Айтимов мұрат жолдасбекович

105                                           
 
ерекшеліктерді 
екінші 
дәрежелі 
полиномдармен 
аппроксимациялау 
алгоритмінің Си тіліндегі іске асырылу мысалын көрсетейік:       
//  Аддитивтік құраушыны түзету үшін түзетулерді есептейік 
dx = EvalParabola (t,AddParabola); 
//  Мультипликативтік құраушыны түзету үшін түзетулерді есептейік 
k = EvalParabola (t,MultParabola); 
//  Қысымның аралық кодын есептейік 
dp_t = ((dp – dx) – ZeroNcc)*k + ZeroNcc;  
// Шығыс кодын есептейік 
Out_code = EvalSpline (dp_t,9,Grad,SG). 
Бұл  тәріздес  алгоритм  абсолютті  және  артық  қысым  датчиктерінде  және 
біржақты  айырма  қысым  датчиктерінде  де  қолдануға  болады.    Айырманың 
таңбасы  ауыспалы  қысым  датчиктері  үшін  бұл  алгоритмді  қолдана  алмаймыз, 
себебі  біріншіден,  бұндай  датчиктерде  бастапқы  сигналға  градуирлеу 
ерекшелігінің  орта нүктесі сәйкес келеді, екіншіден, жалпы жағдайда бір біріне 
ұқсамайтын  (өлшеудің оң және теріс шектеріне) температуралық қателіктің екі 
мультипликативті құраушылары болады.  
Келесі 
алгоритм 
барлық 
ерекшеліктерді 
кубтық 
сплайндармен 
аппроксимациялау жағдайына арналған. 
//  Аддитивті құраушыларды түзету үшін түзетулерді есептейік 
fx = SplineAdd (temp); 
//  Аддитивті құраушыны түзету 
adc_code -= fx; 
//  мультипликативті  құраушыларды  түзету  коэффициентін  есептеу 
шарты 
if  (adc_code  >=  ZERO_NCC_DP)  k  =  SplineMultPos 
(temp); 
else  if  (adc_code  <  ZERO_NCC_DP)  k  =  SplineMultNeg 
(temp); 
//  мультипликативті құраушыны түзету 
adc_code = (adc_code – ZERO_NCC_DP)*k + ZERO_NCC_DP;  
// Шығыс кодын есептеу 
Out_code = SplineGrad (adc_code). 
 
Бағдарламалық  әдістермен  басқарылатын  көп  қызметті  интеллектуалды 
датчиктер үшін бұл алгоритмдер аса қажетті және күрделі болады [74-76]. 
ФШД–нің  жұмысын  сипаттайтын,    бірнеше  ерекше  алгоритмдер 
мысалдарын келтірейік (сурет  3.18 – 3.20). 

106                                           
 
 
 
Сурет 3.18 -  Өлшеу нәтижесін алудың сұранысын өңдеу алгоритмінің блок–
сызбасы 
 
 
 
Сурет  3.19 - Интеллектуалды датчиктің жұмысының блок–сызбасы 

107                                           
 
 
Сурет 3.20 - Датчиктің идентификациялық тану мәліметтерін алу сұранысы 
алгоритмінің блок–сызбасы 
 
ФШД 
ерекшеліктерінің 
температуралық 
компенсациясының 
бағдарламалық–аппаратты  орындалуын  сезімтал  элементтердің  температураға 
электрофизикалық  ерекшеліктерінің  физикалық  тәуелділігін  қолдана  отырып, 
қосымша термодатчикті пайдаланбай жүзеге асыруға болады [77]. 
ФШД–нің  ауыстыру  қызметінің  температуралық  түзету  әдісінің  негізі 
мынада:  датчикке  ток  түрінде  электрлік  қоректену  көзін  құрау  арқылы, 
датчиктің  электрлік кедергісін өлшеу жолымен оның температурасын анықтау 
не  оның  сезімтал  элементінің,  датчиктің  шығыс  кернеуін  аналогты–сандық 
түрлендіру  және  оның  алмасу  (сезімталдық)  коэффициентін  бағдарламалық 
түзету,  шығыс  сигналын  датчикті  калибровкалау  кезінде  орнатылатын, 
температураға  тәуелді  болатын,    өлшенетін  шаманың  нақты  мәнін    датчиктің 
шығыс 
сигналының 
сандық 
мәнімен 
байланыстыратын, 
қызметті 
бағдарламалық жүзеге асыру негізінде шығыс сигналын ауыстыру.  Аналогты–
сандық түрлендіру датчиктің дифференциальдық және дифференциальдық емес  
шығыстық  кернеулерінде  жүзеге  асады,  ал  датчик  температурасын  шығыс 
кернеуінің дифференциальданбаған қосындысының шамасына қарай есептейді.   
Физикалық  шамаларды  өлшеу    датчик  шығыстарын  АСТ  кірістеріне 
коммутаторсыз  тікелей  қосу  және  термокомпенсациялау  кезінде  жүзеге 
асырылады. 
3.21  суретінде түзетуді іске асыру сызбасы, 3.22 суретінде  көпірлік сызба 
пъезорезисторларының  кедергілерінің  температурадан  типтік  тәуелділігі 
көрсетілген  

108                                           
 
 
 
1 – тензодатчик, 2 – микроконтроллер, 3- тұрақты ток көзі, 4-7 – пьезорезисторлар 
 
Сурет 3.21 - Микропроцессорлық   термокомпенсацияланған қысым датчигі  
 
Микроконтроллер  құрамында  күшейткіш,  АСТ  және  калибровкалаудың 
коэффициенттері жазылған тұрақты есте сақтау құрылғысы болады. 
 
 
 
Сурет  3.22   - Пъезорезисторлардың кедергілерінің температурадан 
тәуелділік графигі. R
0
 нормалды температурадағы пъезорезистордың кедергісі 
 
1 датчигі сиымдылықты болуы мүмкін. Бұл жағдайда 4 және  5 не 5 және 7 
элементтері  дифференциалдық  конденсатор  элементтерін  береді,  ал  қалған 
элементтер–көпірлік сызбаға қосылған тұрақты конденсаторлар немесе кәдуілгі 
резисторлар, ток көзі ретінде айнымалы синусоидальдық ток көзі қолданылады. 
3.21 суретте қолданылған электрорадио бұйымдар: ADuC814 микроконтроллері 
немесе    Analog  Devais    фирмасының  ADuC816  микроконтроллері,  КЖ101 
типтес ток көзі. 
Температуралық  тәуелділікті  түзету  үшін  3.22  суретке  сәйкес  түйірлі–
сызықты не полиноминальды аппроксимациялау қолданылады: 
 
Т=A + B U
п
 + C U
2
п
  
 
 
 
 
 
(3.5) 
 

109                                           
 
Бұл  жердегі:  где  Т  –1  датчик  температурасы;  U
п
  -  1  датчиктің  5  және  7 
сезімтал  элементтерінің  кернеуінің  жартылай  не  толық  қосындысы;  А,  В,  С  -  
тұрақты коэффициенттер (кез келген таңбалы болуы мүмкін). 
U
п
.  шамасынан  құралатын,  калибровкалау    мәліметтері  кестесіне    сұрау 
салу арқылы да Т температураны анықтауға болады. 
1 датчиктің  5, 7  жеке сезімтал элементтеріндегі кернеуді өлшеумен бірге  
2  аналогты–сандық  құрылғы  1  датчиктің    Uд  дифференциальдық  шығыс 
сигналын    (температураны  өлшеу  мақсатында)  өлшеуді  және  сандық  формаға 
түрлендіруді жүзеге асырады. 
Өлшенетін физикалық шама (Y), датчиктің шығыстық  дифференциальдық 
кернеуі  Uд  және  датчик  температурасы  Т    өзара  функционалды  тәуелділікпен 
байланысқан 
 
Y=C
0
 + C
1
U
д
T +C
2
 U
д
T    
 
 
 
 (3.6) 
 
Бұндағы:  Y – өлшенетін физикалық шама (қысым, күш және т.б.); U
д
, Т – 
датчиктің сәйкесті дифференциальдық шығыс кернеуі және температурасы; С
0
, 
C
1
,  C
2
 -  коэффициенттер,  олардың  температураға  тәуелділігі  квадраттық 
полиномдармен сипатталады: 
 
C
0
 = a
0
 + b
0
T +c
0
T
2
  
 
 
 
 
 
 
        C
1
 = a
1
 + b
1
T +c
1
T
2
     
 
 
 
 
(3.7) 
C
2
 = a
2
 + b
2
T +c
2
T
2
  
 
 
 
 
 
 
 
Полиномдардың  тұрақты  коэффициенттері  а
i
,  b
i
,  с
i
,  (i=0,  1,  2),  с    (3.7)  әр 
датчикке  эксперименталды  түрде  анықталады  және  аналогты–сандық 
құрылғының микроконтроллерінің тұрақты есте сақтау жадында калибровкалау 
коэффициенттері кестесінде сақталады. 
Микроконтроллер,  Т  температураны  өлшеу    және  Uд  датчиктің 
дифференциалдық шығыс кернеуінің нәтижесін алғаннан кейін, тікелей  (3.6) и 
(3.7)  формулалары  негізінде  немесе  1  датчиктің  ерекшеліктерінің  түйірлі–
сызықты  аппроксимацияны  қолдана  отырып  өлшенетін    физикалық  шама  Y 
нақты мәнін табады.  
Мониторинг 
жүйелері 
үшін 
интеллектуалды 
радиожиілікті 
датчиктерде сандық сәйкестендіру әдісін қолдану  
Дәлдікті 
арттыру 
проблемасы 
көп 
параметрлі 
интеллектуалды 
радиожиілікті  датчиктерінде  де  осыған  ұқсас  шешіледі.  Атап  айтатын  болсақ,  
ИРД–дің негізгі және қосымша ақпараттық параметрлерін бірге математикалық 
өңдеу,  құрылымдық  және  алгоритмдік  артықтығымен  (көпканалдылығымен) 
шешіледі [56, с. 84].  
Технологиялық  түрде  бұл  ИРД  шығыс  ерекшеліктерін  метрологиялық 
сәйкестендіру    не  тексеру  үдерісі  кезінде  сандау  арқылы  шешіледі.  3.23-
суретінде  физикалық  көлемдегі  А  радиожиілік  датчигін  1  метрологиялық 
сәйкестендіруді жүзеге асыратын жеңілдетілген құрылым бейнеленген.