Айтимов мұрат жолдасбекович

Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті  
 
 
 
 
ӘОЖ  53. 681.2
   
                                                                        Қолжазба құқығында 
                                                              
 
 
 
АЙТИМОВ МҰРАТ ЖОЛДАСБЕКОВИЧ  
 
Қоршаған орта күйін интегрирленген ON-LINE бақылау жүйесі үшін 
көппараметрлі интеллектуалды жиіліктік датчиктерін өңдеу және іске 
асыру нұсқауларын зерттеу 
 
6D071600 – Аспап жасау 
 
Философия докторы (PhD)  
дәрежесін алу үшін дайындалған диссертация  
 
 
Ғылыми кеңесшілер 
техника ғылымдарының кандидаты,  
профессор  Өжікенов Қ.Ә. 
техника ғылымдарының докторы,  
профессор  Михайлов П.Г. 
 
 
 
 
Қазақстан Республикасы 
Алматы, 2017  

2                                           
 
МАЗМҰНЫ 
 
НОРМАТИВТІК СІЛТЕМЕЛЕР.......…………………………......
 
5 
 
АНЫҚТАМАЛАР......………………………………………………. 
7 
 
БЕЛГІЛЕУЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР ...................................... 
9 
 
КІРІСПЕ ...........……………………………………………………… 
10 
1 
ҚОРШАҒАН  ОРТАНЫҢ  ЖАҒДАЙЫН  БАҚЫЛАУ  ЖӘНЕ 
МОНИТОРИНГ 
ЖАСАУ 
ЖҮЙЕЛЕРІНІҢ 
ҚАЗІРГІ 
ЖАҒДАЙЫ МЕН АЛДАҒЫ ДАМУЫ ............................................ 
 
 
17 
1.1 
Қазіргі  уақыттағы  қолданыстағы  қоршаған  ортаның  жағдайын 
бақылау  жүйелерінің  талдауы .......................................................... 
 
17 
1.2 
Қоршаған  ортаның  жағдайын  бақылау  және  мониторинг  жасау 
жүйелерінің  бағдарламалық-аппараттық  кешендеріне  шолу  және 
талдау жасау .......................................................................................... 
 
 
23 
1.3 
Қоршаған  ортаның  жағдайын  бақылау  және  мониторинг  жасау 
жүйелерінде  қолданылатын  физикалар  шамалар  датчиктеріне 
шолу және талдау жасау ....................................................................... 
 
 
27 
1.3.1  Физикалық  шамалар  датчиктерінің  жіктелуі  және  құрылымдық 
сызбалары .......................................................................................... 
 
27 
1.3.2  Жиіліктік  физикалық  шамалар  датчиктері  құрылымына  шолу 
және талдау жасау ................................................................................. 
 
31 
1.4 
Қоршаған ортаның жағдайын бақылаудың жинақталған ON-LINE 
жүйелеріне  арналған  көппараметрлі  интеллектуалды  датчиктер 
кешенін негіздеу және міндеттерін тұжырымдау .............................. 
 
 
41 
 
Бірінші бөлім бойынша тұжырым .................................................... 
42 
2 
ҚОРШАҒАН 
ОРТАНЫҢ 
ЖАҒДАЙЫН 
БАҚЫЛАУ 
ЭЛЕМЕНТТЕРІ 
МЕН 
ЖИНАҚТАЛҒАН 
ON-LINE 
ЖҮЙЕЛЕРІН  ҚҰРУ  ЖӘНЕ  ҚАЛЫПТАСТЫРУ,  ҚЫЗМЕТ 
ЕТУ ПРИНЦИПТЕРІН ӘЗІРЛЕУ .................................................. 
 
 
 
43 
2.1 
Қоршаған  орта  мен  стратегиялық  нысандарды  бақылау  және 
мониторинг жасау жүйелерін құру концепциясы ............................. 
 
43 
2.2 
Көппараметрлі  датчиктердегі  физикалық-химиялық  шамаларды 
түрлендіру  принциптерін таңдау және зерттеу ................................ 
 
47 
2.2.1  Физикалық  шамалар  датчиктері  үшін  түрлендірудің  базалық 
принциптерін талдау және таңдау ...................................................... 
 
47 
2.2.2  Қысымды өлшеу әдістері .................................................................... 
52 
2.2.3  Беттік-акустикалық  толқындарды  (БАТ)  пайдалана  отырып 
қысым мен температураны  түрлендіру ............................................. 
 
55 
2.2.4  Температураны түрлендіру әдістері ................................................... 
59 
2.3 
Көппараметрлі датчиктер құрылымы мен элементтерін моделдеу. 
65 
2.3.1  Физикалық шамалар датчиктерінің ақпараттық моделдері ........... 
67 
2.3.2  Таратылатын  сенсорлық  құрылымдардың  электрлік  аналогтарын 
қолдана  отырып,  жартылай  өткізгішті  сезімтал  элементті  
 
 

3                                           
 
моделдеу .................................................................................................  71 
2.4 
Көппараметрлі  датчиктердің  құрылымдық  және  технологиялық 
ерекшеліктерін зерттеу және талдау ................................................... 
 
74 
2.4.1  Төтенше 
оқиғаларды 
мониторингтеудегі 
қолданылатын 
физикалық шамалар датчиктеріне қажетті техникалық шарттарды 
жобалау ................................................................................................... 
 
 
74 
2.4.2  Көпқызметті  микроэлектронды  датчиктердің  құраушыларын 
жасауда пайдаланылатын құрылымдық шешімдер ........................... 
 
75 
 
Екінші бөлім бойынша тұжырым.........................................................  81 
3 
КӨППАРАМЕТРЛІ 
ДАТЧИКТЕРДІҢ 
СЫЗБА-
ТЕХНИКАЛЫҚ    ЖӘНЕ  БАҒДАРЛАМАЛЫҚ  ОРЫНДАЛУ 
НҰСҚАЛАРЫН ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ ЖОБАЛАУ............................. 
 
 
82 
3.1 
Көппараметрлі  датчиктерді  іске  асырудың  сызба-техникалық 
шешімдерін  зерттеу және талдау ........................................................ 
 
82 
3.2 
Қоршаған  ортаны  бақылау  және  мониторинг  жүйелерінде  
интеллектуалды  датчиктер  мен  электронды  түрлендіргіштерді 
қолдану ................................................................................................... 
 
 
87 
3.2.1  Қоршаған  ортаны  бақылау  және  мониторинг  жүйелерінде  
интеллектуалды датчиктерді қолданудың ерекшеліктері ................. 
 
87 
3.2.2  Көппараметрлі 
датчиктерде  электрондық  түрлендіргіштерді  
пайдалану мен жобалау ерекшеліктері ............................................... 
 
94 
3.3 
Екінші  ретті  электронды  жиілікті  түрлендіргіштері  бар 
көппараметрлі датчиктерді моделдеу, жобалау және зерттеу .......... 
 
94 
3.4 
Жинақталған  ON-LINE  жүйелерде  көппараметрлі  жиілік 
датчиктерінің  жұмысына  арналған  алгоритмдер  мен  бағдарлама 
жобалау ................................................................................................... 
 
 
101 
3.5 
 Физикалық 
шамалардың 
көппараметрлі 
датчиктерінің 
бағдарламалық жүзеге асырылуы ........................................................ 
 
104 
3.6 
Жинақталған  ON-LINE  жүйеге  арналған  көппараметрлі  жиілік 
датчиктердің элементтік базасын таңдау және талдау ...................... 
 
110 
 
Үшінші бөлім бойынша тұжырым.......................................................  116 
4 
ЖИНАҚТАЛҒАН  ON-LINE  ЖҮЙЕЛЕРГЕ  АРНАЛҒАН 
КӨППАРАМЕТРЛІ 
ЖИІЛІК 
ДАТЧИКТЕРІНІҢ 
ІСКЕ 
АСЫРЫЛУЫ  ЖӘНЕ  ЭКСПЕРИМЕНТАЛДЫ  ЗЕРТТЕУЛЕР 
НӘТИЖЕЛЕРІ ..................................................................................... 
 
 
 
117 
4.1 
Көппараметрлі жиілік датчиктерінің іске асырылуы нәтижесі ........  117 
4.2   
Жасалынған  қоршаған  ортаны  қорғау  мен  мониторинг  жүйесінің 
бағдарламалы-аппаратты кешені ......................................................... 
 
128 
4.3 
Көппараметрлі  датчиктердің  зерттелуі  және  сынақтарының  
метрологиялық қамтамасыз етілуі ....................................................... 
 
139 
4.4 
Көппараметрлі датчиктерді зерттеу және сынау нәтижелері ...........  141 
 
Төртінші бөлім бойынша тұжырым.....................................................  142 
 
ҚОРЫТЫНДЫ…...………………...………………………………...  143 
 
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ ................………...  146