Файл: Реферат Таырыбы Физикалы шамаларды лшеу Орындаан Абибуллаева Аяжан.docx
Добавлен: 10.01.2024
Просмотров: 37
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
«АЛМАТЫ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ» АҚ
ТАҒАМ ТЕХНОЛОГИЯЛАРЫ ФАКУЛЬТЕТІ
«ТАҒАМ ӨНІМДЕРІНІҢ САПАСЫ ЖӘНЕ ҚАУІПСІЗДІГІ» КАФЕДРАСЫ
Реферат
Тақырыбы:Физикалық шамаларды өлшеу
| | Орындаған: Абибуллаева Аяжан Тобы: ССиМ 21-11 Тексерген: Серикбаева Аяна |
Алматы, 2023ж.
Мазмұны
| І | КІРІСПЕ................................................................................................. | 3 |
| ІІ | Негізгі бөлім.......................................................................................... | 4 |
| 2.1 | Өлшеу түрлері........................................................................................ | 4 |
| 2.2 | Өлшеу принциптері............................................................................... | 5 |
| 2.3 | Физикалық шамаларды өлшеу............................................................. | 7 |
| III | Қорытынды............................................................................................ | 8 |
| IV | Пайдаланылған әдебиеттер тізімі........................................................ | 9 |
| | | |
Кіріспе
Физикалық шама. Шамаларды өлшеу. Табиғаттағы құбылыстарды бір-бірімен салыстыра сипаттау үшін физикалық шамалар деп аталатын айрықша терминдер колданылады. Мысалы, шапқан аттың, ұшқан құстың және тасбақаның қозғалыстарын салыстыра сипаттау үшін үш түрлі физикалық термин қолданылады. Олардың бірі - уақыт, екіншісі - журілген. жол, үшіншісі - жылдамдың. Бұларды физикалық шамалар деп атайды. Физикалық шамалар құбылыстардың қасиеттерін сандық тұрғыдан сипаттайды.Физикалық шамалар құбылыстарды ғана емес, денелердің де қасиеттерін сипаттау үшін қолданылады. Шыныны алмаспен кесуге болады. Шыныққан болатпен мысты өңдейді. Ал керісінше жұмсақ мыс пен болатты өңдеу мүмкін емес. Сондықтан денелердің беріктік қасиеттерін сипаттау үшін қаттылық деген шама енгізіледі. Ең қатты дене - алмас, одан кейінгісі - шыны (шынымен болаттың бетін тырнауға болады), ал болаттың қаттылығы мыстан жоғары.Әрбір физикалық шаманың өлшем бірліктері (қысқаша бірліктері) болады. Мысалы, ұзындық бірлігі - метр, температура бірлігі - градус. Қысым, салмақ, масса, куіи, жылу өткізгіштік, электр өткізгіштік, жарық жылдамдыгы сияқты физикалық және астрономиялық шамалар бірліктерін оқу барысында біртебірте білетін боласыңдар.Физикалық шамаларды колданғанда (жазғанда, айтқанда) олардың бірліктерін міндетті түрде атап отыру керек. Физикалық шаманың мәні деп, оның өлшем бірлігі көрсетілген сандық мәнін айтады. Мысалы, дене 10 секунд қозғалған болса, оның козғалу уақытын £=10 секунд (қысқаша 10 с) деп жазамыз. Ал £=10 деп атаусыз жазсақ, онда мағынасыздық пайда болады. Физикалық шамалардың бірлігі үлкен де, кіші де бола алады.Физикалык шаманың бірлігі ірі болған сайын, оның сан мәні кішірейе береді. Мысалы, ұзындықтың километр (км) деген ірі бірлігі метр (м) деген кіші бірлігіне карағанда мың есе үлкен, яғни 1 км = 1000 м. Сондықтан 1,5 км = 1500 м; 0,5 км = 500 м, т. б. Сондай-ак уакыт бірліктерін алатын болсак: 1 мин = 60 с; 1,5 мин = 90 с деп жаза аламыз.Физикалық құбылыстарды сандық жағынан сипаттап, олардың арасындағы байланыстарды білу үшін физикалык шамалардың мәндері накты болуы керек. Осыған орай «физикалық шамалардың мәндері қалай анықталады?» деген сұрак туындайды. Физикалыц шамалардың мәндерін физикалық аспаптар жәрдемімен арнайы өлшеулер жургізу арқылы анықтайды. Мысалы, кыздырғанда денелердің ұлғаятыны белгілі. Бұл кұбылысты сандық жағынан салыстыра сипаттау үшін екі физикалық шама: температура мен көлем өлшенуі тиіс. Физикалық тәжірибелерде өлшіеулер жиі пайдаланылады. Сондыктан оған ерекше мән беріледі. Өлшеу тетігі мен өдісін, кыскасы, өлшеу мәдениетін меңгеру - физикадағы эксперименттік әдістің ең басты талаптарының бірі. Өлшеулер тек практика үшін ғана емес, теориялық қорытындыларды тексеру үшін де аса кажет. Физикалық шаманы өлшеу дегеніміз - оны өлшем бірлік ретінде алынған біртекті басқа бір шамамен салыстыру.Физикалық шамаларды арнайы аспаптардың көмегімен өлшейді. Ең қарапайым өлшеу құралдарының бірі - сызғыш. Оның көмегімен кашыктықты және денелердің сызықтық мөлшерін: ұзындығын, енін, биіктігін өлшейді.Құралдың бетіне тірсірілген бөліктер мен сандар аспап шкаласы деп аталады. Тек шкала бар болса ғана аспаптың көрсетуі, яғни өлшенетін шаманың мәні туралы бағамдауға болады. Көп жағдайда аспап бетінде шкаламен катар өлшенетін шаманың бірлігі де қысқаша жазылады. Мысалы, ток күшінің бірліктері: амперметр - (А), миллиамперметр (мА) деп, ал көлем бірліктері: см3, дм3, литр (л) деп жазылады.Өлшеулерді дұрыс жүргізу үшін аспап шкаласындағы бір бөліктің құнын таба білу қажет.Аспап шкаласындағы бөліктің ңуны өлшенетін шаманың шкаладагы кез келген екі мәнінің айырымын сол мәндердің арасындағы бөліктердің санына бөлу арқылы анықталады.
Өлшеу түрлері
Физикалық шаманың сандық мәнін табу әдісі бойынша барлық өлшеулер 4 негізгі түрге бөлінеді: тура өлшеу, жанама өлшеу, жиынтық өлшеу және бірге өлшеу.Тура өлшеу кезінде физикалық шаманың мәні тікелей тәжірибелік мәліметтерден алынады (мысалы, салмақты таразымен, бөлшек ұзындығын микрометрмен өлшеу). Жанама өлшеу – физикалық шаманың мәнін өлшенетін шамамен функционалды байланыстағы басқа физикалық шаманы тура өлшеу нәтижесінің негізінде анықтау. Жанама өлшеу мына жағдайларда жүргізіледі:өлшенетін шаманың мәнін тура өлшеуге қарағанда жанама өлшеу арқылы табу жеңілге түседі; шаманы тура өлшеу мүмкүн емес; жанама өлшеу тура өлшегенге қарағанда төмендірек қателік береді. Жанама өлшеудің теңдеуі: мұндағы: y – ізделетін шама, тура өлшеу арқылы табылған х1, х2, хn аргументтердің функциясы болып табылады. Жанама өлшеу мысалдары: металдың қаттылығын (НВ) диаметрі (D) белгілі болат шарикті белгілі салмақпен (Р) басып, ойылған жердің тереңдігін (h) алу арқылы мына формула бойынша табу: Жиынтық өлшеу – бірнеше аты бір шаманы бір уақытта өлшеу. Өлшенетін шаманың мәнін тура өлшеу жолымен алынған теңдеулер жүйесін шешу арқылы табады. Мысалы, наборға кіретін әр гирянің массасын олардың біреуінің белгілі массасы бойынша және гирялардың әртүрлі сочетаниесінің массаларын тура салыстыру нәтижесінде табу. Бірге өлшеу - екі немесе бірнеше аттары басқа шамаларды олардың арасындағы функционалдық тәуелділікті табу үшін бір уақытта өлшеу. Мысалы, дененің ұзындығының температурадан тәуелділігін табу, қайнау және балқу температурасының қысымнан тәуелділігін табу және т.б. Өлшеулерді былай жіктеуге болады: а) дәлдікті сипаттау бойынша – бір дәлдікті (белгілі шаманы дәлдігі бірдей өлшеу құралдармен біркелкі жағдайда өлшеу қатары (көп есе өлшеу)) және бір дәлдікті емес (белгілі шаманы бірнеше дәлдігі әртүрлі өлшеу құралдармен және (немесе) бірнеше әртүрлі жағдайда өлшеу қатары); б) қатардағы өлшеулер саны бойынша (қатар жүргізілген өлшеу саны бойынша) – бір есе және көп есе өлшеу; в) өлшенетін шаманың өзгеру-өзгермеуіне байланысты – статикалық (уақыт ішінде өзгермейтін физикалық шаманы өлшеу, мысалы, бөлшектің ұзындығын қалыпты температурада немесе жер учаскесінің өлшемдерін өлшеу) және динамикалық (уақыт ішінде өзгеретін физикалық шаманы өлшеу, мысалы ауыспалы электр тогының кернеуін өлшеу, қонып келе жатқан ұшақ пен жер арасындағы қашықтықты өлшеу). г) өлшеу нетижесін білдіру түрі бойынша – абсолют өлшеу (шаманы тура өлшеу және (немесе) физикалық тұрақтылардың мәнін
қолдануда негізделген өлтеулер, мысалы, күшті (F) өлшеу массаны тура өлшеу және физикалық тұрақтыны (g) қолдануда негізделеді) және салыстырмалы өлшеу (шаманы өзі сияқты (бір атты) бірлік ролін атқаратын шамамен салыстыру).
Өлшеу принциптері
Өлшеу принцибі - өлшеу негізіне қойылатын құбылыс немесе эффект.Кейбір өлшеулер негізіне қойылатын принциптерді қарастырайық. Егер әртүрлі материалдан жасалған екі электродтың спайкаланған жерін қыздыратын болсақ, онда электр қозғалтқыш күш пайда болады. Бұл құбылыс температураны жоғарғы дәлдікпен өлшеу негізіне қойылған (термопара).Электр өткізгіш және жартылай өткізгіштерді қыздыратын болсақ, олардың сопротивлениесі өзгереді. Бұл құбылыс та температураны жоғарғы дәлдікпен өлшеуге мүмкүндік береді, әсіресе платина қолданған кезде. Кейбір материалдарды созу несесе қысу кезінде олардың электр сопротивлениесі өзгереді. Бұл құбылыс аз мөлшердегі дене деформациясын, сондай-ақ жоғары және өте жоғары қысымдарды өлшеу үшін қолданылады.
Метал және жартылай өткізгіштің шекарасында сәуле түскен кезде электр қозғалтқыш күш пайда болады (фотоэффект). Фотоэффект құбылысында көптеген өлшеу құралдарында қолданылатын фотоэлементтердің жұмысы негізделген. Дене шығаратын жарықтың қарқыны температурадан тәуелді, ал соңғысы (температура) өз кезегінде денені қыздырушы токтың күшінен тәуелді болып табылады. Бұл құбылыс температураны контактсыз өлшеу әдісінің негізіне қойылған (оптикалық пирометр).
Өлшеу түрлендіргіші (МТ) - өлшенген шаманы басқа мәнге немесе өңдеуге, сақтауға, көрсетуге немесе беруге ыңғайлы өлшеу сигналын түрлендіруге қолданылатын стандартты метрологиялық сипаттамалары бар техникалық құрал. MT шығысындағы өлшеу туралы ақпарат әдетте бақылаушының тікелей қабылдауы үшін қол жетімді емес. IP жеке құрылымды элементтер болғанымен, олар көбінесе неғұрлым күрделі өлшеу құралдары мен қондырғыларының құрамдас бөлігі ретінде енгізіледі және өлшеулер жүргізгенде тәуелсіз мағынаға ие болмайды.Өлшеу түрлендіргішіне берілген түрлендірілген шаманы кіріс деп атайды, ал түрлендірудің нәтижесін шығару мөлшері деп атайды. Олардың арасындағы байланыс оның негізгі метрологиялық сипаттамасы болып табылатын трансформациялық функциямен белгіленеді.
Өлшенетін шаманың тікелей көбеюі үшін өлшенетін шамадан тікелей әсер ететін және өлшенген мән оны одан әрі түрлендіру немесе көрсету үшін түрленетін бастапқы түрлендіргіштер қолданылады. Бастапқы түрлендіргіштің мысалы - термоэлектрлік термометр тізбегіндегі термопара.
Бастапқы түрлендіргіштің түрлерінің бірі - сенсор - өлшеу сигналдары алынған құрылымдық бөлек бастапқы түрлендіргіш (ол «ақпарат береді»). Сенсорды оның сигналдарын алатын өлшеу құралынан едәуір қашықтықта орналастыруға болады. Мысалы, метеорологиялық зонд сенсоры. Иондаушы сәулеленуді өлшеу саласында сенсорды көбінесе детектор деп атайды.Айырбастау сипаты бойынша IP аналогтық, аналогтық-цифрлық (ADC), цифрлық-аналогтық (DAC), яғни сандық сигналды аналогқа немесе керісінше түрлендіре алады. Аналогтық түрінде сигнал тұрақты шамалар жиынтығын қабылдай алады, яғни өлшенетін шаманың үздіксіз функциясы. Сандық (дискретті) түрінде ол сандық топтар немесе сандар түрінде көрсетіледі. МТ мысалдары өлшеу тогы трансформаторы, қарсылық термометрлері болып табылады.
Өлшеу құралы - өлшенген физикалық шаманың көрсетілген диапазондағы мәндерін алуға арналған өлшеу құралы. Өлшеу құралы өлшеу ақпаратын бақылаушы тікелей қабылдай алатын формада ұсынады.Көрсету әдісіне сәйкес көрсететін және жазатын құрылғылар бар.
Тіркеу өлшенетін шаманың үздіксіз жазбасы түрінде немесе құралдың көрсеткіштерін цифрлық түрде басып шығару арқылы жүзеге асырылуы мүмкін.Тікелей әрекет ететін құралдар өлшенетін шаманы осы шаманың бірліктерінде аяқталған индикаторлық құрылғыда көрсетеді.Мысалы, амметрлер, термометрлер.Салыстыру құрылғылары өлшенген мәндерді белгілі мәндермен салыстыруға арналған. Мұндай құралдар үлкен дәлдікпен өлшеу үшін қолданылады.Әрекет бойынша өлшеу құралдары интегралды және жиынтық, аналогтық және сандық, өзін-өзі жазу және басып шығару болып бөлінеді.
Өлшеу қондырғысы мен жүйесі - бір немесе бірнеше мөлшерді өлшеуге арналған және өлшеу объектісінің (жүйенің) бір орнында (қондырғысында) немесе әртүрлі орындарында орналасқан функционалды түрде біріктірілген шаралар, өлшеу құралдары және басқа да құрылғылар жиынтығы.
Өлшеу жүйелері, әдетте, автоматтандырылған және мәні бойынша өлшеу процестерін, өлшеу нәтижелерін өңдеуді және ұсынуды автоматтандыруды қамтамасыз етеді. Мысалы, ядролық реакторлар немесе зарядталған бөлшектердің үдеткіші сияқты әртүрлі ядролық физика объектілеріндегі радиациялық бақылаудың автоматтандырылған жүйелері (ARMS) өлшеу жүйелерінің мысалы болып табылады.
Метрологиялық мақсатына сәйкес өлшеу құралдары жұмыс және стандарт болып бөлінеді.SI жұмыс - өлшеу үшін арналған, өлшем мөлшерін басқа өлшеу құралдарына беруге байланысты емес өлшеу құралы. Көрсеткіш ретінде жұмыс өлшеу құралын да қолдануға болады. Индикатор - кез-келген физикалық шаманың болуын немесе оның шекті мәнінен асатындығын анықтауға арналған техникалық құрал немесе зат. Көрсеткіштің стандартталған метрологиялық сипаттамалары жоқ. Индикаторлардың
мысалдары - осциллограф, лакмус қағазы және т.б.
Физикалық шамаларды өлшеу
1.Зерттелетін құбылыстарды сандық жағынан сипаттап, араларындағы байланыстарды білу үшін векторлық және скалярлық физикалық шамалардың мәндерін өлшеулер арқылы анықтайды. Физикалық шаманы өлшеу деп — оны өлшем бірлік ретінде алынған біртекті басқа бір шамамен салыстыруды айтады. Физикалық шамаларды арнайы аспаптардың көмегімен өлшейді .Ең қарапайым өлшеу құралдарының бірі — сызғыш. Оның көмегімен қашықтықты және денелердің сызықтық мөлшерін: ұзындығын, енін, биіктігін өлшейді. Мектепте көп қолданылатын өлшеуіш құралдарына мензурка мен секундомер жатады (сурет 1.13).Өлшеуіш құралдардың бетіне бөліктер сызылып, олардың өлшем бірліктері көрсетілген.Кейбір бөліктердің тұсына сандар жазылған.
2. Құралдың бетіне түсіріліп, бірліктері көрсетілген бөліктер мен сандар аспап шкаласы деп аталады. Тек шкала бар болса ғана аспаптың көрсетуі, яғни өлшенетін шаманың мәні туралы бағамдауға болады. Көп жағдайда аспап бетінде шкаламен қатар өлшенетін шаманың бірлігі де қысқаша жазылады. Мысалы, ток күшінің бірліктері: ампер (А), миллиампер (мА) деп, ал көлем бірліктері: см3, дм3, литр (л) деп жазылады.
3. Өлшеулерді дұрыс жүргізу үшін аспап шкаласындағы бір бөліктің құнын таба білу қажет. Аспап шкаласындағы бөліктің құны өлшенетін шаманың шкаладағы кез келген екі мәнінің айырымын сол мәндердің арасындағы бөліктердің санына бөлу арқылы анықталады. Мысалы, мензурка шкаласы бөлігінің құны мына ретпен анықталады (сурет 1.13, ә): а) шкаладан бірлігі см3 болатын көлемнің кез келген екі мәнін аламыз: мысалы, 150 см3 және 100 см3; ә) олардың айырымын табамыз: 150 см3-100 см3 = 50 см3; б) көлемнің екі мәні (150 см3 пен 100 см3) арасындағы мензурка бөліктерінің санын анықтаймыз: суретте ол 10-ға тең; в) бір бөлікке келетін көлемнің мәнін анықтаймыз: 50 см3 :10 = 5 см3. Бүл сан шкаладағы ең кіші бөліктің мәні, яғни анықтама бойынша бір бөліктің құны болып табылады.
Бір бөліктің құнын білгеннен кейін, өлшенетін шаманың мәнін табу керек. Суреттегі сұйықтықтың көлемі 100 сантиметр кубтан (см3-тан) артық, бірақ 150 сантиметр кубқа (см3-қа) жетпейді. Сұйықтықтың деңгейі