Mövzu 5. Ölçmə sistemləri vericilərinin intellektuallaşdırılması mərhələləri

Mövzu 5. Ölçmə sistemləri vericilərinin intellektuallaşdırılması mərhələləri
Vericilərin və ceviricilərin intellektuallаşdırılmasının əsas məqsədi
İntellektual vericilərin və ceviricilərin yaradılmasınin əsas məqsədi ölçmə dəqiqliyinin artırılması və ölçmə və idarəetmə sistemlərində hesablama resurslarının səmərəli paylanılması yolu ilə onların funksional imkanlarının artırılması, etibarlılığının və çevikliyinin yüksəlməsidir.
Konstruktiv olaraq vericilər əsasən aşağıda göstərilən elementlərdən və sxemlərdən ibarət olur [Məmmədov R.Q., Həsənov T.Ə., Abbasov V.A., Məmmədov U.Q. İnformasiyanın alınmasının fiziki əsasları. Dərslik.- Bakı: ADNA nəşriyyatı, 2014.- 480 səh.]:
1. Həssas elementlərdən (HE)
2. Analoq funksional sxemlərdən (AFS).
AFS-nin tərkinə analoq siqnal formalaşdırıcıları (SFS) və analoq emaletmə sxemləri (AES) daxildir.
Qeyri-elektrik kəmiyyəti vericisinin strukturu
Misal olaraq qeyri-elektrik kəmiyyətlər vericiləri sinfinə aid olan təzyiq vericisinin struktur sxemi şəkil 5.1-də göstərilmişdir.
HE ölçülən kəmiyyəti qəbul edir və onu əvvəlcə mexaniki kəmiyyətə, sonra isə bir qayda olaraq, elektrik kəmiyyətinə çevirir.
AFS-də elektrik kəmiyyəti unifikasiya edilmiş siqnala çevrilir (gücləndirilir, ona termokompensasiya siqnalı əlavə olunur və normallaşdırılır). Ölçmə siqnalının emalı zamanı onun orta qiyməti hesablanır, xəttiləşdirilir, ölçmə xətası korreksiya edilir və digər hesablama əməliyyatları yerinə yetirilir.
Vercilərin inkişaf etdirilməsinin əsas istiqamətlərindən biri onların proqramlaşdırılan hesablama vasitələri (CP) və yaddaş qurğuları ilə iteqrasiya səviyyəsinin yüksəldilməsidir.
Sistemin vericilərinin intellektuallaşdıriması mərhələlərini əks etdirən strukturlar
Sistemin vericilərinin intellektuallaşdıriması mərhələlərini əks etdirən struktur sxemlər
Obyektə idrəedici təsirlər (İT) edən sistemin vericilərinin intellektuallaşdıriması mərhələlərini əks etdirən struktur sxemlər şəkil 5.2-də göstərilmişdir [Abbasov V. A. İnformasiya-ölçmə sistemlərinin intellektuallaşdırılması: Ali məktəblər üçün dərs vəsaiti. – Bakı: ADNSU nəşriyyatı, 2019. – 190 səh.].
Analoq çıxışlı ən sadə vericilərdə yalnız həssas element HE olur. Daha çox yayıimış mürəkkəb vericilərdə isə, HE-dən əlavə həm də siqnal formlaşdırıcı sxemlər SFS mövcuddur.
Həssas elementin AFS sxemi ilə birgə hazırlanması nəticəsində analoq çıxışlı inteqrallaşdırılmış vericilər yaradılmışdır.
Daxilində ARÇ olan vericilərin çıxışında rəqəm siqnalı yaranır.
İneqrallaşdırılmış vericilərin daxilinə ARÇ, mikroprosessor və mikrokontrollerlərin yerləşdirilməsi ilə intellektual vercilərin yaradilmasının əsası qoyulmuşdur. Belə vercilərin çıxış siqnalı əsas kompüterdə (CP) sonrakı emal və icra mexanizmlərinin idarə edilməsi üçün əlverişli olur.
Vercilərin intellektuallaşdırılması elektrik kəmiyyətini həssas elementdən qəbul edən, onu elektrik siqnalına çevirən və sonra rəqəmli emal edən ixtisaslaşdirilmış xüsusi funksional blokların köməyi ilə yerinə yetirilir.
İntellektual vericilərin fərqləndirici xüsusiyyətləri və icra etdiyi funksiyalar
İntellektual vericilər ölçmə vasitələrinin yeni nəsli sayılır və analoq vericilərdən mərkəzi prosessorla СР bilavasitə əlaqə və ölçmə nəticələrinin rəqəm şəklində emal imkanlarının olması ilə fərqlənir.
Beləliklə, intellektual vericilər, ümumi halda, qida mənbəyindən, ölçülən kəmiyyətin ceviriçisindən, siqnalların rəqəm formasında emal edilməsi üçün daxilə yerləşdirilmiş hesablama vasitələrindən, parametrləri identifikasiya sxemindən və sistemin digər funksional bloklar ilə birləşdirilməsi üçün interfeys sxemindən ibarət olan bitmiş ölçmə-hesablama qurğusudur.
Nəhayət, intellektual vericilərin aşağıdakı nəsllərini qeyd etmək olar:
1. Ölçülən kəmiyyəti analoq siqnala çevirən və rəqəmli emaletmə sxemi ilə əlqələndirilmiş intellektual vericilər.
2. Daxilində mikroprosessor və mikrokontroller yerləşdirilmiş intellektual vercilər.
3. Bir kristal üzərində yaradılmış intellektual vericilər.
Siqnalların rəqəmli emalı sıfırdan yayınmaların kompensasiyası, ölçmə diapazonunun seçilməsi, çevirmə xarakteristikasının xəttiləşdirilməsi, temperatur kompensasiyası və dispersiyanın, riyazi gözləmənin hesablanmasından və s.ibarətdir.
Müasir intellektual vericilər uyğun tətbiqi proqramlarla təmin olunduğu halda kənar təsiredici kəmiyyətləri ölçür, əlavə xətaları və dərəcələmə nəticələrini vericinin çıxış siqnalında nəzərə alır, dolayı ölçmələri yerinə yetirir və s. Belə vericilər kvantlamadan, qeyri-xəttilikdən və hesablamalar zamanı yuvarlaqlaşdırmalardan yaranan xətaları da nəzərə almaq imkanına malik olur.
İntellektual vericilərin ölçmə dəqiqliyinin yüksəldilməsi və maneələrin təsirinin azaldılması məqsədi ilə sınaq yoxlamaları zamanı korreksiya əmsalları təyin edilir, mikroprosessorun yaddaşına yazılır və ölçmə prosesində istifadə edilir.
Mövzu 6. Siqnalların intellektual vericilərdə ilkin emalı
İntellektual vericilər ölçmə vericilərinin yeni nəsli sayılır və analoq vericilərdən mərkəzi prosessorla (CP) bilavasitə əlaqə və ölçmə nəticələrinin rəqəm şəklində emalı və nəzarət obyekinə idarəedici təsirlərin (İT) edilməsi imkanlarının olması ilə fərqlənir.
Belə vericilərdə siqnalların ilkin emalı əsasən miqyaslama, xəttiləşdirmə, sıfırın sürüşməsinin və ölçmə xətasının digər təşkiledicilərinin korreksiyasından, qeyri-xətti çevirmələrin icra edilməsi və s. əməliyyatlarin yerinə yetirilməsindən ibarətdir. Bunun üçün vericilərin tərkibinə ölçmə gücləndiriciləri, ARÇ, mikroprosessorlar (MP və MK), qida mənbələri və digər funksional bloklar daxil edilir.
İntellektual vericili İÖS-in struktur sxemi şəkil 6.1-də verilmişdir [Abbasov V. A. İnformasiya-ölçmə sistemlərinin intellektuallaşdırılması: Ali məktəblər üçün dərs vəsaiti. – Bakı: ADNSU nəşriyyatı, 2019. – 190 səh.].
Siqnalların ilkin emalı üzrə intellektual vericilərdə icra edilən bir neçə əməliyyatlara baxaq.
1. Miqyaslama əməliyyatı
Əgər vericinin (V) həssas elementinin (HE) çevirmə funksiyası xəttidirsə У1 = К1Х, miqyaslama məqsədi ilə MK-da müəyyən К əmsalına vurma əməliyyatı yerinə yetirilməlidir.
Şəkil 6.1-dəki İÖS-in struktur sxemində intellektual vericinin tərkibinə daxil olan FB-lərin çevirmə funksiyası aşağıdakı kimi göstərilə bilər:
- siqnal formalaşdıran (SF) FB-nin çevirmə funksiyası: У2 = К2У1= К2К1Х;
- analoq-rəqəm çeviricisinin (ARÇ) çevirmə funksiyası: N = К3У2 = К3К2К1Х
Bu halda MK ARÇ-nin çıxışında alınan rıqəmli nəticə üzərində aşağıdakı hesablama əməliyyatlarını icra edir:
K = ;
Z = K N = К3К2К1Х = X
Nəticədə, MK-nın (intellektual vericinin) çıxışında alınan ölçmə nəticəsi ilə giriş kəmiyyətı arasındakı funksional asılılığın riyazi ifadəsi Z = X olur.
2. Vericinin çevirmə funksiyasının xəttiləşdirilməsi əməliyyatı
Əgər vericivin HE həssas elementinin çevirmə xarakteristikası qeyri-xəttidirsə У1 = F(Х), onda vericinin çevirmə funksiyasının xəttiləşdirilməsi üçün MK-da qeyri-xətti çevirmə əməliyyatı yerinə yetirilməlidir.
Bu halda Şəkil 6.1-dəki İÖS-in struktur sxemində intellektual vericinin tırkibinə daxil olan FB-lərin çevirmə funksiyası aşağıdakı kimi göstərilə bilər:
- siqnal formalaşdıran (SF) FB-nin çevirmə funksiyası: У2 = К2У1= К2 F(Х);
- analoq-rəqəm çeviricisinin (ARÇ) çevirmə funksiyası: N = К3У2 = К3 К2 F(Х)
Vericinin çevirmə funksiyasının xəttiləşdirilməsi məqsədi ilə MK ARÇ-nin çıxışında alınan rıqəmli nəticə üzərində aşağıdakı hesablama əməliyyatlarını icra edir:
Z1 = N == К3 К2 F(Х) = F(Х);
Z = F -1 (Z1) = F -1 (F (Х) = X
Nəticədə, MK-nın (intellektual vericinin) çıxışında alınan ölçmə nəticəsi ilə İÖS-in giriş kəmiyyətı arasındakı funksional asılılığın riyazi ifadəsi Z = X olur.
3. Ölçmə diapazonların uyğunlaşdırılması əməliyyatı
İndi siqnalların xətti çevrilmələri zamanı intellektual vericilərdə yerinə yetirilən tipik məsələyə baxaq. Fərz edək ki, vericivin HE həssas elementinin çıxış siqnalı У1- dən У2- yə qədər diapazonda dəyişir. İntellektual vericinin ölçmə nəticəsinin isə 0-dan Z-ə (Z У2 -У1) qədər diapazonda dəyişməsi tələb olunur
(şəkil 6.2).
HE həssas elementi ilə intellektual vericinin ölçmə nəticəsinin dəyişmə diapazonlarının uyğunlaşdırılması üçün MK-da aşağıda gösyrilən əməliyyatlar yerinə yetirilməlidir.
У1 və У2 –nin rəqəmli ekvivalenti və Z- in qiyməti MK-nın yaddaşında saxlanır
Vericinin cari çıxış siqnalının У qiymətindən У1 –in çıxılır; У = У -У1
К = əmsalı hesablanır
У-in qiyməti К əmsalına vurulur.
CP- də bu əməliyyatların yerinə yetirilməsi nətıçəsində :
= У К =
alınır. Göründüyü kimi, У = У1 qiymətində = 0 olur, У = У2 halında isə = Z alınır.
4. Vericinin sıfırın sürüşməsi səbəbindən yaranan sistematik xətasının korreksiyası
Çox hallarda vericilərin sistematik xətaları sıfırın sürüşməsi səbəbindən yaranır. Praktikada vericinin həssas elementinin obyektin ölçülən parametri ilə əlqəsinin olmadığı çox hallarda vericinin çıxış siqnalı sıfıra bərabər olmur (Х = 0,
У1 0).
Sıfırın sürüşməsini yox etmək məqsədi ilə vericinin həssas elementinin girişi obyektin ölçülən parametrindən ayrılır və vericinin çıxış siqnalının У1 0 qiyməti ölçülür və onun rəqəmli ekvivalenti Z0 düzəliş kimi intellektual vericidə MK-nın yaddşında saxlanır. Sonra vericinin həssas elementinin girişi obyektin ölçülən parametrinə qoşulur və onun Z ölçmə nəticəsindən yaddşda saxlanılan Z0 düzəlişi çıxılır.
Beləliklə, vericinin həssas elementinin girişinə verilən kəmiyyəti ölçərkən sıfırın sürüşməsi səbəbindən yaranan sistematik xətaları aradan qaldırmaq üçün yaddşda saxlanılan Z0 düzəlişi avtomatik olaraq ölçmə nəticəsinə daxil edilir.
|