Dərs vəsaiti baki 2019 azərbaycan respublikasi təHSİl naziRLİYİ

4. ÖLÇMƏ SİSTEMLƏRİNİN XƏTASINI AVTOMATİK TƏSHİH METODLARI
4.1. Ölçmə sistemlərinin xətasını avtomatik təshihedən iterasiya metodu
Bir çox hallarda öçmə vasitələrinin xətasının avtomatik təshih edilməsi onların metroloji xarakteristikalarının norma daxilində olub-olmaması faktını aşkar etməkdən üstün sayılır. İntellektual ölçmə vasitələrində bu xarakteristikalar ölçmə-hеsablama və məntiq əməliyyatlarının yerinə yetirilməsi prosesində əldə edilir və hər bir ölçmə nəticəsinə uyğun təshihedici (korreksiyaedici) düzəliş avtomatik olaraq daxil edilir. Xətaları avtomatik təshihedən bir sıra metodlar mövcuddur [17,21,24,38].
Xətaları iterasiya metodu ilə təshihedən intellektual ÖS-in mikrokontroller (MK) əsasında tərtib edilmiş struktur sxemi şək. 4.1-də göstərilmişdir [21].

İterasiyalı təshih metodunun realizasiyası zamanı ölçmənin nəticəvi xətası ardıcıl olaraq azalmaqla buraxıla bilən (arzuolunan) qiymətə yaxınlaşır.

Burada analoq-rəqəm çeviricisinin (ARÇ) ölçmə xətasını additiv iterasiya metodu ilə avtomatik təshihedən ölçmə-hesablama prosesi təhlil edilir.
Qeyd etmək lazımdır ki, layihələndirmə zamanı ölçmə vasitələrinin çevirmə xarakteristikasının
(4.1) (16.1)
düz xətti ilə ifadə olunmasına çalışılır. Məlum səbəblərdən (texnoloji parametrlərin qeyri-sabitliyi, zaman keçdikcə elementlərin köhnəlməsi, qeyri-informativ parametrlərin və ətraf mühitin və s. təsirləri) çox halda ölçmə vasitəsinin çevirmə fuksiyası:
k x+ (4.2)
səklində ifadə olunur.
Burada:
– ölçmə xətasının additiv toplananı;
k x – ölçmə xətasının multiplikativ toplananıdır.
Ölçmə xətasının additiv iterasiya metodu ilə avtomatik korreksiya prosesi bir neçə mərhələdən ibarətdir.
Birinci mərhələdə mikrokontrollerdən (MK) verilən idarəetmə siqnalı ilə A açarı 1 vəziyyətinə çevrilir və ARÇ-nin girişinə ölçülən x kəmiyyəti qoşulur. Giriş kəmiyyəti x-in ölçmə nəticəsi ( ) MK-nın yaddaşına (M) yazılır:
k x+ (4.3)
İkinci mərhələdə MK-dan verilən idarəetmə siqnalı ilə A açarı 2 vəziyyətinə çevrilir və ARÇ-nin girişinə ölçülən x kəmiyyətinin əvəzinə dəqiq rəqəm-analoq çeviricisinin (RAÇ) çıxışı qoşulur. RAÇ-ın çıxışında yaranan və ölçülən x kəmiyyəti ilə eynicinsli olan x₀₁ siqnalı MK-nın yaddaşından onun girişinə verilən koduna uyğun olur:
x₀₁ = k x+
və ARÇ-nin girişinə verilərək ölçülür (Z₀₁) və MK-nın yaddaşına (M) yazılır:
Z₀₁ = x₀₁+k x₀₁+ k x+ +k k x+ )+ =
= +2k x+ x+2 +k (4.4)
MK-da giriş kəmiyyəti x-in ölçmə nəticəsindən ( ) RAÇ-ın çıxışında yaranan x₀₁ siqnalının ölçmə nəticəsi (Z₀₁) çıxılır və alınan fərq MK-nın yaddaşına (M) yazılır:
₁ = – Z₀₁ (4.5)
Korreksiya edilmiş birinci nəticəni (Z_1k) almaq üçün giriş kəmiyyəti x-in MK-nın yaddaşında saxlanılan ölçmə nəticəsi ilə ₁ fərqi toplanılır və MK-nın yaddaşına (M) yazılır:
Z_1k = + ₁ = + – Z₀₁ = – k (4.6)
Korreksiya edilmiş birinci nəticə MK-dan RAÇ-ın girişinə verildikdə onun çıxışında siqnalı yaranır:
= = – k
və ARÇ-nin girişinə verilərək ölçülür (Z₀₂) və MK-nın yaddaşına (M) yazılır:
Z₀₂ = x₀₂+k x₀₂+ – k +k – k + =

= +k x x x+ k (4.7)

MK-da təshih edilmiş birinci nəticədən (Z_1k) RAÇ-ın çıxışında yaranan siqnalının ölçmə nəticəsi (Z₀₂) çıxılır və alınan fərq MK-nın yaddaşına (M) yazılır
₂ = Z_1k – Z₀₂ (4.8)
Korreksiya edilmiş ikinci nəticəni (Z_2k) almaq üçün giriş kəmiyyəti x-in MK-nın yaddaşında saxlanılan ölçmə nəticəsi ilə ₂ fərqi toplanılır və MK-nın yaddaşına (M) yazılır:
Z_2k = + ₂ = + = + (4.9)
Korreksiya edilmiş birinci (Z_1k) və ikiinci (Z_2k) nəticəsinin (4.6) və (4.9) ifadələrini ümumiləşdirməklə təshih edilmiş n-ci nəticə (Z_nk) üçün aşağıdakı ifadə alınır:
Z_nk = ]+ (4.10)
Korreksiya edilmiş n-ci ölçmə nəticəsinin nisbi xətası:
= = ( ) (4.11)
ifadəsi ilə təyin edilir.
(4.10) və (4.11) ifadələrində k-nın modulca 1-dən kiçik ( 1) qiymətlərində təshih edilmiş n-ci ölçmə nəticəsinin (Z_nk) şərti ilə limit qiyməti - ə, -in limit qiyməti isə sıfıra yaxınlaşmalıdır:
və 0 (4.12)
Qeyd etmək lazımdır ki, təshih edilmiş ölçmə nəticəsinin xətası əslində sıfıra deyil, rəqəm-analoq çeviricisinin xətasına yaxınlaşır. Buna görə də belə ölçmə vasitələrinin tərkibindəki rəqəm-analoq çeviricisinin metroloji xarakteristikalarına yüksək tələblər qoyulur.
İterasiyalı ölçmə prosesinin davam etdiyi müddətdə giriş kəmiyyətinin və ARÇ-nin çevirmə xarakteristikasının dəyişmədiyi (nisbətən yavaşdəyişən kəmiyyətlərin stabil və yüksək həssaslığa malik ARÇ vasitəsi ilə ölçüldüyü) hallarda bu metodun effektivliyi daha yüksək olur.
Yalnız additiv xətanın mövcud olduğu halda (k = 0) korreksiyaedilmiş son nəticə bir iterasiyadan sonra alınır. Ölçmə xətasının multiplikativ toplananının qiyməti artdıqca ( tələb olunan iterasiyaların sayı artır. Digər tərəfdən qiymətlərində iterasiya prosesi yığılmayan proses olur və nəticədə əks effekt alına bilər.
Ölçmə vasitəsinin inteqral xətasının multiplikativ toplananının üstünlük təşkil etdiyi hallarda multiplikativ iterasiya metodunun tətbiqi əlverişli sayılır. Bu zaman toplama və çıxma əməllərinin əvəzinə MK-da vurma və bölmə əməlləri icra olunur.
Bəzi hallarda inteqral sistematik xətaların təshih edilməsi üçün additiv-multiplikativ iterasiya metodundan istifadə edilməsi daha effektiv ola bilər.