Məmmədov N. R.,Aslanov Z. Y.,Seydəliyev İ. M.,Hacızalov M. N.,Dadaşova K. S

 

7.4. Prosessorlu ölçmə vasitələri 

 

Bir  kristallı  mikro  EHM-in  (xarici  terminologiyada 

quraşdırılmaqla  tətbiq  üçün  mikronəzarətçi,  sonra  – 

mikronəzarətçi (MN) meydana gəlməsi və nomenklaturunun 

daim genişlənməsini işləmələrin müddətlərinə və qiymətinə 

artan  tələblərlə  izah  etmək  olar.  Bununla  belə  işləyib 

hazırlayanların  rastlaşdıqları  problemlər  demək  olar  ki, 

dəyişməmişdir: 

eyniylə 

layihəni 

qiymətinə 

görə 

optimallaşdırmaq 

məqsədi 

ilə 

məhdud 

ehtiyatları 

bölüşdürmək  lazım  gəlir.  Məsələn,  informasiya  ölçmə 

sistemlərində  (İÖS)  və  tərkibinə  tezlik  çıxışlı  ilkin  ölçmə 

çeviriciləri  (İÖÇ)  daxil  olan  cihazlarda  qoşulan  taymerləri 

period  və  tezliyi  ölçən  kanallarla  tarixini  müəyyən  etməklə 

ölçmələri  təmin  edən  saatlar  arasında  bölmək  lazım  gəlir. 

Müasir  mikronizamlayıcıların  tərkibinə  daxil  olan  analoq-

rəqəmsal  çevirici  hər  şeydən  əvvəl  dərəcələr  üzrə 

müvazinətlənmə  prinsipini  realizasiya  edir.  Bu  prinsip 

standart  tətbiqlər  üçün  tam  yararlıdır,  ancaq  nə  cəld 

işləməyə,  nə  də  maneələrdən  qorunmasına  görə  rekord 

deyildir.  Kristalda  yerləşən  daimi  yaddaş  qurğusunun 

(DYQ) böyük tutumu tez-tez xarici DYQ-dan imtina etməyə 

imkan  verir.  Lakin  sistem  tətbiqli  ölçmə  vasitələrinin 

qurulmasını  çətinləşdirən  əsas  problemlərdən  biri  təkcə 

hesablama prosedurunun realizə edilməsi üçün yox, həm də 

nəticələrin  yadda  saxlanması  üçün  vacib  olan  verilənlərin 

253 

 

operativ  yaddaş  tutumunun  məhdudluğudur  (onlarla,  yaxud 

yüzlərlə bayt).  

Ölçmə dövrəsinə prosessor qoşulan ölçmə vasitələri - 

prosessorlu ölçmə vasitələri (P

r

 ÖV) - sadə halda şək. 7.5-də 

verilən struktura malikdir.  

 

 

Şə

k. 7.5. Sadə strukturlu prosessorlu ölçmə vasitələri: 

F-fiziki kəmiyyət; İÖÇ-ilkin ölçmə çeviricisi; NÇ-normalaşdırıcı 

çevirici; ARÇ-analoq-rəqəmsal çevirici; Pr-prosessor; OYQ-operativ 

yaddaş qurğusu; DYQ-daimi yaddaş qurğusu; HQ-hesabat qurğusu; 

SƏQ-yuxarı səviyyə sistemi ilə əlaqə qurğusu 

 

Müasir  ölçü  cihazlarında  tez-tez  bir  neçə  fiziki 

kəmiyyətin,  əsas  fiziki  kəmiyyətin  və  əlavə  xətaları 

azaltmaq üçün bir neçə təsir edən kəmiyyətin ölçülməsi kimi 

məsələlər  həll  olunur.  Bundan  başqa,  avtokalibrləmə  və 

cihazın  ölçmə  nəticələrinə  təsir  edən  xüsusi  qurğularının 

idarə  edilməsi  kimi  məsələ  də  yaranır.  Məsələn, 

qazoanalizatorlarda  pnevmatik  traktın  klapanlarının,  sərfə 

vadar  edənin  idarə  olunmasına,  onun  işinin  stabilliyinin 

təminatına zərurət vardır. Sayılan səbəblərə görə ölçü cihazı, 

hətta o, istifadəçi üçün birkanallı olsa belə, faktiki olaraq bir 

neçə  fiziki  kəmiyyəti  ölçür  və  daxili  təşkilinə  görə  ölçmə 

sisteminə oxşayır.   

Elektron  komponentlərin  (ARÇ,  mikro

 

nizamlayıcı) 

qurulma  prinsiplərinin  dəyişməsi,  fiziki  kəmiyyətin  ölçülən 

qiymətinə  uyğun  paralel  və  ya  ardıcıl  kod  verən  bir 

korpusda birləşdirilmiş ölçmə kanallarının meydana çıxması 

PrÖV-nin təşkili strukturuna təsir edən digər amillərdir.  

254 

 

Bir  neçə  fiziki  kəmiyyətin  ölçülməsini  yerinə  yetirən 

P

r

ÖV-nin 

strukturu 

şə

k.7.6-da 

verilmişdir. 

Buraya 

prosessora nəzərən xarici ARÇ, ardıcıl sistem interfeysi üzrə 

prosessorla  (Pr)  mübadilə  olunan  verilənləri  uzun  müddət 

saxlamaq  üçün  xarici  DYQ,  paralel  interfeysli  xarici 

operativ  yaddaş  qurğusu  (OYQ)  olan  tarixini  müəyyən 

etməklə ölçməyə imkan verən sistem taymeri (ST) daxildir.  

 

Şə

k.7.6. Bir neçə fiziki kəmiyyəti ölçmək 

üçün PrÖV-nin strukturu 

 

Çox sayda müxtəlif növ kəmiyyətləri ölçən mürəkkəb 

sistemləri  qurmaq  üçün  ardıcıl  interfeys  şində  aparıcı  və 

aparılan qurğular arasında ünvan mübadiləsini təşkil etməli, 

ünvanları  dəyişmək  imkanını  təqdim  etməlidir.  Cihazın 

(sistemin)  elementləri  arasında  mübadilə  üçün  ardıcıl 

interfeysdən  istifadə  rabitə  xətlərinə,  lövhələrin  ölçülərinə 

qənaət  etməyə  imkan  verir,  lakin  o,  xarici  yaddaşla 

verilənlərin  mübadiləsinə  böyük  vaxt  sərfini  ehtimal  edir. 

Prosessor  ölçmə  dövrəsinə  qoşulduqda  dərəcələmə 

xarakteristikalarına,  yaxud  sisetmatik  xətaları  korreksiya 

üçün  tətbiq  olunan  və  cədvəl  formasında  verilən  sərhəd  və 

255 

 

düzəliş  massivlərinə  tez  daxil  olmaya  zərurət  yarana  bilər. 

Bu  halda  ÖC-yə  qoşulmaq  üçün  ünvanlar/verilənlər  xarici 

paralel  şinlərinə,  yaxud  konstant  massivlərini  proqramların 

rezident  yaddaşında  yerləşdirmək  imkanına  malik  olan 

mikronizamlayıcılar daha üstün görünür.  

Ardıcıl  interfeysli  DYQ  OYD-yə  nisbətən  daha  çox 

yayılmışdır.  Belə  ki,  ardıcıl  kanalla  bufer  registrinə  ünvan 

və  verilənlərin  yazılışı  ümumilikdə  millisaniyələr  çəkən 

proqramlaşma  tsiklində  ən  uzun  əməliyyat  deyildir.  Paralel 

interfeysli  yaddaşla  müqayisədə  tutuşdurulub  yoxlanmada 

zamana  görə  10-20  dəfə  uduzmaq  sistemin  strukturunun 

layihələndirilməsi 

və 

element 

bazasının 

seçilməsi 

mərhələsində nəzərə alınmalıdır.  

Ə

lavə  (xarici)  operativ  yaddaşın  tətbiqi  haqqında 

məsələyə  o  halda  baxıla  bilər  ki,  işlənib  hazırlanan  cihaz, 

periferiya  nizamlayıcı,  ölçmə  informasiyasını  toplayan 

yarımsistem  verilənlərin  yuxarı  səviyyə  yarımsisteminə 

ötürülmədən  qabaq  toplanması  və  ya  arxivlənməsi 

funksiyalarını yerinə yetirməli olsun.  

Paralel  interfeyslə  həllin  üstünlüyü  -  sistemin  daha 

yüksək  cəld  işləməsidir,  onun  çatışmazlığı  isə  -  mikro

 

nizamlayıcı diskret daxiletmə-çıxarma və kristalda  yerləşən 

periferiya 

qurğularından 

istifadə 

üzrə 

imkanlarını 

məhdudlaşdırmadır.  Ardıcıl  interfeysli  yaddaşın  tətbiqi 

halında  cəldişləmədə  uduzmaqla  (xüsusilə  tək-tək  baytların 

yazılması zamanı) barışmaq lazım gəlir - blokların yazılması 

zamanı  ünvanların  avtomatik  çoxalması  hesabına  əlavə 

xərclər  ixtisar  olunur,  lakin  diskret  daxiletmə-çıxarma  və 

periferiya  qurğuları  üçün  xətlərə  qənaət  etmək  mümkün 

olur.  

  Öz  tərkibində  inteqrallanmış  ARÇ  ilə  mikro 

nizamlayıcı,  xarici  periferiya  qurğuları  və  yaddaşla  əlaqə 

üçün  ardıcıl  magistral  interfeys,  İOÇ-nin  idarə  edilməsi 

üçün paralel interfeys istifadə edən PrÖV-nin strukturu şək. 

7.7-də  verilmişdir.  Daxili  cihaz  magistralı  kimi  ardıcıl 

256 

 

interfeysin tətbiqi iqtisadi və konstruktiv mülahizələrə  görə 

özünü doğrultmuşdur. 

 

 

Şə

k. 7.7. MK-da ARÇ quraşdırılan və ardıcıl  

magistral interfeysli PrÖV-nin strukturu 

 

7.5. Virtual ölçmə vasitələri 

   

Ümumi  anlayışlar.  Virtual  ölçmə  vasitəsi  (VÖV)  - 

bu, ölçü cihazının və ya ölçmə prosedurunun (alqoritminin) 

proqram  modelidir.  Virtual  cihaz  (VC)  ölçmə  alqoritminin 

modelləşdirilən  cihazın  bütün  iş  rejimlərini,  idarəetmə 

orqanlarını (dəyişdirici açarlar, düymələr, tənzimləmələr və 

s.),  çevirmə  funksiyalarını  və  informasiyanı  (ölçmələrin 

nəticələrini)  təqdimetmə  üsullarını,  interfeysi  (girişdə  və 

çıxışda verilənlərin növü və təqdimatı) əks etdirən proqram 

modelidir.  

Virtual  ölçmə  proseduru  -  bu,  girişdə  və  çıxışda 

informasiyanın  təqdim  olunma  növü  verilən  (analoq 

kəmiyyəti,  verilmiş  dərəcəli  rəqəm  kəmiyyəti,  rəqəm  və  ya 

məntiqi  idarəedici  siqnal)  ölçmə  çeviricisinin  funksiyasını 

realizasiya  edən  ölçmə  strukturunun  və  ya  alqoritminin 

proqram  modelidir.  Əgər  bütün  elementləri  dəqiqliyə 

tələbləri  ödəyərsə,  onda  model  adekvatdır.  VÖV-nin  bütün 

elemetləri 

proqramların 

köməyi 

ilə 

realizasiya 

olunduğundan  təsdiq  etmək  olar  ki,  onlar  ölçmə  cihazının 

257 

 

aparat,  yaxud  aparat-proqram  realizəedilməsinin  müvafiq 

elementlərinin modelləşdirmə alqoritmlərini əks etdirir.  

Virtual  ölçmə  vasitəsi  LabView,  GENIE  və  s.  tip 

obyekt 

modelləşdirilməsinin 

proqramlı 

sistemlərinin 

yaradılması nəticəsində meydana gələn anlayışdır.  

Belə proqram sistemlərin yaradılmasında ilkin məqsəd 

ölçmə  aparatlarının  istehsalçısı  olan  firmaların  bazarda  öz 

təsir 

dairəsini 

genişləndirmək 

cəhdi 

olmuşdur. 

Modelləşdirmə  sistemi  optimallaşdırma  məqsədi  ilə 

müxtəlif  ölçmə  strukturlarının  konstruksiya  edilməsini 

təmin  edən  ölçü  cihazları  modellərinin,  verilənlərin 

çevrilməsi  və  işlənməsinin  funksional  modullarının 

kitabxanasına  əsaslanır.  Mühitlə  işləyərək  istifadəçi 

firmanın  buraxdığı  ölçmə  vasitələrinin  imkanlarını  öyrənir, 

onların  tətbiq  üsullarını  mənimsəyir,  “işgüzar  oyun” 

rejimində  qarşıya  qoyulan  məsələnin  həllini  təmin  edən 

virtual  strukturlar  yaradır.  İstifadəçi  hazır  ölçü  cihazlarını 

tətbiq  etmək,  öz  cihazının  strukturunu  yaratmaq, 

kitabxanada  olan  verilənlərin  işlənməsi  və  çevrilməsi 

modullarından istifadə etmək və ya öz ölçmə alqoritmlərini  

(prosedurlarını) yaratmaq imkanına malikdir.  

Mühitin  fərqli  cəhəti  odur  ki,  qurulmuş  ölçmə 

strukturu  istifadəçinin  özü  tərəfindən  yaradılan  giriş 

siqnalları modellərinin  (vericilərin) köməyi ilə ətraflı tətbiq 

oluna  bilər.  Yaradılan  struktur  real  siqnalların  ölçülməsi 

üçün tətbiq edilə bilər. Qurulan ölçmə kanalı həm real ölçmə 

cihazlarının  bazasında,  həm  də  virtual  ölçmə  modullarının 

və  ya  onların  birləşdirilməsinin  bazasında  reallaşa  bilər. 

Virtual  strukturların  belə  imkanları  böyük  dairədə  ölçmə 

məsələlərinin  həlli  üçün  onların  geniş  tətbiqinə  təkan 

vermişdir.  

Verici  -  normalaşdırıcı  çevirici  -  analoq-rəqəmsal 

çevirici  -  virtual  ölçmə  kanalı  sxemi  üzrə  qurulan  sistem 

böyük  çevikliyə,  siqnalların  işlənməsi  və  informasiya 

258 

 

təqdimatı  metodlarının  bütün  ehtiyatlarından  istifadə 

imkanına malikdir.  

Virtual 

ölçmə 

vasitəsinin 

metroloji 

xarakteristikaları.  VÖV  xətalarının  təhlilini  alqoritmlərin 

və onların reallaşmasının xətalarının təhlilinə gətirmək olar. 

Alqoritm  görülən  işlər  arıdcıllığı  olduğundan  metroloji 

xarakteristikaların  analizi  üçün  ölçmələrin  alqoritmik 

nəzəriyyəsinin elementlərindən istifadə edək.  

Ölçü  cihazı  müəyyən  ölçmə  metodunun  real  (ideal 

olmayan)  reallaşmasıdır.  Ölçmə  cihazının  köməyi  ilə 

naməlum kəmiyyətin  x  ölçülməsinin nəticəsi: 

( )

x

R

K

R

x

q

q

q

1

2

*

=

, 

burada 

q

R

2

, 

q

K

, 

q

R

1

 - ölçmə alqoritminin qeyri-ideal (real) 

operatorlarıdır. 

Bu zaman ölçmə nəticəsinin xətası: 

( )

( )

x

R

K

R

x

R

K

R

x

h

h

h

q

q

q

1

2

1

2

−

=

∆

, 

burada 

h

R

2

, 

h

K

, 

h

R

1

  -  hipotetik  alqoritmin  reallaşma 

operatorlarıdır.  

Məlum  proqram  sistemlərində  ölçü  cihazının  modeli 

bu  cihazda  istifadə  edilən  ölçmə  alqoritmini  (metodunu) 

reallaşdırır,  yəni  cihazın  ancaq  ideal  xarakteristikasını 

modelləşdirir.  Ona  görə  də  ölçmənin  nəticəsinin  qiymətini 

yazırıq: 

( )

x

KR

R

x

1

2

*

=

, 

virtual cihazın köməyi ilə ölçmə nəticəsinin xətası isə: 

( )

( )

x

R

K

R

x

KR

R

x

h

h

h

VC

1

2

1

2

−

=

∆

. 

Bu, xətanın metodik tərkib hissəsinə uyğun gəlir:  

( )

x

x

M

VC

∆

=

∆

. 

Bu zaman nəzərə alınmayan aləti tərkib hissəni yazaq: 

( )

( )

x

KR

R

x

R

K

R

x

q

q

q

A

1

2

1

2

−

=

∆

, 

yəni model ölçmə nəticəsinin tam xətasını əks etdirmir: 

( )

( )

x

x

x

A

M

∆

+

∆

=

∆

. 

259 

 

Beləliklə, müasir proqram sistemlərində mövcud olan 

virtual  ölçmə  vasitələri  kitabxanaları  ölçmə  cihazlarının 

ancaq  ideal  xarakteristikalarını  reallaşdırır  və  onların 

adekvat  təqdimatını  vermir.  Bu  zaman  vasitənin  statik 

xarakteristikasının  ancaq  metodik  tərkib  hissəsi  nəzərə 

alınır, reallaşmadan xətalar (aləti) və dinamik xətalar nəzərə 

alınmır.  

Bu  çatışmazlıq  cihazın  modelinə  səhv  funksiyalarını 

ə

lavə  etmək  yolu  ilə  düzəldilə  bilər.  Lakin  VÖV  bilavasitə 

ölçmə 

dövrəsində 

istifadə 

olunduqda 

göstərilən 

çatışmazlıqlar  təsir  etmir.  Bu,  virtual  ölçmə  sistemlərinin 

yayılma səbəblərindən biridir.  

Virtual ölçmə kanalı xətalarının mənbələri. Virtual 

ölçmə kanalının xətaları verilənlərin təqdimatının növündən 

və ölçmə vasitələrinin modelindən asılıdır.  

Verilənlərin təqdimatı

. Verilənlər analoq, rəqəmsal və 

idarəetmə siqnalları şəklində təqdim oluna bilər.  

Verilənlər 

analoq 

siqnalları 

şə

klində 

təqdim 

olunduqda  modelləşmə  mühiti  verilənləri  64  bit  dərəcəli 

həqiqi ədədlər (real) şəklində təqdim etmək imkanına malik 

olur, 

yəni 

ə

dədlərin 

təqdim 

edilmə 

diapazonu: 

63

63

63

63

2

...

2

...

0

...

2

...

2

+

+

−

−

−

.  Bu,  analoq  siqanllarının 

xarakteristikalarının geniş diapazonda formalaşmasını təmin 

edir. Belə ki, siqnalın ani qiymətlərinin dəyişmə  funksiyası 

ə

dədlərin ixtiyari determinə olunmuş ardıcıllığı ilə (seçimlə) 

və  ya  verilmiş  statistik  xarakteristikalı  (riyazi  gözləmə, 

dispersiya,  korrelyasiya  funksiyası,  spektral  sıxlıq  və  s.) 

seçimlə  təqdim  oluna  bilər.  Modelləşmənin  diskretlənmə 

tezliyi  miqyas  əmsalı  ilə  müəyyən  olunur.  Həmin  əmsal 

modelləşdirilən  prosesdən  və  tələb  edilən  dəqiklikdən  asılı 

olaraq  nanosaniyə,  mikrosaniyə,  saat,  il  ilə  ölçülə  bilər. 

Beləliklə,  analoq  siqnalının  modeli  onun  funksional 

xarakteristikalarının  təzələnməsindən  metodik  xətalara 

260 

 

malikdir  -  fasiləsiz  fiziki  prosesin  modelinin  qeyri-

adekvatlıq xətası -

s

a

.

∆

.   

Verilənlər  rəqəmsal  şəklində  olduqda  dərəcələri  və 

təqdim  olunma  diapazonu  (adətən  ikilik  və  ikilik-onluq) 

göstərilən verilənlər modelləşdirmə mühitində əlavə səhvsiz 

təqdim oluna bilər.  

İ

darəedici siqnallar üçün iki və çoxmövqeli dəyişdirici 

açarlardan, düymələrdən “qoşulma - ayrılma “ gərginlik tipli 

analoq  siqnallar  şəklində  və  ya  idarəedici  kodlar  şəklində 

götürülən  verilənlər  ya  məntiqi  dəyişənlər  şəklində,  ya  da 

ə

dədi  qiymətlər  şəklində  təqdim  olunur.  Bu  zaman 

modelləşdirmədən əlavə xəta daxil edilmir.  

Ölçmə  vasitələrinin  modelləri

.  Ölçmə  kanalını  təşkil 

edən ölçmə vasitələrini aşağıdakı qruplar üzrə birləşdirmək 

olar: 

•  modeli  fiziki  prosesin  -  informasiya  mənbəyinin 

modelini  (fiziki  prosesin  ölçülən  parametrlərinin  riyazi 

modeli)  və  ölçmə  vericisinin  (ilkin  ölçmə  çeviricisinin 

(İÖÇ))    modelini  -  İÖÇ-nin  dərəcələnmə  xarakteristikasını 

ə

ks etdirən vericilər; 

•  ölçmə  çeviriciləri  -  analoq  çevirməsi;  analoq-

rəqəmsal  çevirməsi;  rəqəmsal  çevirməsi  kimi  mümkün 

üsullardan  biri  ilə  ölçmə  funksiyasını  (prosedurunu) 

reallaşdıran ikinci ölçmə çeviriciləri; 

•  hesabat  qurğuları  -  bu,  bir  qayda  olaraq,  ölçülən 

vahidlərdə bölgü qiymətinə malik  şkalalı analoq qurğuları, 

indikator  işıq  şkalalarıdır;  belə  qurğuların  modelləri 

xətaların 

elektromexaniki 

reallaşmadan 

irəli 

gələn 

(sürtünmədən,  boş  gedişdən,  ətalətdən,  yayların,  dartqıların 

xassələrindən və s.) tərkib hissələrini nəzərə almır; 

•  rəqəmsal  indikatorları  -  bunlar  rəqəmsal  hesabat 

qurğularıdır və ölçmə nəticələrinin təqdim olunma dəqiqliyi 

dərəcələr sayı ilə müəyyənləşir; 

261 

 

• 

ossilloqraflar 

- 

ölçülən 

siqnalların 

xarakteristikalarının   

( )

t

x

  və 

( )

y

x

  tipli  funksional 

asılılıqlarını  əks  etdirən  qurğulardır.  Bu  zaman  ikiölçülü 

məkan oxları üzrə kvantlamadan xətalar yaranır.  

Sadalanan  vasitələrin  metroloji  xarakteristikalarının 

müxtəlif  tip  verilənləri  təqdimetmə  imkanları  nəzərə 

alınmaqla təhlilinin nəticələri cədvəl 7.1-də verilmişdir.  

Virtual  ölçmə  vasitələrinin  tətbiqi.  Virtual 

vasitələrin  mövcud  kitabxanaları  ölçü  cihazının  bütün 

rejimlərinin  modelləşməsini  təmin  edir  ki,  bu  da  onun 

tətbiqi üsullarını hərtərəfli öyrənməyə, onun əsasında ölçmə 

kanallarını və sistemlərini layihələndirməyə imkan verir. Bu 

nöqteyi-nəzərdən  onlar  aparat  istehsalçı  firmalarının 

sorğularını  tam  təmin  edir.  Belə  ki,  “işgüzar  oyun” 

rejimində  vasitələrin  imkanlarının  öyrənilməsini,  deməli, 

həm də reklamını təmin edir.  

 

Cədvəl 7.1. 

Virtual mühit 

Mövcud modellə-rin 

xətaları 

Adekvat model almaq üçün 

lazım olan xətalar 

İ

ÖÇ 

MİİÖ

s

a

∆

+

∆

.

 

AİİÖ

∆

,

DİİÖ

s

a

d

∆

<<

∆

.

.

 

Analoq ÖC 

MÖC

∆

 

AÖC

∆

,

DÖC

∆

 

Analoq-

rəqəmsal ÖC 

MÖC

∆

, 

kv

∆

 

AÖC

∆

,

DÖC

∆

 

Rəqəmsal  ÖC 

MÖC

∆

, 

kv

∆

 

DÖC

∆

 

Analoq hesabat 

qurğusu 

MHQ

∆

 

AHQ

∆

,

DHQ

∆

 

Rəqəmsal 

indikator 

kv

∆

 

- 

Ossilloqraf 

o

xv

o

e

x

.

.

∆

>

∆

, 

o

yv

o

e

y

.

.

∆

>

∆

 

DEO

∆

 

- 

Qeyd.

 

MİİÖ

∆

, 

MÖC

∆

, 

MHQ

∆

  -  müvafiq  virtual  vasitələrin 

xətasının metodiki, 

AİİÖ

∆

, 

AÖC

∆

, 

AHQ

∆