Өлшеу

Өлшеу (Measurement) - объект, немесе оқиға қасиеттерінің сандық көрсеткіштеріне қол жеткізу үшін жасалатын анықтау процесі.^[1]^[2] Басқаша айтқанда, өлшеу мәлім негізгі анықтамалық шамамен (өлшем бірлігімен) салыстырғанда физикалық шаманың қаншалықты үлкен, немесе кіші екенін айқындау процесі.^[3]

Өлшемнің көлемі мен қолданысы контекстке және пән саласына байланысты. Жаратылыстану ғылымдары мен техникада өлшеулер объектілердің немесе оқиғалардың номиналды қасиеттеріне қолданылмайды, бұл Халықаралық салмақтар мен өлшемдер бюросы жариялаған халықаралық метрология лексикасының нұсқауларына сәйкес келеді.^[2] Дегенмен, статистика, сондай-ақ әлеуметтік және мінез-құлық ғылымдары секілді салаларда өлшемдер номиналды (nominal), реттік (ordinal), интервалды (interval) және арақатынастық (retio) шкалаларды қамтитын бірнеше деңгейге ие болуы мүмкін.^[1]^[4]

Өлшем сауданың, ғылымның, технологияның және көптеген пәндердегі сандық зерттеулердің негізі болып табылады. Тарихта, адам өмірінің әртүрлі өрістері үшін көптеген өлшем жүйелері, бірліктері түрлі салаларда салыстырма үшін қолданылған. Көбінесе ондай өлшемдік бірліктерге сауда серіктестігі, немесе серіктестер арасындағы келісімдер арқылы қол жеткізген. ХVIII ғ-дан бастап біртұтастыққа қарап дамудың арқасында, адамзат қоғамы қабылданған стандарттарға келісе бастады, нәтижесінде қазіргі заманғы Халықаралық бірліктер жүйесі (SI) пайда болды. Бұл жүйе барлық физикалық өлшемдерді жеті негізгі бірліктен тұратын математикалық комбинацияға дейін азайтады. Өлшеу ғылымы метрология саласында да жүргізілуде.

Қарапайым етіп айтқанда, өлшеу әдетте белгісіз шаманы белгілі, немесе стандартты шамамен салыстыру барысында анықтайды.

Өлшенетін шама бірнеше рет бақыланады, одан алынған нәтижелер математикалық жолмен өңделеді және ең соңында өлшеудің жүйелік қателіктерін шығарып тастап, шаманың ақырғы мәні алынады.^[5] Өлшеу - берілген өлшем бірліктерінде өлшенер шаманың сандық мағынасын табу үшін өлшем құралдарымен орындалатын әрекеттер жиынтығы.^[6]

Өлшеу жүйесі

Метрикалық калибрлеуі бар төрт өлшеу құрылғысы

Өлшеу жүйесі — өзара арасы байланыс каналымен жалғасқан өлшеу құралдары мен қосымша құрылғылар (өлшеулер, өлшеу аспаптары, өлшеу түрлендіргіштері) жиынтығы; өлшеу ақпаратының сигналын автоматты өндеуге, беруге және автоматты басқару жүйелерінде пайдалануға ыңғайлы түрінде шығару үшін қолданылады.^[5]

Өлшеулердің метрлік жүйесі

Өлшеулердің метрлік жүйесі (орыс. метрическая система мер) — екі бірлікке: үзындық бірлігі метрге және масса бірлігі килограммға негізделген өлшемдер жүйесі. Өлшеулердің метрлік жүйесі XIX ғасырдың аяғында Ұлы француз революциясы кезінде пайда болды. Өлшеулердің метрлік жүйесі кірген өлшемдер: іс-тәжірибенің талабына қарай ұзындықтың бірлігі метр (1 метр Париждің географиялық меридиан үзындығы ширегінің он миллионнан бір бөлігіне тең), аудан (1 ар қабырғасы 10 метр квадраттың ауданына тең), көлем (1 метр кубтың көлеміне тең), сұйық және сусымалы заттар үшін сыйымдылық (1 литр қабырғасы 0,1 метр кубтың ауданына тең), масса (1 грамм қабырғасы 0,001 метр кубты 0° С-та толтырған судың массасына тең), осы өлшемдерге ондық жұрнақтар — мирна (104 — қазір қолданылмайды), кило, гекто, дека, деци, санти, және милли — олар ондық еселенген және бөлшектік бірліктерді алуға қамтамасыз етті. 1975 жылы әлемнің 120-дан аса мемлекетінде Өлшеулердің метрлік жүйесі істеді.

Өлшеу құралдары

Өлшеу құралдары (орыс. измерительные средства) — сыртқы және ішкі өлшемдерді (нониустық, межемен жабдықталған өлшегіш құралдар, микрометрлер, микрометрлік штихмастар), тереңдік пен биіктікті (штанген тереңдік өлшерлер, микрометрлік тереңдік өлшерлер) өлшеуге арналған, тетіктерді белгілеуге (штангенрейсмустар) арналған аспаптар.

Өлшеу құрылғылары

Өлшеу құрылғылары (орыс. измерительные устройства) - жеке физикалық шаманы өлшеуге, тіркеуге және санауға арналған техникалық құралдардың кешені. Өлшеу құрылғылары - өлшеу-ақпараттық жүйенің жеке түрі. Өлшеу құрылғылары негізі - өлшеуіш түрлендіргіш. Өлшеу құрылғылары тура түрлендіргішті және теңестіруші болып екіге бөлінеді. Біріншісінде өлшенетін шама бұрышпен анықталады. Екіншісінде өлшенетін шама біртекті шамамен салыстырылады. Мәселен, өлшеу көпірі, цифрлы вольтметр.

Өлшеулер дәлдігі

Өлшеулер дәлдігі — өлшенетін шаманың шын мәніне жуықтығын бейнелеп көрсететін өлшеу нәтижесінің сапасы. Жоғары өлшеулер дәлдігі жүйелі және кездейсоқ қателіктердің барлық түрінің аз ғана шамасына сәйкес болады. Сандық дәлдік салыстырмалы қателік модуліне кері шамамен білдірілуі мүмкін. Мысалы, егер өлшеулер қателігі $10^{-4}$ болса, онда дәлдік $10^{4}$ болады.^[5]

Өлшеу ақпараты

Өлшеу кезінде «Ақпарат» ұғымы қолданылады. Ақпарат дегеніміз – объекті туралы алғашқы анық емес ілімдерді азайтатын мәліметтер жиынтығы болады. Ең маңызды болып саналатын мәліметтердің бірі өлшеу жолымен алынатын объектілердің қасиеттерінің санаулы сипаттамалары туралы болып саналады. Осындай мәліметтер біздің біліміміздің жоғарылап, ал объектілер туралы ілімдердің анықсыздық дәрежесін азайтады, яғни өлшеу ақпараттық процесс болып табылады. Өлшенетін физикалық шамалар мәні ақпаратты өлшеу нәтижесі деп аталады. Ақпараттың материалдық тасымалдаушысы сигнал болып табылады. Жалпы мағынада, уақытта ағып жататын физикалық процесс дегеніміз сигнал екенін түсіндік. Өлшенетін физикалық шамамен қосыла өзгеретін сигналды өлшеудің ақпараттық сигналы деп, ал өлшенетін шамамен функционалды байланысы жоқ сигналды ақпараттық емес параметр деп айтамыз.

Өлшеу аспабының сезгіштігі

Өлшеу аспабының сезгіштігі (орыс. чувствительность измерительного прибора) — өлшеу аспабының шығуындағы сигнал өзгерісінің, оның өзгерісін туғызған өлшенетін шамаға қатынасын айтады. Егер біліктің номиналды диаметрін х = 100 мм өлшегенде өлшенетін шама өзгерісі ∆х = 0,01 көрсеткіші ∆l = 10 мм-те, жылжытса, онда аспаптың абсолютті сезгіштігі S=∆l/∆x = 10/0,01 = = 1000 болады, ал салыстырмалы сезгіштігі S₀ = ∆l/(∆х/х) = 10/(0,01/100)= = 100.000.

Өлшеу әдістері

Өлшеу әдістері (орыс. методы измерений) — физикалық қағидалар мен құралдардың әр түрін қолдануға негізделген әдістер жиынтығы. Өлшеу әдістерінің келесі түрлері болады: тура, жанама, дифференицалды және бірден бағалау әдістері.

Өлшеу дәлдігі

Өлшеу дәлдігі (орыс. точность измерений) — өлшеу нәтижесінің өлшенетін шаманың нақты мәніне жақындау дәрежесін сипаттайтын өлшеудің сапасы; сандық жағынан ө.д. салыстырмалы қателік модуліне кері шамамен көрсетіледі. Егер өлшеу қателігі 2-10⁻²% = 2-10⁻⁴ болса, онда Өлшеу дәлдігі 1/(2-10⁻⁴) = 5-10³ болады.

Өлшеу желісі

Өлшеу желісі (орыс. измерительная линия) — электржеткізгіштердің, толқынтаратушылардың және т.б. үлестіргіш параметрлері бар желілердің электрлік параметрлерін өлшеуге арналған аспап. Өлшеу желісі байланыс зондысы бар күймеше жүретін коаксиалды немесе толқынжеткізгіш желінің кесіндісін құрайды. Өлшеу желісі көмегімен желінің бойындағы электрлік өріс кернеулері бөліктерінің ығысуын және тұрақты толық коэффициентін, толық кедергісін, амплитудасын, фазаларын, шағылысу коэфициентін және т.б. анықтайды. Әдетте Өлшеу желісі жиіліктердің жүздеген МГц-ден жүздеген ГГц-ке дейінгі аралықта қолданылады. Қателігі 2 ... 5%.

Өлшеу көпірі

Өлшеу көпірі (орыс. мост измерительный) - жоғары электр кернеуінің шамасын төмендетіп, оның электр кернеуін, сыйымдылығын, индуктивтілігін және т.б. шамаларын өлшеуге арналған электр аспабы. Оның тұрақты токқа, айнымалы токқа арналған түрлері болады.

Өлшеу машинасы

Өлшеу машинасы (орыс. измерительная машина) — тетіктердің ішкі және сыртқы сызықтық өлшемдерін өлшеуге арналған оптика-механикалық өлшеу құралдары. Жоғарғы өлшеу шегі 4 , 6, 8, 12 метр. Есептеу құрылғысы ретінде оптиметр немесе интерферометр түтігі пайдаланылады. Өлшеу тексерілетін тетік өлшемі үлгілі тетіктің бүрыннан белгілі өлшемімен салыстыру арқылы немесе өлшеу машинасында тексерілетін тетіктің өлшемін тура өлшеу арқылы жүргізіледі. Ішөлшерді тексеру үшін және баптау үшін, үлкен өлшемдерді тексеру үшін және өлшемдерді өлшеу үшін қолданылады.

Өлшеу аунақшалары

Өлшеу аунақшалары (орыс. измерительные ролики) - диаметрлері өте жоғары дәлдікпен жасалынған, конустық беттердің өлшемдерін өлшеуге арналған аспаптар.

Өлшеу шариктері

Өлшеу шариктері (орыс. измерительные шарики) — диаметрлері өте жоғары дәлдікпен жасалынған, конустық беттердің өлшемдерін өлшеуге арналған аспаптар.

Өлшеулердің метрлік жүйесі

Өлшеулердің метрлік жүйесі (орыс. метрическая система мер) - ұзындық өлшемі 1 м-ге тең, масса өлшемі 1 кг-ға тең халықаралық өлшемдер бірлігінің жүйесі.

Өлшеуіш

Өлшеуіш (орыс. измеритель) — ұшы өткір инесі бар ашаға ұқсаған өлшеу құралы. Сызықтық өлшемді салу үшін ұсталық белгілеу істерінде жиі қолданылады.

Өлшеуіш аспап

Өлшеуіш аспап (орыс. измерительный прибор) - байқаушы сезе алатындай түрге өлшеу ақпаратының сигналын өндеуге арналған өлшеу құралы. Өлшеуіш аспаптың көрсететін, тіркейтін, өзі жазатын, басатын, интегралдайтын, қосатын, аналогты, цифрлы, тура әрекеттегі және салыстыратын түрлері бар.

Өлшеуіш аша

Өлшеуіш аша (орыс. измерительная вилка) — аккумуляторлық батареялардың кернеуін тексеруге арналған аспап.

Өлшеуіш құрал-саймандар

Өлшеуіш құрал-саймандар (орыс. измерительные инструменты) — тетіктерді жан-жақты дәл өлшеуге арналған құрал-саймандар. Бұларға штангенциркуль, сызғыштар, рулеткалар, кронциркульдер, нутромерлер, микрометрлер, индикаторлар, тереңдік өлшеуіштер, бұрама өлшеуіштер және т.б. өлшеуішті құрал-саймандар жатады.

Өлшеуіш магазин

Өлшеуіш магазин (орыс. измерительный магазин) — электрлік шамалардың белгілі дәлдікпен мөлшерленген арнайы таңдап алынған өлшемдер жиыны. Кедергілердің, сыйымдылықтардың, индуктивтіктердің немесе өзара индуктивтіктердің мәндерін белгілі бір дәлдікпен және ауқымда өлшеуіш схемаларда ауыстырғанда немесе осы шамаларды реттеген кезде қайтадан жаңғырту үшін қолданылады. Әртүрлі мәндердің өлшемдері құрылымды түрде бірігеді; ортақ тұрқыда өлшемдермен бірге айырғыш құрылғысы немесе өлшемдерді қажетті үлесте қосуға арналған жиынтық аспапбеті орналасқан. Коммутациялық құрылғының құрылмасы жағынан Өлшеуіш магазин иінтіректі штепсельді, ашалы және қысқышты боп бөлінеді (соңғысы сирек қолданылады). Өлшеуіш магазин әдетте өлшемдер декадаға (бірдей номиналдық мәндерімен он өлшемнен) жинақталады. Декадалар санына қарай Өлшеуіш магазин бірдекалы және көпдекалы (8 декадаға дейін) болып бөлінеді. Жоғары кластағы дәлдікпен жасалынған Өлшеуіш магазин әдетте аз декалы, дәлдігі аз — көпдекалы болып келеді. Қайта жаңғыртатын шаманың мәнін біркелкі өзгерту үшін кейбір Өлшеуіш магазин ең кіші түрақты өлшемі айнымалы мәні біркелкі реттелетін өлшемімен алмастырылады.

Өлшеуіш микроскоп

Өлшеуіш микроскоп (орыс. измерительный микроскоп) - визирлік құрылғылы микроскоп болатын өлшеуіш аспап. Өлшеуіш микроскоп санау құрылғысы оптикалық немесе механикалық болып келеді. Өлшеуіш микроскоп күрделі пішімдегі тетіктердің сызықтық және бұрыштық өлшемдерін тік бұрыштық және полярлық координаттарда өлшеуге арналған.

Өлшеуіш таспа

Өлшеуіш таспа (орыс. лента мерная) — ені 15 ... 30 мм ұзындығы 20 ,30, 50 м болатын жұқа болат таспа. Ұзындықты өлшеу үшін пайдаланылады.

Өлшеуіш трансформатор

Өлшеуіш трансформатор (орыс. измерительный трансформатор) — бірінші оралымына өлшенетін ток немесе кернеу, ал екінші оралымы өлшеуіш аспапқа немесе сақтандырғыш релеге қосылған электрлік трансформатор. Өлшеуіш трансформатор негізінен жоғарғы кернеудегі айнымалы ток тізбегінде токты, электрлік кернеуді, қуатты, энергияны және басқа параметрлерді өлшеу шегі 100 В және 5 А-ге дейін бірыңғайланған электрөлшеуіш аспаптармен өлшеуге арналған. Кернеуді және токты өлшейтін трансформаторлар болады. Жоғарғы кернеудің тұрақты ток тізбектерінде өлшеулер үшін арнайы өлшеуіш құрылғылар — тұрақты токтың өлшеуіш трансформаторы қолданылады.

Өлшеуіш түрлендіргіш

Өлшеуіш түрлендіргіш (орыс. преобразующий измеритель) - датчик. Байқаушы бірден сезе алмайтын өлшеуіш ақпараттық сигналды беруге, әрі қарай түрлендіруге, өңдеуге немесе сақтауға қолайлы түрге өңдейтін өлшеу құралы.

Өлшеуіш-сызғыш

Өлшеуіш-сызғыш (орыс. измерительная линейка) — бетіне бөлу мөлшері 0,5 немесе 1,0 мм бір немесе екі межелер салынған болат таспа.

Дереккөздер

↑ ^a ^b Measurement, Design, and Analysis: An Integrated Approach — 1st. — Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 1991. — P. 15–29. — ISBN 978-0-8058-1063-9.
↑ ^a ^b International Vocabulary of Metrology – Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM) — 3rd. — International Bureau of Weights and Measures, 2008. — P. 16.
↑ University Physics — 13. — Pearson Education Inc.. — ISBN 978-0-321-69686-1.
↑ Kirch, Wilhelm, ed (2008). "Level of measurement". Encyclopedia of Public Health. 2. Springer. pp. 81. ISBN 978-0-321-02106-9.
↑ ^a ^b ^c Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: География және геодезия. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2007. — 264 бет. ISBN 9965-36-367-6
↑ Орысша-қазақша түсіндірме жалпы сөздік: Көлік / профессор Е. Арын — Павлодар : «ЭКО» ҒӨФ. 2006

[pedhazur-1] Measurement, Design, and Analysis: An Integrated Approach — 1st. — Hillsdale, NJ: Lawrence Erlbaum Associates, 1991. — P. 15–29. — ISBN 978-0-8058-1063-9.

[bipm-2] International Vocabulary of Metrology – Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM) — 3rd. — International Bureau of Weights and Measures, 2008. — P. 16.

[Young_and_Freedman_University_Physics-3] University Physics — 13. — Pearson Education Inc.. — ISBN 978-0-321-69686-1.

[Koch_2008-4] Kirch, Wilhelm, ed (2008). "Level of measurement". Encyclopedia of Public Health. 2. Springer. pp. 81. ISBN 978-0-321-02106-9.

[name-5] Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: География және геодезия. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2007. — 264 бет. ISBN 9965-36-367-6

[6] Орысша-қазақша түсіндірме жалпы сөздік: Көлік / профессор Е. Арын — Павлодар : «ЭКО» ҒӨФ. 2006

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]