2022
Tashkent 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:
Kalit so‘zlar:
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.
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:
Key words:
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
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
2022
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 = U1 - U2 (1.2)
3. Optik datchikning nisbiy xatoligi
(1.3)
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].
O'lchashning quyi
tizimi
Axborot
xisoblashning quyi
tizimi
Aloqaning quyi
tizimi
Aloqaning quyi
tizimi 2
Birlamchi ishlov berish va
ma'lumotlarni ishlab
chiqarishning quyi tizimi
2-rasm OTMYT qurilishining strukturaviy diagrammasi
Iqtisodiyotni raqamlashtirish sharoitida korporativ boshqaruv modellarining transformatsiyasi
2
2022
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;
Iqtisodiyotni raqamlashtirish sharoitida korporativ boshqaruv modellarining transformatsiyasi
3
2022
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
qurilmasi
Namuna olish va
signalni birlamchi
qayta ishlash
qurilmasi
Mikrokontroller
Analog-raqamli
konvertor
3-rasm. Shaxsiy kompyuterni o'lchash moslamasi bilan bog'lash
Iqtisodiyotni raqamlashtirish sharoitida korporativ boshqaruv modellarining transformatsiyasi
4
2022
Tashkent state transport university
Fotodetektorning chiqishini analog-raqamli konvertor qurilmasiga ulab,
optik toladan keladigan barcha signallar qayd qilinadi. Bundan tashqari, qabul
qilingan signalni interfeys qurilmasi yordamida qayta ishlash uchun ular shaxsiy
kompyuterga yuboriladi. Buning uchun analog-raqamli konvertor USB interfeysini
to'g'ridan-to'g'ri qo'llab-quvvatlaydigan mikrokontrollerga ulangan. Shuni ham
unutmangki, OTD dan olingan ma'lumotlarni raqamli qayta ishlash qiyin vazifadir
va bu muammolarni hal qilish uchun olingan ma'lumotlarni tahlil qilish usullari
bilan aniq belgilash talab qilinadi.
Xulosa.Yuqorida aytib o'tilgan optik tolali o'lchash tizimlari, ishlab
chiqarishga qo'llash tamoyillari, ularning hududlari, shaxsiy kompyuter 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)
2005.
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.sfukras.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 Orifjon 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.
Iqtisodiyotni raqamlashtirish sharoitida korporativ boshqaruv modellarining transformatsiyasi
5