İntellektual öLÇMƏ vasiTƏLƏRİ fənnindən mühüzirələr toplusu

Mövzu 7. Ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikasının
xəttiləşdirilməsi
İstənilən ölçmə vasitəsi layihələndirilərkən ilk növbədə onun metroloji xarakteristikalarına qoyulan tələbatlara diqqət yetirilir. Belə metroloji xarakteristikalara dəqiqlik, həssaslıq, cəldişləmə, maneəyə dayanıqlıq, dinamik diapazon, etibarlılıq və s. aiddir. Bunlardan başqa informasiya-ölçmə sisitemlərinin tərkibində işlədilmək üçün nəzərdə tutulan ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikasının (funksiyasının) xətti olmasına da bir çox hallarda yüksək tələblər qoyulur.
Bir çox praktiki hallarda ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikası qeyri-xətti olur.
Ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikasının qeyri-xətti olmasının səbəbləri
- ölçmə vasitələri qurulmasının əsasını təşkil edən fiziki prinsiplərin nəticəsində yaranan qeyri-xəttiliklər;
- ölçmə vasitələrinin konstruksiyasının və yaxud yaradılma texnologiyasının mükəmməl olmaması nəticəsində yaranan qeyri-xəttiliklər;
- ölçmə üsullarının xüsusiyyətindən asılı olaraq yaranan qeyri-xəttiliklər;
- göstərilən səbəblərin bir neçəsinin eyni zamana təsir etməsi nəticəsində yaranan qeyri-xəttiliklər.
Ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikasının qeyri-xətti olmasının yaratdığı problemlər
Ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikasının qeyri-xətti olması əlavə problemlər yaranmasına səbəb olur:
- alınmış ölçmə informasiyasının sonradan xətti çevrilmələri zamanı əlavə xətaların yaranması;
- informasiyanın emal edilməsi alqoritminin mürəkkəbləşməsi;
- giriş kəmiyyətinin qiymətinin təyin edilməsinin mürəkkəbləşməsi və s.
Digər tərəfdən ölçmə nəticələrinin giriş kəmiyyətinin ölçü vahidində təqdim edilməsi daha məqsədəuyğun sayılır. Deməli, ölçmə vasitəsi həm də miqyaslama əməliyyatını icra etməlidir.
Ölçmə vasitəsinin çevirmə xarakteristikasının qeyri-xəttiliyi dedikdə onun real çevirmə xarakteristikasnın xətti xarakteristikasından yayınması başa düşülür.
Ölçmə vasitələrinin qeyri-xətti xarakteristikasının formaları
Mövcud ölçmə vasitələrinin əksəriyyəti monoton dəyişən qeyri-xətti xarakteristikaya malik olur [13]:
- ikinci tərtib törəməsi ; (şək. 7.1-də 1-ci əyri);

• 
  ikinci tərtib törəməsi ; (şək. 7.1-də 2-ci əyri);
  
• 
  dəyişən işarəli ikinci tərtib törəməli (şək. 7.1-də 3-cü əyri);
  

Göstərilən çevirmə xarakteristikalarını ümumi halda

(7.1)
çoxhədlisi ilə ifadə etmək olar. Burada: – qeyri-xətti funksiyasının xətti hissəsi; – funksiyanın qeyri-xəttiliyini nəzərə alan cəmdir.
Xəttiləşdirmənin mahiyyəti
Xəttiləşdirmənin mahiyyəti (7.1 çoxhədlisinin qeyri-xətti hissəsini elə bir həddə qədər azaltmaqdan ibarətdir ki, ölçmə vastəsinin çevirmə xarakteristikasını nəzərə alınmayacaq dərəcədə kiçik xəta ilə xətti funksiya kimi qəbul etmək mümkün olsun [9].
Yuxarıda qeyd edildiyi kimi ölçmə vasitəsinin çevirmə xarakteristikasının xəttiləşdirilməsi ilə yanaşı giriş-çıxış kəmiyyətləri arasında miqyaslama əməliyyatının yerinə yetirilməsi də mühüm əhəmiyyətə malikdir. Bu baxımdan hər iki əməliyyatın eyni zamanda yerinə yetirilməsi məqsədi ilə ölçmə vasitəsinin çevirmə xarakteristikasını xətti funksiyasına yaxınlaşdırmaq daha
məqsədəuyğundur.
Ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikasının əsas xəttiləşdirmə üsulları
Ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikalarının əsas xəttiləşdirmə üsulları bunlardır:
- texnologiyaya əsaslanan üsullar;
- konstruksiya üsulları;
- struktur üsulları;
- struktur-alqoritmik üsullar;
- alqoritmik üsullar.
Texnoloji və konstruksiya üsulları
Texnoloj üsullar ölçmə vasitəsinin ayrı-ayrı elementlərinin və qovşaqlarının xüsusi materiallardan hazırlanması, onların işləmə rejimlərinin və şəraitlərinin sabitləşdirilməsi və s. texnoloji məhdudlaşdırmalarla yerinə yetirilir.
Konstruksiya üsulları ölçmə vasitəsinin və yaxud onu təşkil edən elementlərin konstuksiyalarında uyğun dəyişikliklər etməklə icra edilir. Bu zaman optimal kostruksiyanın təyin edilib reallaşdırılması asan məsələ deyildir. Digər tərəfdən hər iki üsulda hər bir ölçmə vasitəsinə fərdi yanaşma tələb olunur.
Mikroprosessorların və mikrokontrollerlərin geniş yayıldığı və ucuz başa gəldiyi müasir dövrdə struktur-alqoritmik və alqoritmik üsullar üçün daha əlverişli imkanlar yaranmışdır.
Struktur və struktur-alqoritmik üsullar
Struktur üsullardan istifadə edildikdə yaradılan ölçmə vasitəsinə onun metroloji xarakteristikalarının yaxşılaşdırılmasını, o cümlədən çevirmə xarakteristikasının xəttiləşdirilməsini təmin etmək üçün əlavə funksional bloklar daxil etmək və informasiyanı çevirmə kanalını uyğun şəkildə təşkil etmək lazım gəlir. Struktur üsullara misal olaraq kompensasiya üsullarını göstərmək olar.
Struktur-alqoritmik üsulda struktur üsuldakı tədbirlərdən əlavə həm də ölçmə vasitəsinin tərkibinə daxil olan mikroprosessorlu hesablama vasitələri tərəfindən müəyyən idarəetmə, hesablama və s. alqoritmləri yerinə yetirilir. Bu üsula əlavə tənliklər üsulları [15, 16] və iterasiya üsulları [17] aiddir.
Alqoritmik üsullar
Alqoritmik üsullar ölçmə vasitəsinin strukturuna heç bir əlavə funksional blokun və yaxud elementin daxil edilməsini nəzərdə tutmur və yalnız ölçmə vasitəsindən alınan informasiyanın sistemin tərkibində olan mikroprosessorlu hesablama vasitəsi tərəfindən müəyyən alqoritmlərlə emal edilməsinə əsaslanmışdır.
Ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikalarının qeyd etdiyimiz xəttiləşdirmə üsullarından yalnız alqoritmik xəttiləşdirmə üsulu aşağıda göstərilən müasir tələblərə cavab verir [9]:
- müxtəlif formalı qeyri-xətti xarakteristikaların xəttiləşdirilməsi üçün tətbiq oluna bilməsi;
- üsulun effektivliyinin ölçmə vasitəsinin qeyri-xətti xarakteristikasının xətti xərakteristikadan yayınma dərəcəsindən asılı olmaması;
- geniş sinif elektrik kəmiyyətlərinin, xüsusən qeyri-elektrik kəmiyyətlərinin ölçmə vasitələri üçün tətbiq oluna bilməsi;
- minimal xərclərlə verilmiş xəttiləşdirmə dəqiqliyinin təmin edilməsi;
- elektrik və qeyri-elekrik kəmiyyətlərinin yüksək dəqiqlikli nümunəvi ölçülərindən istifadə edilməsi zərurətinin olmaması;
- ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikasının xəttiləşdirilməsi məqsədilə ölçülən kəmiyyətlərin onların girişindən ayrılması zərurətinin mövcud olmaması;
- sistemin tərkibində istismarda olan funksional blokların strukturuna, qurulma prinsipinə, konstruksiyasına, istehsal texnologiyasına və s. müdaxilə olunmadan, yalnız ölçmə informasiyasının müasir mikroprosessorlu hesablama vasitələrində emal olunması alqoritmləri hesabına xəttiləşdirmə məsələsinin həll edilməsi.
İnformasiyanın rəqəm şəklində emal olunması gücünün ölçmə vasitələrini təşkil edən funksional bloklar arasında səmərəli paylanması müasir intellektual ölçmə vasitələrinin yaradılması istiqamətində vacib məsələlərdən biri sayılır. Bu baxımdan da alqoritmik xəttiləşdirmə üsullarının işlənilməsi və tətbiq edilməsi aktual hesab olunur. Alqoritmik xəttiləşdirmə üsullarının əsas üstünlüklərindən biri də tərkibində mikroprosessorlu hesablama vasitəsi olan hər bir funksional blokda onların icra edilməsi imkanının olmasıdır. Bu xüsusiyyətlərinə görə alqoritmik xəttiləşdirmə üsullarından ölçmə sistemində informasiya çevrilmələrinin müxtəlif mərhələlərində istifadə etmək mümkündür. Belə ki, xəttiləşdirmə məsələsini tərkibində mikropro-sessorlu hesablama vasitəsi olan vericilərdə, normallaşdırıcı (unifikasiya) çeviricilərdə, analoq-rəqəm çeviricilərində və yaxud universal hesablama vasitələri olan mikro-EHM-lərdə icra etmək olar.