Avtomatlashtirish va boshqarish

O‘lchash vositalari o‘lchashlarda ishlatiladi va ular normallashgan metrologik xossalarga, ya'ni kattaliklarning ma'lum sonli qiymatlariga hamda o‘lchash natijalarining aniqligi va ishonchliligini ifodalovchi xossalariga ega bo‘ladi.
O‘lchash vositalarining asosiy turlariga o‘lchovlar, o‘lchash asboblari, o‘lchash o‘zgartkichlari va o‘lchash qurilmalari kiradi.
O‘lchov — berilgan o‘lchamdagi fizik kattalikni qayta o‘lchash uchun mo‘ljallangan o‘lchash vositasi. Masalan, qadoqtosh — massa o‘lchovi; o‘lchov rezistori — elektr qarshilik o‘lchovi; yoritish lampasi — yorug‘lik o‘lchovi va hokazo.
Bir xil o‘lchamli turli fizik kattalikni kayta o‘lchaydigan bir qiymatli hamda turli o‘lchamdagi qator bir nomli kattaliklarni qayta o‘lchaydigan ko‘p qiymatli o‘lchovlar bor. Ko‘p qiymatli o‘lchovlarga bo‘linmali chizg‘ichlar, induktivlik variometri va boshqalar misol bo‘la oladi. Maxsus tanlangan, faqat alohidagina emas, balki turli birikmalarda turli o‘lchamli qator bir nomli kattaliklarni qayta o‘lchash maqsadida qo‘llaniladigan o‘lchovlar komplekti o‘lchovlar to‘plamini tashkil etadi. Masalan, qadoqtoshlar to‘plami, uchlikli uzunlik o‘lchovlari to‘plami, o‘lchov kondensatorlari to‘plami va hokazo. O‘lchovlar magazini—sanoq qurilmalari bilan bog‘langan maxsus qayta ulagichlarga ega bo‘lgan bitta konstruktiv butun qilib birlashtirilgan o‘lchovlar to‘plami. O‘lchovlar magazini elektrotexnikada keng qo‘llaniladi: qarshilik magazini, sig‘imlar magazini, induktivliklar magazini.
O‘lchovlarga standart namunalar va namuna moddalar ham kiradi.
Standart namuna — modda va materiallarning xossalarini yoki tarkibini xarakterlovchi kattaliklarning birligini qayta tiklash uchun o‘lchov. Masalan, tarkibidagi kimyoviy elementlari ko‘rsatilgan ferromagnit materiallar xossalarning standart namunasi.
Namuna modda — tasdiqlangan spetsifikatsiyada ko‘rsatilgan, tayyorlash shartlariga rioya qilinganda tiklanadigan ma'lum xossalarga ega bo‘lgan moddadan iborat o‘lchov. Masalan, «toza» gazlar, «toza» metallar, «toza» suv.
Kuzatuvchi idrok qilishi uchun qulay shakldagi o‘lchov axboroti signalini ishlab chiquvchi o‘lchash vositasi o‘lchov asbobi deyiladi. O‘lchov asbobida kuzatuvchi o‘lchanayotgan kattalikning son qiymatini o‘qiydi yoki sanaydi. O‘lchov asboblari analog va raqamli bo‘lishi mumkin. Analog o‘lchov asboblarida asbobning ko‘rsatishi o‘lchanayotgan kattalik o‘zgarishining uzluksiz funksiyasidan iborat bo‘ladi, raqamli o‘lchov asboblarida esa ko‘rsatishlar o‘lchov axboroti signalini diskret o‘zgartirish natijasidan iborat bo‘lgan raqamli shaklda ifodalangan bo‘ladi.
Keyingi vaqtlarda raqamli asboblar borgan sari kengroq qo‘llana boshlandi, chunki ularning ko‘rsatuvlari osongina qayd qilinadi, ularni EHM ga kiritish qulay. Raqamli asboblarning tuzilishi o‘lchashda analog asboblarga qaraganda katta aniqlikka erishishga imkon beradi. Shu bilan birga raqamli asboblar qo‘llanganda o‘qish xatoligi bo‘lmaydi. Ammo analog asboblar raqamli asboblarga qaraganda anchagina sodda va arzondir.
O‘lchov asboblari ko‘rsatuvchi, qayd qiluvchi, kombinatsiyalangan, integrallovchi va jamlovchi asboblarga bo‘linadi. Ko‘rsatuvchi asboblarda raqamli qiymatlar shkala yoki raqamli tablodan o‘qiladi. Qayd qiluvchi asboblarda ko‘rsatuvlarni diagramma qog‘ozida yozib olish yoki raqamli tarzda chop etish ko‘zda tutiladi. Kombinatsiyalangan asboblar o‘lchanayotgan kattalikni bir vaqtning o‘zida ko‘rsatadi hamda qayd qiladi. Integralovchi asboblarda o‘lchanayotgan kattalik vaqt bo‘yicha yoki boshqa erkli o‘zgaruvchi bo‘yicha integrallanadi. Jamlovchi asboblarda ko‘rsatishlar turli kanallar bo‘yicha unga keltirilgan ikki yoki bir necha kattalikning yig‘indisi bilan funksional bog‘langan bo‘ladi.
Ulchashga doir axborotni uzatish, o‘zgartish, ishlov berish va saqlash uchun qulay bo‘lgan, ammo kuzatuvchi bevosita idrok qilishi mumkin bo‘lmaydigan shakldagi signalni ishlab chiquvchi o‘lchash vositasi o‘lchash o‘zgartkichi deb ataladi. Inson o‘zining sezgi organlari bilan o‘lchash o‘zgartkichi signallarini qabul qila olmaydi. O‘zgartiriladigan fizik kattalik — kirish kattaligi, uning o‘zgartirilgani esa chiqish kattaligi deyiladi. Kirish va chiqish kattaliklari orasidagi bog‘lanishni o‘zgartkich funksiyasi qaror toptiradi. O‘lchash o‘zgartkichlari o‘lchov asboblarining, turli o‘lchov tizimlarining, biror jarayonlarni avtomatik nazorat qilish yoki boshqarish tizimlarining tarkibiy qismi hisoblanadi. O‘lchanayotgan kattalik berilgan o‘lchash o‘zgartkichi birlamchi o‘zgartkich deyiladi. Birlamchi o‘lchash o‘zgartkichlari, ko‘pincha, datchik deb yuritiladi. Uning bevosita o‘lchanayotgan fizik kattalik ta'siridagi qismi sezgir element deyiladi. Masalan, termoelektrik termometrda termojuft, manometrik termometrda tarmoballon ana shunday elementlardir. O‘lchov asboblari va o‘zgartkichlari o‘lchanayotgan kattalikning turiga qarab tegishli nomlarga ega bo‘ladi, masalan, termometrlar, manometrlar, difmanometrlar, sarf o‘lchagichlar, sath o‘lchagichlar, gaz analizatorlari, konsentratometrlar, nam o‘lchagichlar va hokazo.
Ayrim o‘lchov vositalari va o‘lchov tizimlaridan tashqari murakkab axborot-o‘lchov tizimlari ham qo‘llanadi. Ular ko‘plab texnologik uskunalarda avtomatik o‘lchashni amalga oshirishnigina ta'minlab qolmay (o‘lchov kanallari soni ming-minglab bo‘lishi mumkin), balki o‘lchash natijalarini berilgan algoritmlar bo‘yicha zarur qayta ishlashni ham bajaradi. Shu munosabat bilan o‘lchash o‘zgartkichlarining axborot-hisoblash mashinalari va qurilmalari kirishiga keladigan signallarini unifikatsiyalashtirish (bir xillashtirish) zarurati tug‘iladi. Signallarni unifikatsiyalashtirish o‘lchov asboblari turlarini minimumga keltirish imkonini beradi.
O‘lchov vositalari o‘lchash jarayonidagi bajarayotgan vazifasiga qarab ish, namuna va etalon o‘lchov asboblariga bo‘linadi.
Ish o‘lchov asboblari xalq xo‘jaligining barcha tarmoqlarida amaliy o‘lchashlar uchun mo‘ljallangan. Ular anikligi orttirilgan o‘lchov asboblariga va texnik o‘lchov asboblariga bo‘linadi.
Namuna o‘lchov asboblari ish o‘lchov asboblarini tekshirish va ularni o‘zlari bo‘yicha darajalashga xizmat qiladi.
Etalon asboblari fizik kattalik biriklarini qayta tiklash va saqlash, ularning o‘lchamlarini namuna o‘lchov asboblari orqali xalq xo‘jaligida qo‘llanadigan ish o‘lchov vositalariga o‘tkazishga xizmat qiladi. Fizik kattaliklarning birliklari o‘lchami shu usul bilan etalonlardan namuna o‘lchov asboblari yordamida boshqa o‘lchov asboblariga o‘tkaziladi.
O‘lchash vositalarining ko‘rsatishlaridagi xatoliklarni aniqlash yoki ularning ko‘rsatishlariga tuzatish kiritish maqsadida o‘lchov vositalari ko‘rsatishlarini namuna o‘lchov asboblarining ko‘rsatishlariga taqqoslash deb ataladi.
Shkala asbobni tekshirish bo‘linmalariga qabul qilingan o‘lchov birliklarida ifodalangan qiymatlar berish operatsiyasi darajalash deb ataladi.
O‘lchash vositalari yordamida o‘lchanayotgan fizik kattaliklar o‘lchash axboroti signali foydalaniladigan biror chiqish kattaligiga o‘zgartiriladi.
Fizik kattalikni o‘lchashda o‘lchov qurilmasi (asbobi) fizik kattalikni ko‘rsatkichning mutanosib siljitadi:
(3.8)
bu yerda, φ — asbob ko‘rsatkichining burchakli yoki chiziqli siljishi, V — o‘lchanayotgan fizik kattalik.

(3.8) bog‘lanish asbob shkalasining tenglamasi yoki xarakteristikasi deyiladi. Har qanday o‘lchov asbobining ishi oqibat natijada o‘lchanadigan kattalikni ko‘rsatkichning siljishiga moslab o‘zgaririshga keltiriladi. Shu sababli o‘lchash asbobini sxematik ravishda, o‘lchanayotgan fizik kattalik V ni ko‘rsatkichning mexanik siljish miqdori φ ga o‘zgartiradigan o‘zgartkich deb qarash mumkin.

Oraliq o‘zgartishlar soniga qarab asbobni bo‘g‘inlarga bo‘lish mumkin, bu bo‘g‘inlarning har biri asbob ichida V miqdorni ma'lum tarzda o‘zgartiradi. Ana shu bo‘g‘inlar majmuasi o‘lchanayotgan kattalikning talab etilgan o‘zgarishini ko‘rsatkichning siljishi φ ga o‘zgartiradi.
3.1– rasm. O‘lchov asbobining umumlashgan strukturasi sxemasi

Istalgan o‘lchov asbobining struktura sxemasi, uning ishlash, prinsipidan qat'i nazar, ketma-ket ulangan o‘lchash bo‘g‘inlari O‘B1, O‘B2, O‘B3,.....,O‘Bn, (3.1-rasm) qatoridan tuzilgan zanjir kabi tasvirlanishi mumkin. Birinchi bo‘g‘in O‘B1uchun kirish qiymati bo‘lib V kattalik xizmat kiladi. Har bir bo‘g‘inning chikish qiymati keyingi bo‘g‘in uchun kirish qiymati bo‘lib xizmat qiladi. Oxirgi O‘Bn bo‘g‘inning chikish qiymati ko‘rsatkichning Vn= φ siljishini anglatadi.

Umumiy holda o‘lchov vositalarining struktura sxemasini qurish prinsipiga qarab ikki guruhga bo‘lish mumkin: to‘g‘ri o‘zgartiradigan o‘lchash sxemasi va signali moslashtiriladigan o‘lchash sxemalari. To‘g‘ri o‘zgartirish prinsipi bo‘yicha qurilma o‘lchov vositalarida o‘lchanayotgan kattalik dastlabki o‘zgartkichga yoki uning o‘lchash zanjiri qismidan iborat bo‘lgan sezgir elementga keladi. O‘lchash zanjirida, odatda, o‘lchanayotgan kattalikni axborotning biror eltuvchisi (elektr toki kuchi yoki kuchlanishi. siqilgan havo bosimi va boshqalar) signaliga o‘zgartirish kiritish bo‘yicha amalga oshiriladi. So‘ngra mazkur signal kuchaytiriladi va sanash qurilmasiga uzatiladi. Eng sodda variantda shu sxemadan faqat sezgir element va sanash qurilmasi qolishi mumkin. To‘g‘ri o‘zgartkich sxemalari sodda, ishonchli, yetarli tezkorlikka ega hamda uncha qimmatga tushmaydi. Ammo ulardan, amalda, kichik signallarini o‘lchashda foydalanib bo‘lmaydi. Defferensial o‘zgartkichlar va ular bilan o‘lchash sxemalari signali to‘g‘ri o‘zgartkich sxemalari turlaridan biridir.
Signalni muvozanatlashtiradigan o‘lchash sxemalari strukturasi 3.2-rasmda keltirilgan. O‘lchanayotgan kattalik X dastlabki o‘zgartkich DO‘ ga yoki uning sezgir elementi SE ga keladi va Rx signalga aylantiriladi, bu signal kompensatsiya kurilmasi KQ dan chiqqan R signal bilan moslashtiriladi. Kompensatsiya qurilmasi KQ chiqish signali φ ni kompensatsiya qiluvchi Rk signalga o‘zgartiradi.

3.2.rasm. Signalni muvozanatlashtiruvchi o‘lchov asboblarining struktura sxemasi.

Nobalans signali ∆R nomuvofiqlashtirish indikatori NI orqali kuchaytirgich K kirishiga beriladi. Kuchaytirgichning chiqish signali integrallovchi kurilma IQ ga (masalan, reversiv dvigateliga) ta'sir qiladi yoki chiqish signali φ kuchaytirgich chiqishidan olinadigan signal yo‘q bo‘lganda o‘zgarmay qolaveradi. Signal asbob ko‘rsatkichi AK va kompensatsiya qurilmasi KQ ga beriladi. Shunday qilib, chiqish signali φ o‘lchanayotgan X kattalik qiymatini aniqlaydi. Signalni muvozanatlashtiruvchi asboblar yuqori aniqlikka ega bo‘lib, kichik signallarni o‘lchash imkonini beradi, ammo ularning tezkorligi kam, bahosi yuqori, ishonchliligi esa to‘g‘ri o‘zgartkich asboblarinikiga qaraganda past.