CC BY
64Tashkent state transport university
MA'LUMOTLARNI OPTIK DATCHIKLAR YORDAMIDA YETKAZISH VA O'LCHASH TIZIMLARINI ISHLAB CHIQISH
Zuhriddinov Hayotbek Qaxramonjon o'g'li
Toshkent davlat transporti universiteti (Toshkent, O'zbekiston)
Annotatsiya: Bugungi kunda har xil texnologik jarayonlarni avtomatlashtirishda ularning ko'rsatkichlari haqida ma'lumot olish zarur hisoblanadi. Bu maqsadda birlamchi o'zgartirgichlar (yoki datchiklar) keng qo'llaniladi. Datchik deb nazorat qilinayotgan yoki tog'rilanayotgan kattalikni kerakli yoki avtomatika tizimining keyingi elementlarida qo'llash uchun qulay qiymatga o'zgartiradigan vositaga aytiladi. Yuqoridagilardan kelib chiqib, muhim vazifa qo'yildi, optik datchiklar asosida monitoring jarayonini tashkil qilish tizimlarini o'rganish.
Kalit so'zlar: optik tolali, optik datchiklar, o'lchov tizimlari, ma'lumot
DELIVERY OF DATA WITH OPTICAL SENSORS AND DEVELOPMENT
OF MEASURING SYSTEMS
Zukhriddinov Khayotbek Qakhramonjon ogli
Tashkent state transport university (Tashkent, Uzbekistan)
Abstract: Today, in the automation of various technological processes, it is necessary to obtain information about their performance. Primary transducers (or sensors) are widely used for this purpose. A sensor is a device that converts a controlled or adjusted quantity to a desired value that is suitable for use in subsequent elements of an automation system. Based on the above, an important task was set to study the systems for organizing the monitoring process based on optical sensors Key words: fiber optics, optical sensors, measurement systems, information
Optik tolaning massasi va o'lchamlari kabi optik tolaning xususiyatlari; uning yong'in xavfsizligi; yuqori korroziyaga
qarshilik; arzon; portlash xavfsizligi; shuningdek, optik tolalarning boshqa ko'plab afzalliklari, ularni fizik miqdorlarning taqsimlanishini o'lchash uchun axborotni o'lchash ma'lumotlarini yig'ish tizimlarida sezgir elementlar sifatida ishlatishga imkon beradi. Optik tolaning afzalliklari va imkoniyatlariga asoslanib, muammo hal qilinadi, ya'ni optik tolali sensorlardan foydalanish bajarilayotgan ishda yaxshi natija ko'rsatadi.
Optik datchiklarning turlari ko'p bo'lishiga qaramay, ular bir xildagi bir necha asosiy ko'rsatkichlarga ega:
1. Statik tavsifnomasi - chiqish kattaligini kirish kattaligiga bog'likligi (1-rasm). Statik tavsifnomasi chiziqli datchiklar (1-rasm,a) uchun sezgirlik koeffitsienti o'zgarmaydi.
Iqtisodiyotni raqamlashtirish sharoitida korporativ boshqaruv modellarining transformatsiyasi 1 _
Tashkent state transport university
1-rasm. Datchiklarning statik tavsifnomalari
Statik tavsifnomasi nochiziqli datchiklar uchun sezgirlik koeffitsiyenti har xil nuqtalarda (1-rasm,b) har xil bo'ladi va bu qattiq differensial sezgirlik deyiladi. Uni aniqlash uchun quyidagi formula qo'llanadi:
Kc=dy/dx= y/dx (1.1)
2. Optik datchikning absolyut xatoligi - datchikning chiqish signalining haqiqiy U1 va uning hisoblangan U2 qiymatlarning farqi, ya'ni
U = Ui-U2 (1.2)
3. Optik datchikning nisbiy xatoligi y = —*100% (1.3)
Uj.
4. Optik datchikning dinamik tavsifnomasi - chiqish signalining vaqt
mobaynida o'zgarilishini ko'rsatadi.
Optik tolali datchik (OTD)-o'lchash moslamasini optik tola orqali uzatilganda optik signalning har qanday parametriga aylantiradigan o'lchov o'tkazgichidan iborat bo'lgan o'lchash vositasi datchikning metrologik xususiyatlarini ta'minlaydigan optik signallarni konvertatsiya qilish va qayta ishlash va qulay shaklda o'lchov axborot signallarini ishlab chiqaradi [1].
Shuningdek, optik tolali ma'lumotlarni yig'ish tizimi (OTMYT) kontseptsiyasi mavjud. Optik tolali ma'lumotlarni yig'ish tizimi -bu o'lchov ma'lumotlarini to'plash to'plamidan va belgilangan algoritmga muvofiq operatorga uzatishni ta'minlaydigan apparat-dasturiy va optik tolali uzatish vositalari (OTUV) to'plami (2-rasm) da ko'rsatilgan [1].
Axborot xisoblashning quyi tiz^
Aloqanmg^
quyi
tizimi 2
Birlamchi ishlov berish va
ma'lumotlarni ishlab chiqarishning quyi tizimi
2-rasm OTMYT qurilishining strukturaviy diagrammasi
Tashkent state transport university
Har bir optik tolali ma'lumotlarni yig'ish tizimi blokini batafsil ko'rib
chiqamiz.
Pastki tizim blokini o'lchash . U fizik kattaliklarning o'lchangan qiymatlarini optik signallarga aylantirish uchun mo'ljallangan. Keyin konvertatsiya qilingan fizik kattaliklar optik tolalar orqali aloqa quyi tizimiga uzatiladi.
Aloqa quyi tizimi bloki . U birlamchi ishlov berish uchun o'lchov ma'lumotlarini to'plash, o'lchov o'tkazgichidan optik signallarni yig'ish va uzatish uchun mo'ljallangan.
Birlamchi ishlov berishni blokirovka qilish tizimi . Bu birlik o'lchash quyi tizimidan optik signallarning yig'ilishini nazorat qiladi va quyidagi funktsiyalarni bajaradi: o'lchov ma'lumotlarini to'plash, o'lchash o'tkazgichidan optik signal va signallarning shakllanishi va tarqalishini nazorat qilish; transformatsiya va signalni qayta ishlashning dastlabki bosqichi; ma'lumotlar bloklarini shakllantirish.
Blokni almashtirish quyi tizimi 2. Bu blok optik tolali uzatish vositasi bo'lib, u yuqorida aytib o'tilgan quyi tizimlar bloklari o'rtasida raqamli axborotning optik signallarini almashishni ta'minlaydi.
Ma'lumotlarni blokirovka qilish - bu quyi tizim. Bu blok quyidagi funksiyalarni bajaradi: qabul qilingan o'lchov ma'lumotlarini qayta ishlash va tuzatish; optik tolali ma'lumotlarni yig'ish tizimi shartlarini diagnostikasi; optik tolali ma'lumotlarni yig'ish tizimi algoritmlarini tuzatish.
Bundan tashqari, optik tolali uzatish vositalarida o'lchov ma'lumotlarini to'plash, ya'ni spektral, amplitudali, chastotali va qutblanish turlarini birlashtirish imkoniyati mavjud. Bu parametrlarni hisobga olgan holda quyidagi qiymatlarni o'lchash mumkin: kuch va bosim, deformatsiya, aylanish tezligi, seysmik signal darajasi va boshqalar.
Optik tolali datchiklarlar optik tola orqali optik nurlanish oqimining o'tishiga asoslanib, faol va passiv bo'lishi mumkin. Optik tola orqali o'tadigan optik nurlanish oqimi boshqa parametrlardan mustaqil ravishda modulyatsiya qilinadigan bir nechta parametrlardan iborat. Modulyatsiya jarayonida konversiya o'lchangan qiymat haqidagi ma'lumotni yo'qotmasdan bo'lishi sharti bajarilishi kerak. Odatda quyidagi parametrlar modellashtiriladi: optik oqimning intensivligi, yorug'lik tebranishlarining chastotasi, yorug'lik to'lqinining fazasi va yorug'lik to'lqinining elektr vektorining tebranish tekisligining burilish burchagi. Yuqoridagilardan oxirgi uchta parametrni fotodetektorga berishdan oldin darhol modulyatsiya qilish kerak. [1,2].
Optik tolali datchiklarning asosiy turlari va ularning qo'llanilishi.
Ishonchlilik va noqulay sharoitlarda ishlash qobiliyati uchun yuqori talablar ularni turli sohalarda ishlatishga yaroqli qiladi. Optik tolali datchiklarning boshqa datchiklardan afzalligi shundaki, ular quyidagilarni ta'minlaydi:[3][4]
- elektromagnit maydon ta'siridan himoya qilish;
- yuqori sezuvchanlik;
- ishonchlilik, takrorlanuvchanlik va o'lchovlarning keng dinamik diapazoni;
- kichik o'lchamlari va vazni;
- yuqori korroziya va nurlanish qarshiligi;
Tashkent state transport university
- elektr izolyatsiyasining mustahkamligi;
- yong'in xavfsizligi;
- sezgir elementlarning spektral va fazoviy multipleksatsiyasi imkoniyati;
- bir yoki bir nechta optik tolalarda joylashgan;
- o'lchash joyidan sezilarli masofasi;
- qisqa javob vaqti;
- axborotni ruxsatsiz kirishdan yuqori xavfsizlik;
- kichik o'lchamlar va barcha tarkibiy elementlar.
Shuni ham hisobga olish kerakki, OTD muayyan vaziyatlarda masofadan o'lchash imkonini beradi. OTD shartli ravishda uch turga bo'linishi mumkin [5]:
Nuqta - tekshirilayotgan ob'ektning mahalliy parametrlarini (harorat, bosim va hokazo) yuqori aniqlikda boshqarishga imkon beradi.
Tarqatilgan - belgilangan parametrlarga ega katta kengaytirilgan ob'ektlarni doimiy ravishda kuzatib borish imkonini beradi.
Yarim taqsimlangan - mustaqil tahlil qilish mumkin bo'lgan nuqta sensori elementlari majmuasi mavjud [5].
Yuqoridagi turlardan kvazi-taqsimlash samaraliroq, chunki bu tur boshqa ikkita datchiklarning afzalliklarini birlashtiradi. OTD nuqtadan kvazi-taqsimlangan OTD ni yaratish mumkin. Buning uchun optik tolaga bir nechta alohida nuqtali sezgir elementlar o'rnatilgan. Tashqi ta'sir ostida bo'lgan bu nuqta elementlari nurlanish fazasi yoki spektrining intensivligini simulyatsiya qiladi[6].
Olingan o'lchov natijalarini raqamli qayta ishlash. O'lchov asboblarini ishlab chiqishda, o'lchangan natijalarni shaxsiy kompyuterga o'tkazish orqali yakuniy ishlov berish haqida savol tug'iladi. Bugungi kunda USB zamonaviy kompyuterlar uchun yanada istiqbolli interfeysdir , chunki u yuqori ishonchliligi, apparat darajasida shovqin immuniteti va yuqori o'tkazish qobiliyatiga ega. Yuqoridagi USB ishlashini o'lchash uskunalarini shaxsiy kompyuter bilan bog'lash uchun juda qulay vositaga hisoblanadi. 3-rasmda shaxsiy kompyuterni o'lchash moslamasi bilan bog'lanish sxemasi ko'rsatilgan[7].
Shaxsiy kompyuter -
Interfeys aurilmasi
Mikrokontroller
Analog-raqamli konvertor
3-rasm. Shaxsiy kompyuterni o'lchash moslamasi bilan bog'lash
Tashkent state transport university
Fotodetektoming chiqishini analog-raqamli konveгtoг quгilmasiga ulab, optik toladan keladigan baгcha signallaг qayd qilinadi. Bundan tashqari, qabul qilingan signalni inteгfeys quгilmasi yoгdamida qayta ishlash uchun ulaг shaxsiy kompyuteгga yuboriladi. Buning uchun analog-гaqamli konveгtoг USB interfeysini to,g,гidan-to,g,гi qo'llab-quvvatlaydigan mikrokontгolleгga ulangan. Shuni ham unutmangki, OTD dan olingan ma'lumotlami гaqamli qayta ishlash qiyin vazifadir va bu muammolami hal qilish uchun olingan ma'lumotlami tahlil qilish usullari bilan aniq belgilash talab qilinadi.
Xulosa.Yuqorida aytib o'tilgan optik tolali o'lchash tizimlari, ishlab chiqarishga qo'llash tamoyillari, ulaming hududlaгi, shaxsiy kompyuteг va optik tolali o'lchash tizimlaridan kelayotgan raqamli signalni qayta ishlash usullarini berdi. Optik tolali datchiklarga asoslangan o'lchash tizimlari va uskunalarning ishini o'lchash qurilmalarining umumiy ma'lumotlarni taqdim etish axborotni rivojlantirishda xizmat qiladi.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1. R. Narayanaswamy, O. S. Wolfbeis, Optical Sensors: Industrial, Environmental and Diagnostic Applications, 2004.
2. П.А. Демьянов, Ю.Ф. Зиньковский, М.И. Прокофьев. Измерительные преобразователи на основе волоконно- оптических датчиков. Фотон - Экспресс, 6(46)
3. Ghatak, A. & Thyagarajan, K. (2000). "An Introduction to Fiber Optics", Cambridge University Press, ISBN 0521571200, New York USA.
4. Козлов А.В. Проектирования системы мониторинга здания // conf.sfu-kras.ru/sites/mn2012/thesis/s012/s012-134.pdf.
5. В.Б. Гармаш, Ф.А. Егоров, Л.Н. Коломиец, А.П. Неугодников, В.И. Поспелов. Возможности, задачи и перспективы волоконно - оптических измерительных систем в современном приборостроении. - Фотон-Экспрес, 6(46) 2005.
6. Zuhriddinov Hayotbek Qaxramonjon o'g'li, "OPTIK TOLALI DATCHIKLARNING BOSHQADATCHIKLARDAN FOYDALANISHDAGI AFZALLIKLARI" «ОБРАЗОВАНИЕ И НАУКА В XXI ВЕКЕ». Выпуск №25 (том 4) (апрель,2022). Дата выхода в свет: 30.04.2022.http://mpcareer.ru. 445-449bet.
7. [8] Mirsagdiyev Oriffjon Alimovich, Zuhriddinov Hayotbek Qaxramonjon o'g'li, "QISHLOQ XO'JALIGIDA NAMLIK DATCHIKLARIDAN OQILONA FOYDALANISH USULLARI" Journal of Advanced Research and Stability ISSN: 2181 -2608. www.sciencebox.uz/482-484 bet.2022y.
2005.
