Цифрлық өлшеу аспаптары және түрлендіргіштері

Өлшеу сигналдарының тағайындалуына байланысты өлшеу, бақылау, басқару  деп бөледі. Өлшеу каналдарының санына қарай жүйелер бір-, екі-, үш- және көпканалды болып жіктеледі.

Ең маңызды түрі болып  ақпаратты-өлшеу жүйелері (АӨЖ) болып  табылады, олар өлшеу ақпараттарын тұтынушыға қажетті етіп беруге арналған. Құру алгоритмдерін ұйымдастыру  бойынша жүйелер мына түрге бөлінеді:

· жұмыстың алдын ала берілген алгоритмі бойынша, олар-дың құрылу ережелері өзгермейді, сондықтан олар тек тұрақты режимде жұмыс істейтін объектілерді зерттеу үшін қолданылады;

· программалаушы, олардың жұмыс алгоритмі зерттеу объектісінің құрылу шарттарына сәйкес құрылған берілген программа бойынша өзгереді;

· адаптивті, олардың жұмыс алгоритмдері, сонымен қатар құрылымдары өлшенетін шамалар мен объектінің жұмыс шарттарының өзгеруіне бейімделе отырып өзгереді.

Агрегатталған жүйелерді  құру кезінде блоктардың бір-бірімен  және сыртқы құрылғылармен қосылуы  және бірігуі есептері шешілуі тиіс.

Бірігудің АӨЖ-не сәйкес бес  түрі бар:

· өзіне компьютерлі тораптармен тікелей қосылған перифериялы құрылғылары бар компьютер;

· әтүрлі деңгейдегі алгоритм тілдерінде жазылған, өзара байланысқан программалардың өзінше жиынтығын беретін программалы қамтамасыздану;

· ӨЕК-нің техникалық құрылғысының компьютермен байланысын ұйымдастыратын интерфейс;

· өлшеу сигналдарын алу мақсатында өлшеу объектісіне әсер ететін сынау сигналдарын құрушы. Мұндай сигналдың әрқайсысы (мысалы, сурет- 6..2, бұл І-нші сигнал) тізбектей қосылған ЦАП_і мен “кернеу – сынау сигналы” түрлендіргішінің (ПНИС_і) көмегімен өңделіп шығады;

· сигналдың берілген санын (К – бірінші ӨК үшін және L – ӨК-нің N-нші үшін) сандық кодқа түрлендіру үшін арналған өлшеу каналдары (ӨК). ӨК-нің құрылымы шешілетін есепке елеулі түрде тәуелді. Дегенмен тәжірибенің кез-келген жағдайында олардың әрқайсысы аналогты өлшеу (АӨТ) және аналогты-сандық (АСТ) түрлендіргіштерінен тұрады. Бірнеше өлшеу сигналдарын бір АСТ-пен өңдеу кезінде кешеннің құрамына сигналдарды АСТ кірісіне кезектеп қосу үшін арналған коммутатор қосылады. Коммутатор АӨТ-тен кейін де (ӨК1 сурет-1.6.2-де) және оның алдында да (N ӨК сурет- 1.6.2-де) қосыла алады.

АӨТ өлшеу сигналын АСТ-нің  шығыс сигналымен біртекті сигналға (яғни кернеуге) түрлендіру және оны  минималды қателігі бар аналогты-сандық түрлендіру операциясын жүргізуге  қажетті деңгейге дейін маштабтау (күшейтумен әлсірету) үшін арналған. Бірнеше  өлшеу сигналдары (сурет 1.6.2 ӨК1-дегі К сигналдар) болғанда АӨТ тәуелсіз тізбектей қосылған және масштабталған күшейткіштерді компьютермен басқаратын К алғашқы түрлендіргіштерінен тұрады. Егер де өлшеу сигналдары біртекті физикалық шамалар болып табылса және кезектеп таңдап алынынған (коммутаторланған) болса, онда ӨК-де тек бір ғана АӨТ пайдаланған жөн (сурет-1.6.2 - ӨК N). Ол өлшеу сигналының уақыт бойынша тізбектей түрлендіреді және сәйкесінше масштабтайды.

АСТ сигналды сандық кодына түрлендіреді де, оны интерфейс арқылы компьютерге береді. Бұл мыналарға  байланысты жүзеге асырылады:

· алуан түрдегі басқарушы сигналдарды беруге;

· сандық ақпараттарды қажетті мекен-жайлары бойынша санау және беруге (“Берілген” мен “Мекен-жайы” сигналдары 1.6.2-суретте). “Мекен-жайы” деп ӨЕК-нің нақты блогына немесе оның бірбөлігіне қосылған және компьютерге интерфейс арқылы берілген құрылғыны бірмәнде теңестіруге мүмкіндік беретін тамаша сандық кодын түсінеміз.

Оператордың командасы бойынша  ӨЕК-нің программалы қамтамасыздануында таралған сол немесе басқа жұмыс  режимі таңдап алынады. Компьютер әрбір  М сынау сигналдарының уақыт  бойынша берілген өзгерісін беретін  сандық кодты есептейді және сынау  сигналдарын құрушының оперативті есте сақтау құрылғысына екілік санды  код түрінде жазады (1.6.2-суретте  көрсетілген). Одан бұл кодтар уақыт  бойынша тізбектей САТ-тың әрқайсысының кірісіне циклді түрде түседі.

 

Өлшеп-есептеу  түрлендіргішінің құрылымдық схемасы

 

Олардың шығысында пайда  болған кернеулер ПНИС_i көмегімен өлшеу объектісіне әсер ететін қажетті физикалық шамаларға түрленеді.

Өзінше сынау әсерінің өлшеу бағасы болып табылатын  өлшеу сигналдары өлшеу каналдарында екілік кодқа түрленеді де, компьютермен есептеледі. Алынған кодтар берілген алгоритмдер бойынша өңделеді де, нәтижеде ізделіп жатқан өлшеу ақпараты алынды.

 

Электрлік өлшеу 

 

Өлшеу техникасының маңызды  бір бөлігі электрлік өлшеу техникасы - өлшеу ақпаратын электрлік сигналдар  арқылы тасымалдайтын электрлік  өлшеу аспаптарын жасау, пайдалану, оладың көмегімен ғылыми зерттеу  жұмыстарын, іс-тәжірибелер жасаумен айналысатын адамдардың қызмет саласы. 

Физикалық шамаларды электрлік  өлшеу аспаптарының көмегімен  өлшеу-электрлік  өлшеу деп аталады.

Электрлік өлшеулерге мыналар  жатады:

• электрлік шамаларды өлшеу;
• электрлік шамалармен байланысы бар уақыттық шамаларды өлшеу;
• электрлікке түрлендірілген электрлік емес шамаларды өлшеу.

Электрлік өлшеудің негізгі  артықшылықтары мыналар:

- қарапайым әрі арзан  электронды құрылғылардың көмегімен  жоғары дәлдікпен өлшеу түрлендірулерін  жүргізу;

-  физикалық шамалардың  мәнін өте кең арлықта өлшеуге  мүмкіндік береді;

- өте баяу немесе жылдам  өтетін процесстерді бақылау,  зерттеу кезінде өлшеуді жүргізе  алу қабілеттілігі және электрлік   өлшеу  тізбегінің аз инерциялылығы;

- өлшеуді арақашықтықтан  жүргізуге және түйіспесіз өлшеуге  мүмкіндік беруі;

- өлшеу нәтижелерін аналогты  немесе цифрлі формада тасымалдай  алу қабілеттілігі;

- өлшеу нәтижелерін тасымалдау, өңдеу және оларды сақтауға  мүмкіндік береді сондай-ақ өлшеу  нәтижелерін өлшеу – есептеу  жүйелеріне алдын ала түрлендірусіз  тасымалдай алу қабілеттілігі.

 

Электрлік шамаларды  өлшегіш түрлендіргіштер 

 

Барлық физикалық  шамаларды өлшеу өлшегіш аспаптар көмегімен жүргізіледі.

Өлшеу жабдығы  – өлшеу экспериментін жүргізуге  қолданылатын техникалық сипаттамалары  мөлшерленген техникалық құрылғы.

Функционалдық арналуына  байланысты барлық өлшегіш аспаптар төмендегіше жіктеледі:

- өлшем – физикалық  шаманың белгілі бір мәнін  көрсетуге арналған өлшеу жабдығы;

- өлшеу түрлендіргіші  – бақылаушы тікелей қабылдай  ал-майтын, бірақ әрі қарай тсымалдауға,  өңдеуге және сақтауға қолай-лы  өлшеу ақпараты сигналын өңдіруге  арналған өлшеу жабдығы;

- өлшегіш аспап  – бақылаушы тікелей қабылдай  алатын өлшеу информациясының  сигналын өңдіретін өлшеу жабдығы;

- өлшеу ақпарат  жүйелері және өлшеу құрылғылары  - бақылауға, өңдеуге және объектілерді  басқару үшін қолдануға ыңғайлы  өлшеу информациясын өңдіру үшін  бір-бірімен көмекші  құрылғылар, байланыс каналдары арқылы жалғанған  өлшеу  жабдықтарының жиынтығы.

 

 

 

 

 

III ҚОРЫТЫНДЫ 

 

Метрология және өлшеудің негізі ғылыми-өндірістік мәслелелерді шешу барысында қажетті өлшеу  әдістерін, жабдықтарын дұрыс, нақты  таңдауға мүмкіндік беретін білім  мен дағдылар негізін үйрету.

Өлшеу – адамның тәжірибелік  әрекеттер теориясын біріктіретін табиғаттың адамға тағайындалған жолдарының бірі болып табылады. Ол ғылыми бөлімдердің  бірі болып саналады, материалдық  рессурстарды санау, өнімнің қажетті  сапасын қамтамасыз ету, технологияны толығымен жетілдіру, өнімді автоматтандыру үшін және адам қызметінің көптеген басқа  салалары үшін қызмет етеді. Өлшеу мен  өлшеу техникасының теориялық негізі болып жалпы метрология жатады, ол объектінің қасиеттері мен берілген дәлділігі мен сенімділігі жөніндегі  мөлшерлі ақпараттары алу үшін арналған пән болып табылады.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   IV ӘДЕБИЕТТЕР

 

1. В.И. Нефедов, В.И. Хакин и др. Метрология и электро-радиоизмерения в телекоммуникационных системах. М. Высшая школа 2001 г.
2. Б. Г. Дворяшин Основы метрологии и радиоизмерения. Минск:Радио и связь,1993 г.
3. А.С. Елизаров Электрорадиоизмерения. Минск, Вышэйш. школа,1986 г.
4. Г.Я. Мирский Электронные измерения. М: Радио и связь, 1986 г.
5. В.И. Винокуров, С.И. Каплин, И.Г. Петелин Электрорадиоизмерения. М. Высшая школа, 1986 г. (электрондық оқулық).
6. Харт Х. Введение в измерительную технику - М.: Мир, 1999.
7. Электрические измерения. Под.ред. Фремке А.В. и Душина Е.М. Ленинград, Энергия, 1980 г.- 392 с.   (электрондық оқулық).
8. Ибрагим К.Ф. Основы электронной техники. Перевод с англ. Под.ред. Аникушкина Н.И. М.: Мир, 2001.   Электрондық оқулық).
9. Новиков Ю.В. Основы цифровой схемотехники.Базовые элементы и схемы. – М.: Мир, 2001. – 379 с.  (электрондық оқулық).
10. К.Б. Классен Основы измерений. Электронные методы и приборы в измерительной технике. М.: Постмаркет, 2000.   (электрондық оқулық)