іздеуді анықтайды, ол сандық немесе графикалық интегралдау жолымен жүргізіледі, және қателер ықтималдықтарының рауалы мәндері берілген болу керек. [6]

 

 

 

 

 

 

2.4 Физикалық қасиеттері мен шамалар

 

Қоршаған ортаның барлық объектілері өз қасиеттерімен сипатталады. Қасиет – бұл объектінің (құбылыстың, процестің) бір жағы, ол оның айырмашылығын немесе басқа объектілермен ортақтығын анықтайды және оның оларға деген қатынастарында байқалады. Әр түрлі қасиеттерді сандық анықтау үшін «шама» ұғымы енгізіледі. Шама – бұл бірдеңенің қасиеті, ол басқа қасиеттердің арасынан сол немесе өзге тәсілмен ерекшеленуі, соның ішінде сандық бағалануы да мүмкін. Талдау шамаларды 2 түрге бөлуге мүмкіндік береді: нақты және идеал. Идеал шамалар математикаға жатады, нақты ұғымдардың жалпыламасы болып табылады, сол немесе өзге тәсілмен есептеледі. нақты шамалар физикалық және физикалық емес болып бөлінеді. Физикалық шама – бұл жаратылыстану және техникалық ғылымдарда зерделенетін, материалдық объектілерге тән шама. Физикалық емес шамаларға қоғамдық ғылымдарда: философияда, әлеуметтануда, экономикада және т.б. зерделенетін шамалар жатады.

Физикалық шама – бұл физикалық объект қасиеттерінің бірі екендігін МЕСТ 16263-70 анықтайды, сапалық қатынаста – көптеген физикалық шамаларға ортақ, сандық қатынаста олардың әрқайсысы үшін жеке. Сөйтіп, физикалық шама – бұл олардың көмегімен зерделенуі мүмкін, физикалық объектілердің немесе процестердің өлшенген қасиеттері.

Физикалық шамалар өлшенетін және бағаланатын болып бөлінеді. Өлшенетін шамалар белгіленген өлшем бірліктерінің белгілі саны түрінде сандық өрнектелуі мүмкін. Физикалық – бұл олар үшін өлшем бірліктері енгізіле алмайтын шамалар, олар тек бағалануы. Бағалау – бұл белгілі ережелер бойынша жүргізілетін, берілген шамаға белгілі санды тіркеп жазу операциясы. Бағалау шкалалардың көмегімен жүргізіледі. Шкала – бұл дәл өлшеулер нәтижелерінің негізінде қабылданған, физикалық шама мәндерінің реттелген тізбектілігі. Бұдан, физикалық емес шамалар тек бағалануы ғана мүмкін.

Физикалық шамаларды келесі түрде жіктеуге болады:

Құбылыстар түрлері бойынша олар топтарға бөлінеді:

• заттық, олар заттардың, материалдардың және олардан жасалған бұйымдардың физикалық, физика-химиялық қасиеттерін (масса, тығыздық, сыйымдылық және т.б.) сипаттайды;
• энергетикалық, олар энергияны (қуатты, кернеуді) түрлендіру, тарату және пайдалану процестерінің энергетикалық сипаттамаларын сипаттайды;
• процестердің уақытта өтуін сипаттайтындар. Оларға әр түрлі спектрлік сипаттамалар, корреляциялық функциялар және т.б. жатады

Физикалық процестердің әр түрлі топтарына тиесілігі бойынша шамалар механикалық, жылулық, акустикалық, электрлік және магниттік, жарықтық, кеңістікті-уақыттық, иондаушы сәуле шығару, атомдық және ядролық физика, физика-химиялық болып бөлінеді.

Берілген топтың басқа шамаларына шартты тәуелсіздігі дәрежесі бойынша физикалық шамалар негізгі, туынды, қосымша деп бөлінеді.

Өлшемділігінің бар болуы бойынша физикалық шамалар өлшемді және өлшемсіз болып бөлінеді.

Физикалық объектілер шексіз алуан түрлілікпен айқындалатын қасиет-тердің көпшілігін иеленеді, олардың кейбіреулерін оларды өлшеу кезіндегі сандардың жиынтығымен анықтау қиын. Қасиеттердің барлық айқындалулары-ның арасында, эквиваленттік қатынастарында, аддитивтік тәртібінде айқында-латын, ортақ қасиеттер бар. Бұл қатынастар математикалық логика постулат-тарымен сипатталады.

Эквиваленттік қатынасы – бұл онда берілген X қасиеті әр түрлі А, В объектілерінде бірдей немесе бірдей емес болатын қатынас. Эквиваленттік қатынасының постулаттары:

1. дихотомия (ұқсастық немесе айырмашылық): не Х(А)=Х(В), не Х(А)≠Х(В);

б) эквиваленттік қатынасының симметриялылығы: егер Х(А)=Х(В), онда Х(В)=Х(В);

в) сапа бойынша транзитивтік (эквиваленттік қатынасын өту): егер Х(А)=Х(В) және Х(В)=Х(С), онда Х(А)=Х(С).

Тәртіп қатынасы – бұл онда берілген Х қасиеті әр түрлі объектілерде артық немесе кем болатын қатынас. Тәртіп қатынасының постулаттары:

а) антисимметриялық: егер Х(А)>Х(В), онда Х(В)<Х(А);

б) қасиеттің қарқындылығы бойынша транзитивтік (тәртіп қатынасын өту): егер Х(А)>Х(В) және Х(В)>Х(С), онда Х(А)>Х(С).

Аддитивтік қатынасы – бұл әр түрлі объектілердің біртекті қасиеттері қосындылана алатын қатынас. Аддитивтік қатынас постулаттары:

а) бір сарындылық (бір бағыттылық, аддитивтік): егер Х(А)=Х(С) және Х(В)>0, онда Х(А)+Х(В)>Х(С);

б) коммутативтік (қосылғыштардың орын ауыстырғыштығы): егер Х(А)+Х(В) = Х(В)+Х(А);

в) дистрибутивтік (үлестірімділік): Х(А)+Х(В)=Х(А+В);

г) ассоциативтік (терімділік): [Х(А)+Х(В)]+Х(С)=Х(А)+[Х(В)+Х(С)].

Осыдан, эквиваленттік, тәртіп және аддитивтіктің аса ортақ қатынастары-ның айқындалуына байланысты, қасиеттер мен шамалардың үш түрін ажырату керек: - Хэкв – бұл қасиет өзін эквиваленттік қатынасында ғана айқындайды; - Хинт – бұл өздерін эквиваленттік пен тәртіп қатынасында айқындайтын, қарқынды шамалар; - Хэкст – бұл өздерін эквиваленттік, тәртіп және аддитивтік қатынасында айқындайтын, экстенсивті шамалар.

 

Өлшеу және негізгі операциялар

Өлшейтін физикалық шамаларды 2 топқа бөлуге болады:

- тікелей өлшенетін, олар берілген  мөлшермен ұдайы өсірілуі және  өіне ұқсастармен (ұзындық, масса) салыстырылуы  мүмкін;

- өлшемдік түрлендіру операцияларының  көмегімен, берілген дәлдікпен тікелей өлшенетін шамаларға (тығыздық, қуат) түрлендірілетін.

Тура өлшеудің мәні – бұл тікелей тәжірибелік деректерден, яғни өлшеу құралдарының көрсеткіштері бойынша шаманың ізделіп отырған мәнін табу.

Өлшемдік түрлендіру – ол кезде біртексіз түрлендірілетіндердің және физикалық шамамен түрлендірілгендердің өлшемдері арасындағы сәйкестік анықталатын операция. Q=F(x) теңдеуімен сипатталады. Бұл функция физика-лық заңдылықтар негізінде алынады. Жалпы жағдайда бұл кезде келесі операциялар болуы мүмкін:

- түрленетін шаманың физикалық  тегінің өзгеруі;

- масштабты-сызықтық түрлендіру;

- масштабты-уақытша түрлендіру;

- сызықтық емес немесе функционалды  түрлендіру;

- сигнал модуляциясы;

- сигналды кванттау және дискреттеу.

Қарапайым өлшеу физикалық шама мөлшерін көп мәнді өлшеммен рет-телетін, шығыстық шаманың мөлшерлерімен салыстырудан тұрады. Осыдан, біртекті шамалардың ара қатысын анықтау үшін физикалық құбылыстар мен процестерді пайдалану тәсілдерінің жиынтығы салыстыру әдісі деп аталады.

Бірақ барлық шамаларды салыстыруға болмайды, осыған сәйкес физикалық шамалар 3 топқа бөлінеді:

- алдын-ала түрлендірусіз салыстыруға  болатын, физикалық шамалар (электрлік, магниттік);

- коммутациялар үшін ыңғайлы  физикалық шамалар (жарық ағындары, сұйықтық және газ ағындары, иондаушы ағындар);

- объектілердің күйін немесе  олардың қасиеттерін сипаттайтын, оларды тікелей салыстыру, яғни  алу мүмкін болмайтын, физикалық  шамалар (ылғалдылық, түс, иіс).[10]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 . ШТАНГЕНЦИРКУЛЬ —  СЫЗЫҚТЫҚ ӨЛШЕМДЕРДІ          ӨЛШЕЙТІН ҚҰРАЛ-САЙМАН

3.1     Штангенцикуль  құралының түсінігі

 

Штангенқұрылғы – өлшеу және сызықты өлшемдерді тікелей әдіспен өлшеуге арналған өлшеу құрылғыларының тобы. Штангенқұрылғылардың бөлігі штанганың өлшеу сызығы 1 мм арқылы көмекші жылжымалы нониустан тұрады. Металлдарды өңдеу саласында штангенқұрылғылар кең қолданады. Санақ ұстанымы екі шкаланың бірігуінен: негізгі және нониус шкалалары құрылғылары үшін арналған.

Штангенқұрылғылар, штангенқұралдар (өлшеу құралдарын көрсететін) деп аталатын қарапайым құрылғылардың арзан бағалы көптеп таралған. Штангенқұралдар негізгі шкала салынған штанга мен нониусты қолдануға негізделген санау жабдығынан тұрады.   Негізгі штангенқұралдарға штангенциркуль, штангентереңдік өлшеуіш және штангенрейсмасс жатады. 
Штангентереңдік өлшеуіш жазықтықтар арасында интервалды, саңылау тереңдігін және т.б өлшеуге арналған.

Штангенциркуль құралдары – шрихты шкала көрсеткіші немесе нониуспен саналған. Бір немесе бірнеше жылжымалы рамкасы бар көрсететін өлшеу құралдары. Штанганың аяғы жылжымайтын губкалар қатты бекітілген губкалардың өлшеу жазықтығы штанганың бүйіріне перпендикуляр.Сенімді, яғни сапалы штангенқұрылғылар көбіне коррозияға ұшырамайтын тұрақты материалдардан болаттардан жасалынады.

  Штангенциркульдер ішкі және сыртқы өлшемдерді өлшеуге арналған құрылғы. Бұл штангенқұрылғылардың ең көп таралған түрі. Ең алғашқы нониусы бар штангенциркульдер Лонданда XVIII ғасырдың аяғында, ал нониуссыз ағаш штангенциркульдар XVII ғасырда пайда болды.

  Ғылым – техниканың дамуына  баилланысты штангенциркульдерде озықтала түсуде, әр түрлі электронды штангенциркульдер жарыққа шығуда. Олардың әр қайсысының өзіндік ерекшеліктері, құрылысы, өлшеу шектері мен бөлік бағалары бар.

Штангенқұралдар деп, шкаласы бар штанга мен нониус (көрсетілуді анықтау үшін қосымша шкала) негізінде сызықтық өлшемдерді өлшеу құралдарын атайды.

Нониус – негізгі шкаланың бөлінулер интервалының бөлшектік үлесін санау үшін қолданылатын қосымша шкала.  Штангенқұралдар массалық және кең қолданылатын өлшем құралдары болып табылады.  Штангенқұрал негізгі шкала салынған штанга мен нониусты қолдануға негізделген санау жабдығынан тұрады.

Негізгі  штангенқұралдарға штангенциркуль, штангентереңдік өлшеуіш  және штангенрейсмасс жатады.

Штангентереңдік өлшеуіш жазықтықтар арсындағы интервалды, саңылау тереңдігін және т.б өлшеуге арналған.

Штангенциркуль бұйымның сыртқы және ішкі өлшемдерін, ал кейбір жағдайларда белгі қойып шығу үшін арналған. Штангенрейсмасс белгілеу жұмыстары мен бұйымның биіктік өлшемдерін өлшеуге арналған.

Штангенциркульдердің бірнеше түрі бар:

-ШЦ-I екі жақты губкалардың орналасуынын ішкі және сырқы сызықты өлшеулер үшін, сонымен қатар тереңдікті сызғышпен өлшеу үшін арналған құрылғы.

-ШЦТ-I сыртқы өлшемі үшін Қатты құймасы бар және тереңдігін өлшеу үшін сызғышы бар губканың бір жақты орналасуы

-ШЦ-II ішкі және сыртқы өлшеммен белгілеу үшің губканың орналасуы

-ШЦ-III ішкі және сыртқы өлшем үшін губкалардың бір жақты орналасуы.

Штангенциркульдар қолдан жасалған аспаптар болып табылады. Штангенциркульдердің көпшілігінің ең төменшгі өлшем бірлігі – нөл.

ШЦ-I және ШЦТ-I штангенциркульдерінің жоғарғысы 125 мм құрайды;

ШЦ-II-де – 160; 250; 400; 630; 1000; 1600 және 2000 мм, сонымен қатар жоғарғы өлшем бірлігінің шегі 4000 ге дейін баратын үлкен штангенциркульда бар.

Бірақ, бұл кейбір анықтамаларды беруді қажет етеді:  ШЦ-II және ШЦ-III штангенциркульдерінің ішкі өлшем бірліктерінің ең төменгі шегі нөл емес, губканың суммарлы жуандығымен анықталады және ол 10 мм-ді құрайды, ал өлшем бірлігінің жоғарғы шегі 400 мм және 20 мм ге дейін барады. [12]

1–кесте.  Штангенциркульдер (ГОСТ 166-80)

Штангенқұрылғылардың мінездемесі

Түрі	Өлшеу құрыл- ғылар- дың шегі	Нониус есептемесі	Губкалардың шығуы (штангенрейсмасс  Пышағы			Құралдардың жіберілетін  қателігі
			L	L1,   аз емес		Шкаланың учаскесі үшін	Белгі б/ша  нониустың  есептемесі
ШЦ-I ШЦТ-I	0-125	0,1	35-40		16	0	±0,05	±0,05
ШЦ-II   ШЦ-III	0-160 0-200 0-250	0,1   0,05	45-50 50-63 60-80		6 8 10	0 ден 100 100 – 200 200 – 250	±0,06 ±0,07 ±0,08
ШЦ-III	0-315 0-400 0-500 250-630 250-800 320-1000 500-1250 500-1600 800-2000	0,1	63-100 63-125 80-160 80-200 80-200 80-200 100-300 100-300 100-300		10 10 15 15 15 20 20 20 20	250 ден 300 300 – 400 400 – 1000 1000 – 1100 1100 – 1200 1200 – 1300 1200 – 1400 1400 ден 2000	±0,08 ±0,09 ±0,1 ±0,16 ±0,17 ±0,18 ±0,19 ±0,2