Передмова

У повсякденному житті нам трапляються різноманітні системи, що поєднують прецизійні механічні виконавчі механізми та пристрої для забезпечення їхнього переміщення з мікроконтролерним керуванням ними. Такі системи часто називають мехатронними (прецизійна механіка + мікроелектроніка = мехатроніка), або засобами мікросистемної техніки.
Умовно мехатронну систему можна подати у вигляді узагальненої моделі авторегулювання, що об’єднує елементи різної фізичної природи. А саме: стан об’єкта обслуговування “відчувають” різноманітні сенсори, вихідна величина яких здебільшого провокує появу випадкових сигналів, що найчастіше необхідно звести до певних нормалізованих (уніфікованих) сигналів (наприклад, уніфікованого значення сталої напруги), їхнє подальше аналого-цифрове перетворення, мікропроцесорне опрацювання одержаних даних, вироблення відповідних рішень, за якими формуються сигнали керування роботою прецизійних виконавчих механізмів, що забезпечують зміну стану об’єкта до бажаного. Використання однокристальних ЕОМ для опрацювання сигналів зумовлює поширення їхнього цифрового подання загалом та цифрового фільтрування, зокрема. У цьому посібнику розглянуто уніфікуючі перетворювачі електричних та неелектричних величин, які сьогодні випускають провідні світові компанії, що спеціалізуються на проектуванні та виробництві інтегральних мікросхем, вимірювальних систем, підсистем збирання та опрацювання вимірювальних сигналів та їхнього програмного забезпечення. Посібник буде корисний студентам спеціальностей, пов’язаних з вивченням проблем опрацювання вимірювальних сигналів та спеціалістам відповідних галузей.
Посібник складається з двох частин. Перша частина (розділи 1–4) охоплює процедури опрацювання сигналів, починаючи з виходів сенсорів, через коригування та нормалізування їхніх вихідних (здебільшого аналогових) сигналів, їхнє аналого-цифрове пере¬творення, збирання та кондиціювання з обчислювальними засобами, друга (розділ 5) зосереджена на принципах проектування однієї з важливих складових уніфікуючих перетворювачів – електричних фільтрів.
У першому розділі обґрунтовано необхідність уніфікування вихідних сигналів сенсорів, окреслено місце та функції уніфікуючих засобів у сучасних вимірювальних системах.
У другому розділі розглядаються типи уніфікуючих перетворювачів, подано приклади їхнього виконання для найпоширеніших сенсорів, заходи забезпечення багатоканальності підсистем опрацювання даних.
У третьому розділі описано структуру і функції пристроїв збирання вимірювальних даних, зокрема універсальних карт DAQ, різновиди і принципи побудови аналого-цифрових перетворювачів як основних складових таких карт.
У четвертому розділі аналізуються різновиди стандартних інтерфейсів, зокрема інтерфейс САN, для транспортних мехатронних систем, їхні порівняльні характеристики та сфери застосування.
У п’ятому розділі докладно розглядаються принципи фільтрування вимірювальних сигналів, побудови відповідних засобів як аналогового, так і цифрового виконання.
Посилання на вироби фірми National Instruments здійснюються за згодою її регіонального представника в Україні.
Автори вдячні рецензентам посібника – проф., д-ру техн. наук Б.Д. Колпаку (Державне підприємство “Науково-дослідний інститут “Система”), проф., д-ру техн. наук Б.П. Русину (Фізико-механічний інститут НАН України) та проф., д-ру техн. наук Є.В. Походилові (Національний університет “Львівська політехніка”) та ст. викладачу С.В. Шантиру (Національний технічний університет України КПІ) за доброзичливу зацікавленість та сприяння появі цього видання.
Автори вдячні за сприяння у виданні посібника проф., д-ру техн. наук Г.С. Тимчику та проф., д-ру техн. наук Ю.М. Тузу (Національний технічний університет України КПІ).
Автори також висловлюють подяку інженерам Марії Мантошко та Галині Мельник за технічну допомогу в підготовці матеріалів посібника до друку.
Відгуки та побажання просимо надсилати на адресу: Національний університет "Львівська політехніка", Інститут комп’ютерних технологій, автоматики та метрології, вул. С. Бандери, 12, 79013, Львів.

Про авторів

ДОРОЖОВЕЦЬ Михайло Миронович
Професор, доктор технічних наук. Автор понад 230 наукових та навчально-методичних праць, зокрема співавтор п’яти підручників для студентів вищих навчальних закладів з грифом Міносвіти.
Основні напрями наукових досліджень: опрацювання та оцінювання характеристик точності результатів вимірювань, опрацювання вимірювальних сигналів, томографічні вимірювання параметрів промислових процесів.

ІВАХІВ Орест Васильович
Професор, доктор технічних наук. Автор понад 200 наукових праць, зокрема двох підручників з грифом Міносвіти.
Наукові інтереси – теорія похибок, опрацювання вимірювальних сигналів, теорія кодування, теорія масового обслуговування, нейронні мережі, інформаційна теорія вимірювань, багатоканальні засоби вимірювання, вимірювально-інформаційні системи, комплекси та мережі, інтелектуальні мехатронні системи.

МОКРИЦЬКИЙ Володимир Олексійович
Кандидат технічних наук, доцент. Автор понад 40 наукових праць.
Наукові інтереси – проблеми метрологічного забезпечення перетворювальних пристроїв мехатроніки, створення зразкових засобів вимірювань електричної напруги і струму в діапазоні інфразвукових частот та засобів метрологічного забезпечення акустичних і гідроакустичних вимірювальних перетворювачів і систем.