4-Маъруза Ўлчашлар стратегияси

4-Маъруза Ўлчашлар стратегияси

Режа:

1. 
   Когерент танлашлар
   
2. 
   Тасодифий танланмалар
   
3. 
   Мультиплекслаш
   

Калит сузлар:ўлчашлар стратегияларини, когерент танлашлар, тасодифий танланмалар, мультиплекслаш, стробоскопик, диапазон, модуляция, спектри кенлиги, частотали сигнал, принцип телеметрия,

4.1.Ўлчашлар стратегияси

Юқорида кўриб чиқилган ўлчашлар усулига, қўшимча равишда биз, энди анча кенга тарқалган ўлчашлар стратегияларини муҳокама қиламиз. Дарҳақиқат, ҳар доим ҳам исталган физик катталикни бевосита ўлчаб бўлмайди. Бу шу ҳолатда рўй берадики, масалан бизни қизиқтираётган катталикни ўлчаш тизимини, кузата олиши мумкин бўлгандан кўра тезроқ флуктацияланади ва лозим ахборотни олиб бўлмайди; ўлчанадиган сигналнинг частота спектри, бу ҳолда ўлчаш тизими чизиқли йўлагидан кенгроқ бўлади. Тескариси ҳам мумкин: ўлчаш тизимининг ўтказиш полосаси, сигнал спектри кенглигидан анча ортиқ бўлиши мумкин ва шунда ўлчаш тизимидан оптимал фойдаланилмайди. Эслатиб ўтилган ҳолларнинг биринчисида танланмаларни когерент олиш, тор полосали ўлчаш тизими ёрдамида, бизга кенг частотали спектрли сигналларни ўлчаш имкониятини беради. Иккинчи ҳолатда, бир нечта ўлчанадиган сигналларни мультиплекслаш, ушбу ўлчаш тизимидан оқилона фойдланишга имкон беради.

4.2.Когерент танлашлар

Бу стратегия, бизга ўлчаш тизимининг B полосаси, анча катта бўлган F спектор кенгликдаги ўлчанадиган сигналга, сигнал даврий бўлган холда, ишлов бериш имкониятини беради. Сигналнинг n даврларидан (n – бутун сон) озроқ ошувчи интервал билан ўлчанадиган сигнал қийматларини олиб, сигнал шаклини эслаб қолиш ва у ҳақда тўғри тасввурга эга бўлиш мумкин. Агар танланмалар ўртасидаги интервал nT +δ деб белгиланса, бунда T – ўлчанадиган сигнал даври, унда тикланган сигнал даври (шу ҳисоблар бўйича) (nT +δ)T / δ га тенг бўлади. Бу частотанинг δ / (nT +δ) марта камайишини англатади. 4.1-расм бу принципнинг тасвиридир. Ўтказиладиган n даврларнинг сони ва T / δ нисбати (тикланган сигнал даврига танланмалар сони) шундай тарзда танланадики, чўққи қийматларни айланиб ўтувчидан иборат бўлган, тикланган сигналнинг частотали спектри танланмалари, олинадиган чиқиш сигналга ишлов бериш учун қўлланиладиган ўлчаш тизимининг ўтказиш полосасидан торроқ бўлиши керак.¹ Танланмаларни бундай турда олиш, стробоскопик ўлчашларда ва стробоскопик осцилографларда амалга оширилади. Масалан, 20 кГц ўтказиш полосали стробоскопик осциллограф экранида 15 ГГц гача частотали (даврий) электрик сигналларни акс эттириш мумкин.

4.3. Тасодифий танланмалар

Олдинги муҳокамадан келиб чиқишича, танланмаларни когерент олишда (4.1-расмдаги 1, 2, 3-рақамли) ҳисоблашлар вақтнинг керакли пайтларида, аниқ амалга оширилишини кафолатлайдиган, маълум бир шартларни бажариш талаб этилади. Лекин, бизни сигналнинг шакли эмас, фақат катталик ҳақида ахборот қизиқтирган ҳолатда, танланмаларни вақтнинг исталган пайтларида олиш мумкин, яъни тасодифий танланмалар етарли. Масалан, кенг полосали спектрли сигналнинг ўртача квадратик қийматини, шундай аниқлаш мумкин. Бунда сигнал даврий бўлмаслиги керак. Бошқа мисол – кузатиладиган сигнал катталиги бўйича тақсимланиш функцияларини топиш. Кўпроқ умумий бўлган ҳолатда ҳам тасдиқлаш мумкинки, танланмаларнинг тасодифий характери сигнал катталигига (ўрта, ўрта квадратик оғиш, эксцесс ва ҳоказолар) тегишли статистик параметрларга таъсир ўтказмайди. Айрим пайтларда танланмаларни “тасодифий” олиш танланмаларни кузатилаётган сигнал билан ҳеч қандай боғлиқ бўлмаган, маълум бир частотада олиш билан, амалга оширилади. Лекин бунда сигнал ва танланмаларни олиш тартиби ўртасида корреляция юз бериши мумкин ва шу сабабдан танланмалардан олинадиган сигнал катталиги ҳақидаги маълумотларда хатолар бўлиши мумкин. Бу хатоларнинг бўлмаслиги учун, танланмалар частоталари маълум бир чегараларда тебаранади. Танланмаларни тасодифий олганда, ўлчаш тизимининг B ўтказиш полосаси шунингдек ўлчанадиган сигналининг F спектри кенлигидан кам бўлиши мумкин.²


4.1-расм. (a) расмда кўрсатилган ƒ₀ =1 / T асосий частотали сигнал учун танланмаларни когерент олиш. Танланмалар ўртасидаги интервал T + δ га тенг қилиб олинган ( n = 1 га тенг қилиб). Пастки графикда танланмалар бўйича тимкланган ƒ₅ = ƒ₀ / (T + δ) частотали сигнал кўрсатилган. Агар δ << T бўлса, бундай сигналга B << ƒ₅полосали ўлчаш тизими билан ишлов бериш мумкин.

4.4.Мультиплекслаш

Ўлчашларда бу стратегияни қўллаш, бир вақтнинг ўзида (частотали мультиплекслашда) ёки кетма-кет (вақтли мультиплекслашда) бир нечта сигналга ишлов беришга имкон беради. Ўлчаш тизимининг B полосаси ўлчанадиган сигналларнинг F частотали спектрининг кенглигидан анча кўп бўлганда, бу усулдан фойдаланиш мумкин. 4.2-расмда вақтли мультиплекслашдан қандай фойдаланиш, масалан нефтни тозалашда, қандай фойдаланиш мумкинлиги кўрсатилган.³ Аналогли кириш сигналлари, тозалаш ускунасининг турли нуқталаридан, масалан, айтайлик, ҳарорат, босим ва нефт сарфи ўлчанадиган нуқталардан келиб тушади. Бу сигналлар шунчалик секин ўзгарадики, ўлчашлар ва бошқарувнинг тез тизими бундай кўп сигналларга навбатма-навбат ишлов бериши ва уларга ишлов бериш натижаларини кам бўлмаган сонли чиқишлар орқали бериши мумкин (4.2-расмга қаранг).


4.2-расм

Частотали мультиплекслашда, тор полосали ўлчанадиган сигнал, модуляция ёрдамида частоталарнинг бошқа диапазонига сурилади. Бу шундай тарзда амалга ошириладики, бир нечта ўлчанадиган сигналлар спектри частоталарнинг қўшни интервалларини ёпмасдан эгалласин.


4.3-расм. Частотали мультиплекслаш (F << B).

Ҳар бир сигнал ва унинг частотаси бошланғич полосасида тиклаш учун, ўлчаш тизими чиқишида демодулятордан фойдаланиш зарур. Бу усулнинг қўлланилишига мисол 4.3-расмда тасвирлаган. Бу принцип телеметрияда (яъни ўлчашлар натижаларини масофага узатишда) ва телефон тизимида тез-тез фойдаланилади. [1]
Такрорлаш учун саволлар

1^ Klaas B. Klaassen “Electronic Measurement and Instrumentation” II боб, 2.3 мавзу, 45-46 бет

2^ Klaas B. Klaassen “Electronic Measurement and Instrumentation” II боб, 2.3 мавзу, 46-бет

3^ Klaas B. Klaassen “Electronic Measurement and Instrumentation” II боб, 2.3 мавзу, 48-бет