Məmmədov N. R.,Aslanov Z. Y.,Seydəliyev İ. M.,Hacızalov M. N.,Dadaşova K. S
Yüklə 7,93 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- 2.2. Ölçm əl ərin sinifl əşdirilm əsi
|
τ = 0 olduqda korrelyasiya funksiyası siqnalın dis- persiyasına bərabər olur. ( )
( ) dt t y R ∫ Τ ∞ → Τ Τ = = 0 2 2 1 lim
0 σ
Təcrübədə tez-tez normalaşdırılmış korrelyasiya funksiyası anlayışından istifadə edirlər ( ) ( )
2 σ τ τ ρ
=
35
Təsadüfi siqnalların tezlik xassələrinin xarakteristikası üçün güçün spektral sıxlığından Sp(ω) istifadə edirlər. Bu, siqnalın orta gücünün onun tezlikləri üzrə bölünməsini təyin edir. S p (ω) – nın qiyməti müxtəlif ω tezliklərdə tezlik vahidinə düşən orta gücə bərabərdir. Gücün spektral sıxlığı Sp(ω) və korrelyasiya funksiyası R( τ ) bir-biri ilə aşağıdakılarla əlaqəlidir: ( ) ( )
; 0 τ τ ϖ ωε d e R S j p − ∞ ∫ =
. ) ( 2 1 ) ( ω ω π τ ωτ d e S R p ∫ − ∞ ∞ − ∫ =
Beləliklə, təsadüfi siqnalın təsviri üçün onun ehtimal xarakteristikalarının bir neçə cəmini tətbiq edirlər. Ə gər siqnala təsadüfi kəmiyyət kimi baxılarsa, onda onun xarakteristikası paylanma qanunu və ya onun ədədi xarakteristikaları olacaqdır. Əgər siqnala təsədüfi proses kimi baxılarsa, onda paylanma qanunundan başqa onun korrelyasiya funksiyasını və ya gücünün spektral sıxlığını bilmək lazımdır. Təsadüfi siqnalların təsviri zamanı normal və bərabərölçülü qanunlar və bir neçə korrelyasiya funksiya- ları geniş yayılmışdır, məsələn: ( ) ,
τ ϖ τ ϖ τ ρ or or =
( ) , 2 2 τ τ ρ α − =e
burada ω or , -təsadüfi siqnalların dinamiki xassələrindən asılı olan korrelyasiya funksiyalarının parametrləridir. Ölçmə eksperimentini real şəraitdə apardıqda əksər hallarda siqnalın amplitud və müvəqqəti dəyişməsinin dəqiq xarakteristikaları (siqnalın növü, paylanma qanunları, korrelyasiya funksiyaları) məlum olmur. Belə hallarda siqnalın parametlərinin qiymətləndirilməsindən istifadə edirlər. O siqnalların modeli ən çox yayılmışdır ki, prosesin iki əsas parametri bu modeldə verilir və ya əvvəlcədən təyin 36
olunur (proseslərin fizikası, tədqiqat obyektlərinin dinamiki xassələri, əvvəlki təcrubənin və digər məlumatların ə sasında): siqnalın dəyişmə diapazonu 0...Xmax və tezlik diapazonu 0...ωmax, burada Xmax və ωmax –uyğun olaraq siqnal sektorunda maksimal amplituda və tezlik (verilmiş misalda bu parametrlərin qiymətləri sıfra bərabər qəbul edilmişdir, lakin ümumi halda onlar sıfırdan fərqlənə bilər). Bu cür modellər təcrübədə geniş tətbiq olunur. Bu cür modelin praktiki əhəmiyyəti onunla da bağlıdır ki, ölçmə prosedurlarının analizini aparmağa imkan verən kifayət qədər güclü riyazi aparat mövcuddur (məsələn, bu cür siqnalların etibarsızlığını təyin edən V.A.Kotelnikov teoremi, siqnalların maksimum mümkün olan dəyişmə sürətini qiymətləndirməyə imkan verən S.N.Bernşteyn qeyri-bərabərsizliyi. Bunlar ölçmə vasitələrinin dinamiki rejiminin analizi zamanı zəruridir və s.). Qeyd etmək lazımdır ki, model haqqında istənilən ə lavə məlumatları, məsələn paylanma qanunlarını və ya siqnalların spektral sıxlığının növünü bilmək, ölçmə nəticələrinin qiymətləndirilməsi planında modeli zəngin- ləşdirə bilər və ya ölçmə vasitələrinə texniki tələblərin təyinində zəruri ola bilər. Maneələr haqqında ümumi məlumatlar. Ölçmə eksperimentini real şəraitdə apardıqda giriş siqnalları tez-tez maneələr tərəfindən korlanır. Maneələr – müxtəlif cinsli elə xarici qasırğalardır ki, onlar faydalı siqnallara təsir edir və ölçülən kəmiyyətin düzgün qiymətləndirilməsinə əks təsir göstərir. Maneələrin mənbəi həm ölçmə vasitələrinin daxilində, həm də onların xaricində ola bilər. Maneələr ola bilər: mütəmadi – onların təsviri üçün kvazideterminləşdirilmiş funksiyalardan istifadə olunur; impulslu – diskret vaxtın təsadüfi ardıcıllığıdır; təsadüfi arasıkəsilməz - arasıkəsilməz vaxtın təsadüfi prosesləridir. Maneələrin əmələgəlmə fizikası cürbəcur ola bilər. Mütəmadi maneələr ən çox qidalandırıcı şəbəkədən gəlir;
37
impulslu maneələr müxtəlif kommutasiyalı proseslərdən ə mələ gələ bilər, xüsusilə də qonşu aparatların işə salınması və dayandırılmasından; təsadüfi arasıkəsilməz maneələrin mənbəi bir çox nəzərə alınmayan (obyektə və ölçmə vasitələrinə təsir edən) faktorlar ola bilər. Maneələrin n(t) və siqnalın x(t) müxtəlif qarşılıqlı təsir növləri vardır. Əgər qarşılıqlı təsir aşağıdakı cəmlə təyin olunursa s(t)=x(t)+n(t), onda bu cür maneə additiv adlanır. Ə gər qarşılıqlı təsir hasillə təyin olunursa s(t)=x(t) n(t),onda bu cür maneə multiplikativ adlanır. Ümumi halda birgə təsir mümkündur s(t)=x(t) n 1 (t)+n
2 (t)
Maneələr üçün əvvəl qəbul olunmuş indekslər o faktı göstərir ki, müxtəlif maneələr siqnalla x(t) müxtəlif cür qarşılıqlı təsirdə ola bilər.Maneələr təsiri siqnal-maneə (çox vaxt siqnal-səsküy adlanan) nisbətilə təyin edilir: ,
x Ρ Ρ = η
burada Px və Pn -uyğun olaraq siqnalın orta gücü və maneələrdir. Maneəyə davamlılıq nəzəriyyəsində bu nisbətdən geniş istifadə edirlər.Maneələrin səviyyəsi ölçmələrin maksimum mümkün olan dəqiqliyini təyin edir.
Odur ki, elə ölçmə metodu seçirlər və elə ölçmə vasitələrindən istifadə edirlər ki, burada siqnal-maneə nisbəti maksimum olur.
Fiziki kəmiyyətlərin qiymətlərini tapmaq üçün ölçmə eksperimentlərinin müvcud
çoxoxşarlılıgı həm
bu kəmiyyətlərin çoxsaylılığı ilə, vaxta görə onların dəyişməsi ilə, həm də alınan nəticələrin keyfiyyətinə müxtəlif tələblərlə təyin edilir. Ölçmələrin sinifləşdirilməsi çoxsayda ölçmə prosedurlarının effektiv təşkili və istifadəsi məqsədilə onların quruluşlarının baxılmasına imkan verir.Ölçmələr aşağıdakı əlamətlərə görə sinifləşdirilə bilər:
38
ölçmələrin nəticələrinin alınması üsulu─birbaşa, dolayı, birgə və cəmləşdirmə ölçmələr; ölçülən kəmiyyətin ölçülməsinə münasibət ─ statik və dinamik ölçmələr; dəqiqlik xarakteristikası ─ bərabərdəqiqlikli və qey- ri-bərabərdəqiqlikli ölçmələr; ölçmə cərgəsində ölçmələrin sayı ─ birdəfəli və çoxsaylı ölçmələr; ölçmələrin nəticəsinin ifadə edilməsi - mütləq və nisbi ölçmələr; metroloji təyinatına görə - texniki və metroloji ölç- mələr. Birbaşa ölçmə - elə ölçmədir ki, burada fiziki kəmiyyətin axtarılan qiymətini bilavasitə ölçmə eksperimentinin aparılması nəticəsində alırlar (məsələn, uzunluğun mikrometrlə, cərəyan şiddətinin ampermetrlə, elektrik müqavimətinin ommetrlə və s. ölçülməsi). Dolayı ölçmə - elə ölçmədir ki, burada fiziki kəmiyyətin axtarılan qiyməti bu kəmiyyətlə birbaşa ölçmələr nəticəsində alınmış kəmiyyətlər arasındakı məlum funksional asılılıqlar əsasında tapılır. Dolayı ölçmə zamanı axtarılan kəmiyyətin qiyməti y ölçülən kəmiyyətlərlə aşağıdakı məlum funksional asılılıqla əlaqəlidir:
У = f (x1, x2, x3,...,xn), burada x1, x2, x3,...,xn – birbaşa ölçmələrin köməyi ilə kəmiyyətlərin alınmış qiymətləridir. Rezistorun müqavimətinin R qiymətini, məsələn,
/ = tənliyindən təyin edirlər. Bu tənlikdə rezistordan keçən cərəyanın gərginliyinin U və şiddətinin I qiymətlərini yerinə qoyaraq müqavimətin qiymətini təyin edirlər. Birgə ölçmələr – iki və çox eyni adlı kəmiyyətlərin aralarında asılılıq tapmaq üçün onların eyni vaxtda ölçülməsidir. Məsələn, rezistorun müqavimətinin temperaturdan asılılığı Rt = Ro(I + At + Bt2) ifadəsi ilə 39
təyin edilir. Bu asılılığı həll etmək üçün rezistorun üç müxtəlif temperaturda müqavimətini ölçürlər, üç tənlikdən ibarət sistem tərtib edirlər və R 0 , A və B parametrlərinin qiymətlərini tapırlar. Cəm ölçmələr – elə ölçmələrdir ki, burada axtarılan kəmiyyətin ədədi qiyməti birbaşa ölçmə nəticəsində müxtəlif tərkibli kəmiyyətlər üçün alınmış tənliklər sisteminin həlli nəticəsində tapılır. Mahiyyətcə cəm ölçmələr eyni vaxtda aparılan dolayı ölçmələrdir. Bunun üçün aıağıdakı tənliklər sistemini həll edirlər: F (y
1 ,y 2 ,y 3 ,...,y n ,x 1.1 ,x 1.2,
x 13 ,...,x 1.m )=0;
F (y 1 ,y 2 ,y 3 ,...y n ,x 2.1 ,x 2.2 ,x 2.3
,...,x 2m )=0; ............................................................ F (y
1, y 2, y 3 ,...,y n, x n.1, x n.2,
x n.3
,...,x n.m
)=0, burada
y i ─ axtarılan kəmiyyətlər; x iy ─
kəmiyyətlərin qiymətləridir. Məsələn, üçbucaqla birləşdirilmiş rezistorların müqavimətlərinin birbaşa ölçmələrini yerinə yetirirlər; sonra isə bu ölçmələrin nəticələrinə görə rezistorların özlərinin müqavimətlərinin qiymətlərini hesablayırlar. Statik ölçmələr – konkret ölçmə tapşırığına uyğun olaraq ölçmə zamanı ərzində dəyişməyən qəbul edilmiş fiziki kəmiyyətin ölçülməsidir (məsələn, rezistorun müqavimətinin normal temperaturda ölçülməsi).
– ölçüsü dəyişən fiziki kəmiyyətin ölçülməsidir. Burada söhbət həm fiziki kəmiyyətin qiymətinin ölçülməsi, həm də bu kəmiyyətin vaxta görə dəyişməsinin ölçülməsi haqqında gedə bilər. Fiziki kəmiyyətin ölçüsünün dəyişməsi nəticəsində onun
ölçülməsini vaxt momentini dəqiq fiksasiya (qeyd) etməklə aparırlar. Bu halda ölçülən kəmiyyətin ani qiymətinin ölçülməsi haqqında danışmaq olar (məsələn, elektrik cərəyanının dəyişən gərginliyinin amplitudunun qiymətinin ölçülməsi).
40
– eyni şəraitdə, eyni həssaslıqla, eyni dəqiqlikli ölçmə vasitələri ilə hər hansı kəmiyyətin ölçülmələridir.
–müxtəlif şəraitlərdə və (və ya) dəqiqliklərinə görə bir – birindən fərqlənən ölçmə vasitələri ilə hər hansı kəmiyyətin ölçülmələridir. Birdəfəli ölçmə - bir dəfə aparılan ölçmədir. Təcrübədə, bir qayda olaraq, ancaq birdəfəli ölçmələr aparılır. Bir sıra hallarda eyni kəmiyyətin ölçmələrinin sayını artırmaq prinsip etibarilə mümkün deyildir.
- eyni ölçüyə malik fiziki kəmiyyətin ölçülməsidir ki, bunun da nəticəsi bir-birinin ardınca gələn bir neçə ölçmələrdən, yəni bir neçə birdəfəli ölçmələrdən alınır. Çoxdəfəli ölçmələrin nəticəsi bir neçə bir-birinin ardınca gələn birdəfəli ölcmələrin qiymətlərindən alınır. Lakin emaldan əvvəl əmin olmaq lazımdır ki, bu sıranın bütün ölçmələri bərabərdəqiqliklidir. Mütləq ölçmə - bir və ya bir necə əsas kəmiyyətlərin birbaşa ölçülməsinə və (və ya) fiziki konstantların qiymətlərindən istifadəyə əsaslanan ölçmədir. Məsələn, F=mg tənliyinə görə qüvvənin F ölçülməsi əsas kəmiyyətin – kütlənin (m) və fiziki sabitin g (kütlənin ölçülmə nöqtəsində) ölçülməsinə əsaslanır.
- kəmiyyətin onunla eyni adlı olan və ölçü vahidi rolunu oynayan digər kəmiyyətlə müqayisəsidir.
– işci ölçmə vasitələrinin köməyi ilə aparılan ölçmələrdir. Texniki ölçmələr elmi eksperi- mentlərə, texnoloji proseslərə, nəqliyyatın hərəkətinə və s. nəzarət və onların idarə olunması məqsədilə yerinə yetirilir (məsələn, texnoloji prosesləri xarakterizə edən bir sıra kəmiyyətlərin ölçülməsi).
– fiziki kəmiyyət vahidlərinin təzələnməsi məqsədilə və onların ölçülərinin işçi ölçmə vasitələrinə ötürülməsi üçün etalonların və nümunəvi ölçmə vasitələrinin köməyi ilə aparılan ölçmələrdir (məsələn, işçi
41
ölçmə vasitələrinin yoxlanma prosedurunun yerinə yetirilməsi). Ə gər ölçmə prosedurlarının sinifləşdirilməsinin kriteri kimi ölçülən fiziki kəmiyyət istifadə olunursa, onda ölçmə növü məvhumundan istifadə etmək qəbul edilir. Ölçmə növü dedikdə özünün xüsusiyyətlərinə malik olan və ölçülən kəmiyyətlərin eynililiyi ilə fərqlənən ölçmə sahəsinin hissəsi başa düşülür. Məsələn, elektrik və maqnit ölçmələri sahəsində aşağıdakı ölçmə növləri ola bilər: elektrik müqavimətinin ölçülməsi, elektrik gərginliyinin ölçülməsi, maqnit induksiyasının ölçülməsi və s. Ölçmə vasitələrinin ölçmə obyekti ilə qarşılıqlı əlaqəsi fiziki hadisələrə və ya effektlərə əsaslanır. Ölçmələrin prinsipi – ölçmənin əsasını təşkil edən fiziki hadisədir (effektdir).
– ölçmələrin realizə olunmuş prinsipinə uyğun olaraq ölçülən fiziki kəmiyyətin onun vahidi ilə müqayısəsinin üsulu və ya üsullarının cəmidir. Ölçmə metodlarının sinifləşdirilməsinin əsasında ölçülən kəmiyyətin qiymətlərinin alınması zamanı ölçünün tətbiqi üsulu durur. Burada iki metodu bir-birindən fərqləndirirlər: bilavasitə qiymətləndirmə və ölçü ilə müqayisə. Axırıncı metod öz növbəsində sıfır, diferensial və ya fərqləndirmə metodlarına, əvəzetmə, əlavəetmə metodlarına bölünür.
– elə ölçmə metodudur ki, burada kəmiyyətin qiymətini göstərici ölçmə vasitəsi üzrə bilavasitə təyin edirlər. Bu halda ölçmənin nəticəsi ölçmə vasitəsinin hesabat qurğusu üzrə bilavasitə təyin edilir. Nəticənin alınmasında ölçünün istifadə edilməsi ölçmə vasitəsinin istehsalı mərhələsində onun şkalasının dərəcələnməsi proseduru vasitəsilə həyata keçirilir. Ölçü ilə müqayisə metodu – elə ölçmə metodudur ki, burada ölçülən kəmiyyəti ölçü ilə təzələnən kəmiyyətlə müqayisə edirlər. 42
– elə ölçü ilə müqayisə metodudur ki, burada ölçülən kəmiyyətin nəticələndirici effektini və ölçünün təsirini sıfra çatdırırlar. Göstərilən müxtəlifliyi sıfra bərabərləşdirməni təyin edən qurğu sıfır- indikator adlanır.
Sİ U X
I Sİ U 0 + + - -
Şə k.2.3. Sıfır metodunu aydınlaşdıran sxem
Şə kil 2.3-də sıfır metodundan istifadəni aydınlaşdıran sxem göstərilmişdir, burada U x – ölçülən kəmiyyət; U o –
ölçü; Sİ – sıfır – indikatordur. Ölçünün qiymətini dəyiş- məklə U
x =U o bərabərliyinə nail olurlar. Bu qiymətlərin bərabərlik əlaməti Sİ-də cərəyanın olmamasıdır, I Sİ =0.
Bu metod imkan verir ki, yüksək tezlikli ölçüləri və sıfır – indikatorların tətbiqi zamanı yüksək dəqiqlikli ölçmə- ləri aparmaq mümkün olsun. Məsələn, dördçiyinli körpünün köməyi ilə müqavimətin ölçülməsi ölçmələrin sıfır metodundan istifadəyə əsaslanır.
V U X
U 0
+ - - ∆U
Şə k.2.4. Gərginliyin ölçülməsinin diferensial metodunun sxemi 43
A U пит R X R 0
Şə k.2.5. Əvəzetmə metodu əsasında rezistorun müqavimətinin R x qiymətinin ölçülməsinin ümumiləşmiş sxemi Ölçmələrin diferensial və ya fərqləndirmə metodu - elə
ölçmə metodudur ki, burada ölçülən kəmiyyət onunla eynicinsli kəmiyyətlə müqayisə edilir. Bu kəmiyyət ölçülən kəmiyyətdən qiymətinə görə çox az fərqlənən, məlum qiyməti olan kəmiyyətlə müqayisə edilir, həmçinin bu iki kəmiyyət arasındakı fərq ölçülür. Nəticə ölçmə vasitəsinin göstərişinin və ölçü ilə təzələnən fiziki kəmiyyətin qiymətinin cəmi kimi təyin edilir. Bu metod ən yüksək dəqiqlikli nəticəni o zaman almağa imkan verir ki, ölçülən kəmiyyətlə və ölçü ilə təzələnən məlum qiymətlər arasında ş ox kiçik fərq olsun. Şəkil 2.4.-də diferensial metod ə sasında qurulmuş ümumiləşmiş sxem göstərilir, burada V- voltmetrdir. Bu, ölçülən gərginliyin qiyməti U x və nümunəvi gərginlik mənbəyi ilə təzələnən qiymət arasında fərqi U ∆
ölçür. Onda ölçülən kəmiyyət U U U x ∆ + = 0 ifadəsi ilə təyin edilir. Bu metodun xüsusiyyəti ondan ibarətdir ki, burada nisbətən aşagı dəqiqliyə malik olan fərqi olçən ölçmə vasitəsini istifadə etməklə ölçmənin nəticəsini yüksək dəqiqliklə almaq mümkündür. Beləki, əgər fərqin
∆ ölçülməsinin nisbi xətası 1% təşkil edirsə və x U U ∆ nisbəti də 1%-ə bərabərdirsə, onda ölçülən kəmiyyət U x , əgər 0 0 = ∆U qəbul edilərsə, 0,01% xəta ilə təyin edilir.
44
Ə vəzetmə ilə ölçmə metodu – ölçü ilə elə müqayisə metodudur ki, burada ölçülən kəmiyyəti məlum qiymətə malik ölçü ilə müqayisə edirlər. Ölçmə vasitəsinin köməyi ilə növbə ilə axtarılan kəmiyyəti və ölçü ilə təzələnən kəmiyyəti ölçürlər. Nəticə bu iki qiymət üzrə təyin edilir. Şə kil 2.5.-də əvəzetmə metodu əsasında rezistorun müqavimətinin R x qiymətinin ölçülməsinin ümumiləşmiş sxemi göstərilmişdir. Birinci addımda rezistordan R x keçən cərəyan I x , ikincidə isə nümunəvi müqavimətdən R 0 keçən cərəyan I x ölçülür. Axtarılan kəmiyyət R x =I o R o /I x nisbətindən təyin edilir. R o nə qədər R x -ə yaxındırsa, metod o qədər dəqiqdir. Ə
– elə ölçü ilə müqayisə metodudur ki, burada ölçülən kəmiyyətin qiyməti bu kəmiyyətin ölçüsü ilə elə tamamlanır ki, müqayısə cihazına onların əvvəlcədən verilmiş qiymətinə bərabər cəmi təsir etsin.
Yüklə 7,93 Mb. Dostları ilə paylaş:
|