Dərslik kimi təsdiq edilmişdir. Baki 2012 2 uot 006
IV FƏSİL . ÖLÇMƏ VASİTƏLƏRİNİN METROLOJİ
Yüklə 6,92 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 4.3. Ölçmə vasitələrinin vaxta görə dəyişən xətalarının modeli 4.3.1. Xətanın dəyişməsinin xətt modeli
- 4.3.2. Xətanın dəyişməsinin eksponensial modeli
|
IV FƏSİL . ÖLÇMƏ VASİTƏLƏRİNİN METROLOJİ ETİBARLILIĞI 4.1. Metroloji etibarlılıq nəzəriyyəsinin əsas anlayışları İstismar şəraitində metroloji xarakteristikalar və ölçmə vasitələrinin parametrləri dəyişikliklərə uğrayırlar. Bu dəyişiklikliklər ölçmə vasitələrini öz funksiyalarını yerinə yetirməyə inkan vermir və imtinalara gətirib çıxardır. İmtinalar metroloji və qeyri metroloji olurlar. Ö lçmə vasitələrinin metroloji xarakteristikalarının dəyişməsi ilə əlaqəli olmayan səbəblərdən yaranan imtinalara qeyri metroloji imtinalar deyilir. Metroloji xarakteristikaların təyin edilmiş buraxıla bilən sərhədlərdən kənara çıxması ilə şərtləndirilən imtinalara metroloji
tez baş verir. Metroloji imtinalar ani və tədrici imtinalara ayrılırlar. Bir və bir neçə metroloji xarakteristikanın sıçrayışlı dəyişməsi ilə xarakterizə olunan imtina ani imtina adlanır. Bir və bir neçə metroloji xarakteristikaların monoton dəyişməsi ilə xarakterizə olunan imtina tədrici imtina adlanır. “Metroloji” imtina ilə ölçmə vasitələrinin “metroloji sazlığı” sıx əlaqəlidir. Metroloji sazlıq kimi ölçmə vasitəsinin elə halı başa düşülür ki, bütün normalaşdırılan metroloji xarakteristikalar təyin olunmuş tələblərə uyğun olsun. Ölçmə vasitəsinin verilmiş vaxt müddətində, müəyyənləşdirilmiş rejimdə və istismar şəraitində, özünün metroloji sazlığını saxlamaq qabiliyyətinə metroloji etibarlılıq deyilir. Ö lçmə vasitəsinin etibarlılığı, onun müəyyən vaxt müddətində ö zünü necə aparması ilə xarakterizə olunur və ümumiləşdirilmiş anlayışdır. Bu anlayışa stabillik, imtinasızlıq, uzunömürlülük, təmirə yararlılıq (bərpa oluna bilən ölçmə vasitələri üçün) və saxlama daxildir Ö lçmə vasitəsinin stabilliyi keyfiyyət xarakteristikasıdır və onun metroloji xarakter istikalarının müəyyən vaxt müddətində də- yişməzliyini əks etdirir. Metroloji etibarlılıq və stabillik eyni bir prosesin, ö lçmə vasitəsinin fərqli xassələridir. Stabillik ölçmə va- sitəsinin metroloji xassələrinin sabitliyi haqqında daha çox məlumat 196
verir. Bu elə bilki, onun “daxili” xassəsidir. Etibarlılıq əksinə onun “xarici” xassəsidir, çünki stabilliklə bərabər, ölçmənin dəqiqliyindən və istifadə edilən müşahidələrin qiymətlərindən asılıdır. Bəzi hallarda qeyri stabillik anlayışından istifadə edilir. Qeyri-stabillik ö lçmə vasitəsinin metroloji xarakteristikalarının müəyyən vaxt müddətində dəyişməsini xarakterizə edir. Məsələn: normal elementin qeyri stabilliyi, onun elektrodina mik qüvvəsinin il ərzində dəyişməsi ilə xarakterizə olunur,
i mkmV 2 . Ö lçmə vasitəsinin müəyyən vaxt ərzində işləmə qabiliyyətini fasiləsiz saxlamasına imtinasızlıq deyilir. Ö lçmə vasitəsinin, özünün işləmə qabiliyyətini son həddə çatana qədər saxlama xassəsinə uzunömürlülük deyilir. Ö lçmə vasitəsinin, özünün metroloji xarakteristikalarının normalaşdırılmış qiymətlərini saxlamaq xassəsi işə qabiliyyətli hal adlanır. Ölçmə vasitəsindən istifadə etmənin mümkünsüzlüyü, işləyə bilmə həddi adlanır. Ö lçmə vasitəsinin xəbərdarlığa uyğunlaşmasını və imtinaların y aranması səbəblərinin aşkar edilməsini, texniki qulluq və təmir yolu ilə onun işləmə qabiliyyətinin bərpasını əhatə edən xassələrə təmirə
Metroloji xassələrin dəyişməsi prosesi fasiləsiz davam edir və öl- çmə vasitələrinin istifadə edilməsindən və yaxud ambarda saxlanmasın- dan asılı deyildir. Ölçmə vasitələrinin imtinasızlıq, uzunömürlülük və təmirəyararlılıq göstəricilərinin öz qiymətlərinin mühafizə vaxtı, ondan sonra və nəql edilmə zamanı saxlanması xassəsi qorunma adlanır.
Ö lçmə vasitələrinin metroloji xarakteristikaları istismar zamanı dəyişə bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, tərkib xətalarının heç də hamısı dəyiş- mələrə uğramır. Məsələn: metodiki xətalar yalnız istifadə edilən metodikadan asılıdır. Alət xətaları arasında elə tərkib xətaları vardır 197
ki, onlar praktiki olaraq kö hnəlməyə uğramırlar. Məsələn: rəqəmli cihazlarda kvantın ölçüsü və onlar tərəfindən müəyyəm edilən kvantlaşdırma xətası. Ö lçmə vasitələrinin metroloji xarakteristikalarının vaxta görə dəyişməsi, onların qovşaqlarında və elementlərində gedən köhnəlmə prosesləri ilə bağlılıq. Bu proseslər əsasən əhatə edən xarici mühitlə əlaqəlidir, moleykulyar səviyyədə baş verir və ölçmə vasitələrinin konservasiya edilməsindən, yaxud istismar olunmasından asılı deyildir. Beləliklə ölçmə vasitələrinin köhnəlməsini müəyyən edən əsas faktor, onların hazırlanması momentindən keçən təqvim vaxtıdır. Kö hnəlmə sürəti birinci növbədə istifadə edilən materiallardan və texnologiyalardan asılıdır. Metroloji xarakteristikaların vaxta görə dəyişməsi təsadüfi proseslər olduğundan, onların təsvir edilməsi üçün riyazi modellərin qurulmasında əsas alət kimi təsadüfi proseslər nəzəriyyəsindən istifadə etmək məqsədəuyğundur. Ö lçmə vasitələrinin xətalarının vaxta görə dəyişməsi təsadüfi, qeyri stasionar prosesdir. Onun çoxlu sayda reallaşdırılması şəkil 4.1.- də xətaların i ∆
modullarının əyriləri şəklində göstərilmişdir. Onların hər bir i t momentində ehtimalın sıxlığının paylanmasını ( )
t P , ∆ bəzi qanunları ilə xarakterizə olunurlar (şəkil 4.1.a-da 1 və 2 əyriləri). Zolağın mərkəzində ( ) (t or ∆
əyrisi) xətaların yaranmasının ən bö yük sıxlığı müşahidə olunur və onlar zolağın sərhədlərinə yaxınlaşdıqca tədricən azalır, nəzəri olaraq sıfıra yaxınlaşırlar. Ehtima- lı
2 1 P −
uzaqda olan xətalar yerləşirlər. i ∆
əyrisi duz ∆ ± düz xətlərini kəsərkən imtina başlayır. İmtinalar vaxtın müxtəlif momentlərində, min
t -dan
max t -
a qədər diapozonlarda baş verə bilərlər (şəkil 4.1.a). Əyri ) (
, 0
∆
∆ həd
çatdıqda 5% cihazlarda metroloji imtina başlanır. Belə imtinaların momentlərinin paylanması, ehtimalın sıxlığı ( )
t P b
ilə xarakterizə olunaca qdır (şəkil 4.1.b). Ölçmə vasitələrinin dəqiqliyi, metroloji 198
xarakteristikaların baxılan vaxt müddətindəki qiymətləri ilə xarakterizə olunurlar. Bütövlükdə bu qiymətlər bütün ölçmə vasitələri üçün başlanğıc momentində 1 əyrisi ilə, i t momentində isə 2 əyrisi ilə xarakterizə olunurlar. Metroloji etibarlılıq, metroloji imtinaların başlanması vaxtının momentlərinin paylanması ilə xarakterizə olunur (şəkil 4.1.b). Ölçmə vasitələrinin stabilliyi metroloji xarakteristikaların verilmiş vaxt müddətində artımının paylanması ilə xarakterizə edilir.
Şəkil 4.1. Xətanın vaxta görə dəyişməsi modeli (a), metroloji imtinaların başlanması vaxtının paylanması sıxlığı (b), imtinasız işləmə ehtimalı (v) və metroloji imtinaların intensivliyinin vaxt dan asılılığı (q)
or t or t min t or t max t max P h Δ Δ h Δ 0 0 t min t or 199
xətalarının modeli 4.3.1. Xətanın dəyişməsinin xətt modeli Ümumi halda xətanın modeli
aşağıdakı şəkildə gö stərilə bilər:
.
Burada 0 ∆ - ö lçmə vasitəsinin başlanğıc xətası; ) (t F veril
miş tip ö
lçmə vasitələrinin məcmusu üçün vaxtın təsadüfi funksiyasıdır. Bu funksiya tədrici yeyilmə, elementlərin və blokların köhnəlməsini şərtləndirən fiziki-kimyəvi prosesləri xarakterizə edir. Xətaların dəyişməsinin ən sadə modeli xətti modeldir:
( )
vt t + ∆ = ∆ 0 95 , 0 . (4.1)
Burada- v - xətanın dəyişmə sürətidir. Tədqiqatlar göstərir ki, [ ] 13
verilmiş model ölçmə vasitələrinin bir ildən beş ilə qədər köh- nəlməsini kifayət qədər dəqiq təsvir edir. Metroloji imtinalar dö vrü olaraq baş verir. Onların döv- rülüyünün mexanizmi şəkil 4.2.a-da əyani surətdə göstərilir. Burada 1 düz xətti ilə 95%-li kvantilin xətti qanununda dəyişməsi göstərilir. Metroloji imtinada ( )
t 95 , 0 ∆
xətası, e duz ∆ + ∆ = ∆ 0
xətasının qiymətindən artıq olur. Burada ∆ xətanın normalaşdırılan həddinin ehtiyat qiymətidir. Hər bir belə imtinada cihazın təmiri aparılır və onun xətası əvvəlki qiymətinə 0 ∆
qayıdır. T təm 1 − − =
i t t
qədər vaxt keçdikdən sonra yenidən imtina baş verir ( 3 2 1 , , t t t momentlər i və s.) və yenidən təmir aparılır. Uyğun olaraq ölçmə vasitəsinin xətasının dəyişməsi prosesi 2 sınıq əyrisi ilə göstərilir (şəkil 4.2.a) və aşağıdakı tənliklə yazılır: ) ( 95 , 0 t ∆ ( ) ( ) t F t o + ∆ = ∆ 95 , 0
200
(4.2) Burada n - imtinaların (yaxud təmirlərin) sayıdır. Əgər imtinaların sayı tam ədəd hesab edilirsə, onda bu tənlik 1 düz xətt üzərindəki diskret nöqtələri əks etdirir (şəkil 4.2.a). Aparıcı cihazqayırma zavodları düz ) təmin edirlər. Bu da köh nəlmənin orta illik sürətində duz ),
təmirlərarası intervalın təm
və
imtinaların tezliyinin il -1 olmasına imkan verir.
və eksponensional (b,v) qanunları ∆ + ∆ = ∆ n t 0 95 , 0 ) ( ∆ = ∆ 5 , 0 ,...
4 , 0 ( ∆ = 05 , 0 (v T 10 ,..., 8 = ∆ = v 125 , 0 ,..., 1 , 0 1 − =
T ω
201
Ö lçmə vasitələrinin xətalarının (4.1) düsturuna uyğun olaraq dəyişməsi zamanı bütün təmirlərarası intervallar bir-birinə bərabər, metroloji imtinalar
1
isə bütün istismar müddətində sabit olacaqdır.
Real şəraitdə cihazların bir qismi üçün təmirlərarası interval azalır, digər qismi üçün isə artır. Bu onunla izah edilir ki, ölçmə vasitəsinin xətası müəyyən vaxt keçdikdən sonra eksponensial olaraq artır və yaxud azalır. Xətanın sürətli artımında (şəkil 4.2.b) hər bir sonrakı təmirarası interval əvvəlkindən qısa olur və metroloji imtinaların tezliyi ( )
ω
vaxt keçdikcə artır. Xətanın yavaş artımında (şəkil 4.2.v) hər sonrakı təmirarası interval əvvəlkindən uzun olur və metroloji imtinaların tezliyi ( )
t ω vaxt keçdikcə azalaraq sıfra yaxınlaşır. Baxılan hallar üçün xətanın vaxta görə dəyişməsi eksponensial model əsasında izah edilir
( ) at t 0 ω ω = . (4.3)
Burada 0 ω ölçmə vasitəsinin hazırlanması momentində metroloji imtinaların tezliyi (yəni 0 = t olduqda), a i ; 1 − -metroloji kö hnəlmə prosesinin müsbət və mənfi sürətlənməsi, 1 −
i . İmtinaların sayı, onların tezliyi ( ) t ω vasitəsi ilə (4.3) düsturuna gö rə təyin edilir
( )
( ) ( ) ∫ ∫ − = = = t t at at a d d t n 0 0 0 0 1 ω τ ω τ τ ω . (4.4) Onda, ö
lçmə vasitəsinin vaxta görə dəyişməsi (4.2) düsturunu nəzərə almaqla aşağıdakı şəkli alır: 202
( ) ( ) ( ) 1 0 0 0 95 , 0 − ∆ + ∆ = ∆ + ∆ = ∆
t n t α ω . Verilmiş asılılıq şəkil 4.2.b və 4.2.v-də 1 əyrisi ilə göstərilmişdir. (4.4) düsturunun tətbiqi dörd parametrin məlum olmasını tələb edir. Bunlar xətanın ilkin qiyməti o ∆ ( ), xətanın mütləq ehtiyatı e ∆ , 0 =
olduqda metroloji imtinaların başlanğıc tezliyi ( ) 0 ω və kö hnəlmə prosesinin təcilidir (a). (4.4) tənliyindən istifadəni sadələşdirmək üçün eksponensial funksiyanı sıraya ayırmaq və bu sıranın ilk üç həddini götürmək lazımdır. Nəticədə ölçmə vasitəsinin xətasının vaxtdan asılılığı aşağıdakı kimi yazıla bilər
( ) ( ) 2 2 2 0 2 0 0 0 95 , 0 t a vt at t t ∆ + + ∆ = ∆ + ∆ + ∆ = ∆ ω ω . (4.5) Burada v- xətanın artmasının başlanğıc sürəti, %; ∆
xətanın dəyişməsi təcilnin mütləq qiymətidir, %. Xüsusi halda 0 =
olduqda (4.5) asılılığı, (4.1) şəklində olan xətti tənliyə ayrılır. n - imtinanın başlama momentini t n və təmirlərarası dövrün müd dətini
n T aşağıdakı düsturlarla müəyyən etmək olar:
;
1 0 + = ω
n a t n
+ + = n a n a T n 0 1 1 1 ω (4.6)
Ö lçmə vasitəsinin qulluq müddəti kimi, onun hazırlanmasından başlayaraq istismarının sonuna qədər olan təqvim vaxtı başa düşülür. Təmirin iqtisadi məqsədəuyğunluğunu bir təmirin orta dəyərinin C t , yeni ö lçmə vasitəsinin dəyərinə C yen nisbətinə görə təyin edirlər və onu təmirin nisbi dərinliyi C adlandırırlar
203
t C C C = . Ö lçmə vasitəsinin qulluq müddəti α ω 0 1
T qul = (4.7) ifadəsi ilə yazılır. Alınan tənliyi, (4.6)-nin birinci ifadəsi ilə birlikdə həll edərək, ö lçmə vasitələrinin istismar müddətindəki imtinalarının ümumi sayını hesablaya bilərik. Misal 4.1. Dəqiqlik sinfi 0,5 olan maqnitoelektrik sistemli elektromexaniki ö lçmə cihazı üçün təmirin dərinliyi ; 4
0 ...
3 , 0 = c
hazırlama momentində metroloji imtinaların tezliyi ; 11 , 0 1 − ≈
ω
hnəlmə prosesinin təcili 1 19 , 0 − ≈
a - dir. Belə cihazların qulluq vaxtını və imtinalarının ümumi sayını təyin edin. Həlli: Cihazın qulluq vaxtını (4.7) düsturu ilə hesablayırlar:
i T qul 63 , 12 19 , 0 11 , 0 3 , 0 1 = ⋅ ⋅ =
İmtinaların ümumi sayını hesablamaq üçün tənlik aşağıdakı kimidir:
− ⋅ ⋅ = ∑ 1 exp 0 0 ω ω
a a a n . Ədədi qiymətləri tənlikdə yerinə qoysaq, alarıq, .
204
( ) 8 , 5 1 579 , 0 1 11 , 0 3 , 0 19 , 0 19 , 0 exp 19 , 0 11 , 0 8 , 5 = − = − ⋅ ⋅ = ∑ n .
Hesabat məlumatları təcrübi məlumatlara uyğun gəlir. Bu mə- lumatlara gö rə baxılan cihazların orta qulluq müddəti 11-12 ildir və bu müddətdə onlar 4 - 6 dəfə təmir olunurlar. Ö lçmə vasitələrinin köhnəlməsi prosesinin mənfi təcilində təmirlərarası müddət artır. Bir neçə təmirdən sonra onlar sonsuz olurlar, metrol oji imtinalar baş vermir və ölçmə vasitələri mənəvi köh
nəlməyə qədər işləyirlər. Bu halda ( ) 0 α metroloji imtina ların
sayı:
( ) ( ) a a im t n im n n at o t t 0 1 ω ω = − = = = ∞ → ∞ → ∞ ∑
olur. Ö lçmə vasitəsinin xətası, (4.4)-ə görə aşağıda göstərilən həddə bərabər olur,
( ) ∆ + ∆ = ∆ − ∆ = ∞ ∆ ∞ n a 0 0 0 95 , 0 ω . (4.8) Ö lçmə vasitələrinin istismarı zamanı metroloji imtinalar, onla- rın istismarının üçüncü ilində 60%, dördüncü ilindən sonra isə 96%-ə çatır.
Təmirə yararlılıq göstəricisi kimi ehtimalı və ölçmə vasitəsi- nin işləyəbilmə qabiliyyətinin bərpasının orta vaxtı götürülür. İşgör- Yüklə 6,92 Mb. Dostları ilə paylaş:
|