ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.02.2024
Просмотров: 17
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Метрологияның негізгі түсініктері мен анықтамалары
Метрология - өлшеу әдістері мен құралдарының бірлігін қамтамасыз ететін және қажетті дәлдікке жету тәсілдері туралы ғылым. Метрология грек тілінен аударғанда «метро» - өлшем, «логос» - білім деген мағынаны білдіреді.
Метрология ғылым және тәжірибелік қызмет саласы ретінде ерте заманда пайда болған. Ежелгі орыс өлшеу жүйесінің негізін ежелгі грек өлшем бірліктері салған, ал олар өз кезегінде Ежелгі Греция және Римнен алынған. Әрбір өлшем жүйесінің өзіндік ерекшеліктері болған, олар сол дәуірмен және ұлттық дәстүрмен байланысты болды.
Бірліктердің атауы мен олардың мөлшері бұрынғы Русьтағы әдіспен жүзеге асыру мүмкіндігіне сәйкес келген. Осылайша ұзындықтың негізгі бірліктері пядь және локоть (білек) қалыптасқан.
«Пядь» негізгі ежелгі ұзындық өлшемі болған және ересек адамның бас бармақ пен сұқ саусақтары ұштарының арақашықтығын білдірген. Уақыт өте келе, өлшемнің басқа түрі – аршин пайда болғаннан кейін, пядь (1/4 аршин) біртіндеп қолданыстан шыға бастады. «Білек» өлшемі Вавилоннан келген, ол шынтақ пен ортаңғы саусақтың ұшына дейінгі арақашықтықты білдіреді.
XVIII ғасырда сауда қарым-қатынастарының дамуына байланысты Ресейде Англиядан алынған дюйм, сондай-ақ ағылшын фут өлшемдері қолданыла бастады. Ерекше орыс өлшемі болып сажень саналды (ол үш білекке тең, шамамен 152 см).
I Петрдің жарлығы бойынша ұзындықтың орыс өлшемдері ағылшындықпен сәйкестендірілді және бұл ресейлік метрологияның еуропалықпен үйлесімділігінің бірінші сатысы болды.
Орта Азиядағы метрология – күрделі және аз зерттелген, өйткені арнайы өлшемдерге арналған ғылым кемде кем. Шығыс метрологиясы бойынша көп материалдар В. Хинцтың «Мусульманские меры и веса с переводом в метрическую систему» оқу құралында жинақталған .
Таяу Шығыстың кейбір жерлерінде, ең алдымен Шығыс Араб елдерінде дән мен бұршақ дақылдарын өлшегенде салмағын таразыға салмай, алдымен көлемін өлшейтін. Көптеген зерттеулерде салмақты түрлі көлем өлшемдерімен өлшеген, бұл әдістер дәннің тек жуық салмағын анықтауға мүмкіндік берді. Әртүрлі жерлер және уақыттағы бірліктердің нақты мөлшерін анықтау кезін-де, метрлік жүйеге айналдырғанда 65-77 кг бидай немесе 60-72 кг арпа 100 л алады деп есептелген.
Ертеде мұсылмандық кезеңде 1 васк немесе 1 «түйенің жүгі» - 252,342 литрге тең болған (немесе 194,3 кг бидайға),ал XIV ғ Иранда 1 джариб 120 тебриздік мандарға тең болған. Ал әрбір манн 260 дирхамға (3,2 г) тең, яғни 100 кг бидай, бойынша 130 литрге тең. Самарқандық Сағдада VI-VIII ғғ. 4,46 г-ға тең салмақ бірлігі қолданылған. Бұл Пенджикент қаласында жазуы бар дөңгелек тәріздес кірлер табылуына байланысты анықталған. 4,46 г салмақ бірлігі мұнда кейінгі жылдары да сақталды деп айтуға болады. Өйткені осындай мөлшердегі мискал орта ғасырларда Шығыс елдерінде пайдаланылған.
Соңғы орта ғасырда Бұқара қаласы үшін екі мискал анықталған: бірі 4,8 г және екіншісі 5,0г. 4,8 г-дық мискал қымбат бағалы металдар, асыл тастар, бұйымдарды өлшеу үшін пайдаланылған, сонымен қатар тиындар жасауға негіз салған. Бұл мискал Бұхарада ғана емес, сондай-ақ Орта Азияның өзге қалалары мен аймақтарында қолданылған.
Арнайы өлшем – намданг, 4,8 г-дық мискалдың 1/12 бөлігін құрайды. Құрғақ денелердің өлшемі – мут, Хуфадағы екі қол уысы, шамамен 500 г-ға тең. Бірліктерді алу кезінде бұл уыстарды әртүрлі адамдар өлшеуі тиіс болатын. Салмақ бірлігі – пайс, Ферғана, Ходжентте кеңінен қолданылатын. ХІХ ғасырдағы мәліметтер көрсетіп отырғандай, пайстың мөлшері әртүрлі кезеңдерде бірдей болған жоқ. Ходжентте (1874 ) пайс 25,6 г-ға тең болады. Наманганда (1886) 6 алтынға, яғни Ходженттегідей 25,6 г-ға , Қоқандта (1877) 5 алтынға (ұн және жеміс-жидек базарларында) және 4,5 алтынға (ет, сабын сатушыларда) бағаланды.
Ұзындық өлшемі алшын (71,12 см-лік орыс аршині) Хорезм, Бұқар және Орта Азияның барлық жерлерінде орыстардың жаулап алуына дейін қолданылды. Бірақ Хингоу өзені бойында алшын деп орыстың аршині саналмайтын, шынтақтан саусақтың ұшына дейінгі арақашықтық, яғни 45-50 см болатын.
Ангушт (саусақ) – саусақтың ортаңғы буын сүйегінің еніне тең ұзындық өлшемі. Ангуштың дәл канондық мөлшері бір қатарға қойылған алты арпа дәндерінің жалпы ұзындығына тең. Ал әрбір дәннің жуандығы жылқы жалының алты талының жуандығына тең. Ангушт жеке өлшем ретінде де пайдаланылды. Өлшемді әдетте бірнеше адам немесе жұдырығы орташа деп танылған адам жасайды. Алынған нәтижені заң қызметкерлері эталондарда тіркеген.
Буын («бугун») – Ферғананың құрылысшы шеберлерінің ұзындық өлшемі, ол қолдың ортаңғы саусағының ортаңғы буын сүйегіне тең. Әйелдер мата өлше-ген кезде бұл терминмен бас бармақтың бірінші буын сүйегін атаған.
Өлшемдердің метрлік жүйесі Францияда 1840 ж. енгізілген. Ресейде оны енгізудің маңыздылығын Д.И. Менделеев атап өткен. Ол метрлік жүйенің жалпы таралуының «халықтардың болашақтағы қаланатын жақындастығына» әсер ету құралы ретінде үлкен рөлі бар екендігін болжаған.
Ғылым мен техниканың дамуы жаңа өлшемдер мен жаңа өлшем бірліктерін талап етті, ол өз кезегінде іргелі және қолданбалы метрология-ның жетілуін ынталандырды.
Бастапқы кезде ғалымдар макрообъектілер мен олардың қозғалысын зерттей отырып, өлшем бірліктерінің үлгісін табиғаттан іздеген. Осылайша, секунд деп, жердің осьті айналу периодының бөлігі болып саналды. Біртіндеп зерттеулер атомдық және ядролық деңгейге ауысты. Осының нәтижесінде «ескі» өлшем бірліктері нақтыланды.
Осылайша 1983 ж. метрдің жаңа анықтамасы қабылданды. Ол жарықтың вакуумдағы 1/299792458 с ішінде жүріп өтетін жолының ұзындығы. Бұл анықтама жарықтың вакуумдағы жылдамдығын физикалық тұрақты шама ретінде қабылдағаннан кейін мүмкін болды. Енді метрологиялық ережелер тұрғысынан метр-секундке тәуелді болды.
1988 ж. халықаралық деңгейде электрлік бірліктер мен шамалар, өлшеу саласында жаңа тұрақтылар қабылданды, ал 1989 ж. жаңа Халықаралық тәжірибелік температуралық шкала ХТШ–90 (МТШ-90) қабылданды.
Осы бірнеше мысалдардан көріп отырғанымыздай, метрология ғылым ретінде қарқынды даму үстінде болды. Ол барлық басқа ғылыми және қолданбалы салалардағы өлшемдер тәжірибесінің жетілуіне ықпал етуде.
Өлшемдердің саласы және дәлдігімен бірге мүлдем жаңа құрылғыларды, техниканың кез-келген аясы үшін өлшегіш құралдарды жасау мүмкіндігі пайда болды. Ол өлшемдер ғылым мен техниканың, яғни метрологияның даму қарқындылығын көрсетті. Іргелі және тәжірибелік метрологияның дамуымен бірге заңды метрологияның қалыптасуы жүріп жатты.
Өлшеу дәлдігі – өлшенетін шама нәтижесінің, оның шын мәніне жақындығымен сипатталады.
2001 жылдың 1 қаңтарынан Ресей және ТМД елдерінің аумағында МЕСТ 16263-70 орнына өлшеудегі үлесті, еселік және басқа бірліктердің қолданылуын реттейтін ИСО 31(0-13) және ИСО 1000 халықаралық стандарттарымен үйлесімделген метрология саласындағы негізгі терминдерді және анықтамалар-ды құрайтын 29-99 ұсыныстары енгізілді.
Осы құжаттарға сәйкес метрология – бұл өлшемдер, әдістер және олардың бірыңғайлығын қамтамасыз ететін құралдар және талап етілетін дәлдікке қол жеткізу әдістері туралы ғылым. Мақсатына байланысты метрологияның үш бөлім ажыратылады: теориялық, заңнамалық және қолданбалы.
Теориялық (іргелі) метрологияда бұл ғылымның іргелі негіздері жетілдіріледі. Теориялық метрология – метрологияның негізі, жаңа бірліктер жүйесі, физикалық өзгермейтін жаңа өлшеу әдістерін зерттеумен айналысатын тарау.
Метрология қажетті өлшеу дәлдігі, өлшем бірліктері, физикалық шама бірліктерін қамтамасыз етуге бағытталған өлшеу әдістері, эталондары, өлшеу құралдары және өлшеу зертханаларына қойылатын мемлекеттік талаптарды қарастырады.
Біріңғайлықты және қажетті өлшеу дәлдігін қамтамасыз етуге бағытталған физикалық шамалар бірліктері, эталондар өлшеу әдістері және құралдарын қолдану бойынша міндетті техникалық, заңды талаптардың орындалуы метрология пәні болып табылады.
Қолданбалы метрология теориялық өңдеудің тәжірибелік қолданылу және заңнамалық метрология күйі сұрақтарын қамтиды. Қолданбалы метрология теориялық метрологияның өңдеулерінің іс жүзінде қолданылуы және заңдастыру метрологиясының шараларын жүзеге асыру жұмыстарын атқарады. Өнім мен шикізаттың саны мен сапасы , өндірістік және технологиялық процестер туралы ақпараттың болуы қажет.
Метрология обьектілері бірлік шамасы, өлшеу құралдары, эталондар, өлшеуді орындау әдістері. Өлшеу бірыңғайлығы - өлшеу қателігі белгіленген мөлшермен айқындалып, заңдастырылған өлшем бірліктерімен көрсетілген өлшеу жағдайы.
Әртүрлі жерде, әртүрлі уақытта әртүрлі әдіс пен өлшеу құралдарын қолданып, алынған өлшеу нәтижелерін салыстыру үшін, өлшем бірліктері қажет. Метрологияның басты мақсаты-өлшем бірлігі мен қажетті дәлдікті қамтамасыз ету.
Өлшем – арнайы техникалық құралдар көмегімен, тәжірибе арқылы шама мәнін табу. Метрологияның бүгінгі күнгі дамуы эталондардың жақсартылуымен, өлшеу дәлдігі жаңа әдістерінің жетілуі, қажетті өлшеу бірлігі мен дәлдігін қамтамасыз ету жолында жүргізіліп жатқан шаралармен тығыз байланысты. Өлшеудің бірнеше түрі бар. Олардың жіктелуі өлшенетін шаманың уақытқа, өлшеу теңдеуінің түріне, өлшем нәтижесінің дәлдігін анықтайтын шартқа және осы нәтижелердің көрсетілу әдістеріне байланысты. Өлшенетін шама өзгеруі бойынша өлшену уақытына байланысты өлшеу мына түрлерге бөлінеді:
а) статикалық - өлшенетін шама уақыт өткен сайын өзгермей, бір қалыпта қалады;
б) динамикалық - өлшеу барысында өлшенетін шама уақыт өткен сайын өзгеріп отырады, мысалы, дененің өлшемдерін өлшеу, қысымды өлшеу статикалық өлшемдерге, ал өзгеріп отыратын қысым, толқулар динамикалық өлшемдерге жатады.
Өлшеу принципі - өлшеу негізіндегі физикалық құбылыс немесе физикалық құбылыстар жиынтығы. Мысалы, массасына пропорционалды ауырлық күшін таразыға тарту арқылы дененің массасын өлшеу, термоэлектрлік әсерді пайдаланып, температураны өлшеу.
Өлшеу әдісі - өлшеу құралдары мен өлшеу принциптерін қолдану амалдарының жиынтығы.
Мөлшерленген метрологиялық қасиеттері бар қолданбалы техникалық құралдарды өлшем құралдары дейміз.
Өлшем нәтижелерін алу әдістеріне байланысты (өлшеу теңдеулері барысында) тікелей, жанама, жиынтықты, біріккен өлшемдерге бөледі.
Тікелей өлшем кезінде қажетті өлшемдер мәнінің шамасын тәжірибе жүзінде аламыз. Тікелей өлшемдерді Q=X формуласы арқылы табуға болады. Мұнда Q - өлшенетін шаманың мәні, X - шаманың тәжірибе кезінде алынған мәні.
Тікелей өлшеу кезінде өлшенетін шаманы тәжірибе жүзінде тексереміз де эталонмен салыстырамыз немесе өлшеу құралдарын қолданамыз. Мысалы дененің ұзындығын масштабты сызғышпен, салмағын таразымен өлшеуді, т.б. айтуға болады.
Жанама өлшем дегеніміз, қажетті деген шама мен тікелей өлшеу кезінде табылған шаманың өзара тәуелділігі арқылы анықталған өлшем. Жанама өлшем кезінде қажет шама мен тікелей қатынастағы басқа шамаларды өлшейді.
Өлшенетін шаманың мәнін Q=f ﴾X1, X2, X3,...) формуласы бойынша табамыз, мұнда Q – жанама өлшеумен табылатын шаманың мәні, f – бітуі, іздеген шамамен тікелей байланыстағы шамалар; Х1, Х2, Х3 - тікелей өлшеумен табылған шама мәндері.