Ölçüm teknolojisi ve ölçüm cihazlarıyla çalışırken, özelliklerini ve bunların nasıl çalıştığını bilmek önemlidir. Bu, uygulamanız için ihtiyaç duyduğunuz doğru özellikleri belirlemek için önemlidir.
Bilinmesi çok kritik olan olanlardan biri, örnekleme hızıdır. Örnekleme hızı, belirli bir süre içinde bir analog sinyali okuma ve onu ayrık(discrete) zamanlı bir sinyale dönüştürme frekansıdır. Bir sinyalin örneklenmesi periyodik bir işlemdir, bu nedenle ölçüm birimi hertz’dir ve saniyedeki döngüleri tanımlar. Bu nedenle 1 Hz, 1 S/s’ye eşittir (Saniye başına örnek).
Doğru örnekleme hızını bulmak için, sinyali doğru bir şekilde yeniden oluşturabilmek için Nyquist teoremini yerine getirmelidir.
Nyquist teoremi – Doğru örnekleme oranını seçme
Nyquist teoremi, sinyal koşullandırmanın temellerinin bir parçasıdır. Buna teoreme dayanarak, sinyaldeki maksimum frekansın en az iki katı kadar yüksek örnekleme hızını seçmelisiniz. Bu kural saf sinüs dalgası sinyalleri için geçerlidir, ancak genellikle ölçüm mühendisleri, yeterli bir sinyal kalitesini garanti etmek için örnekleme hızını 10 kat daha yüksek seçerler.
Aşırı örnekleme nedir? – Oversampling
Maksimum frekansın 10 katı kadar bir örnekleme hızı seçmeyi aşırı örnekleme ilkesiyle karıştırmamalısınız. Bir sinyalin aşırı örneklenmesi, ek çözünürlük için daha yüksek miktarda örnek gerektirdiği anlamına gelir. Buna karşılık, ölçüm cihazı orijinal sinyalden daha fazla bilgi alamaz. Ek bir çözünürlüğe ulaşmak için sinyalin dört kez aşırı örneklenmesi gerekir.
Dikkate alınması gereken diğer parametreler
Örnekleme hızının yanı sıra okunan verinin hacmi ve depolama hızı da önemli parametrelerdir. Yüksek örnekleme hızlı bir ölçüm işinde, tüm verileri ana karta ve sabit sürücüye aktarmak çok önemli iki faktördür. Özellikle birden fazla cihaz içeren büyük ölçüm sistemleri için veri hacmine dikkat edilmelidir.
Ölçülen ham verileri ana karta aktarmakta kullandığınız veri yolları arasında farklılıklar vardır. Örneğin PXI ve PXIe veri yolu arasında: PXI veri yolunun bir kartı 90 MB/sn veri hacmini desteklerken, PXIe veri yolunun kullanımı 400 MB/sn’ye ulaşabilir. Böylece, PXIe veri yolunun kullanılması 1 GB/sn’ye varan veri hacmi hızlarını gerçekleştirebilir.
Depolama, saatlerce hatta günlerce kayıt süreleri olan uzun süreli ölçümler için önemli bir rol oynar. Tüm verileri işlemek için uygun depolamayı seçmeye dikkat edin.
Bant genişliği ve örnekleme hızı
Son olarak örnekleme hızı gibi bant genişliğini de doğru seçmelisiniz. Bunu kısa bir örnekle açıklayacağız. 1 kHz’den 30 kHz’e kadar dikdörtgen bir sinyal taraması (sweep) oluşturulur ve 20 kHz’lik bir örnekleme hızıyla örneklenir. 20 kHz’lik örnekleme hızı aynı kalırsa, sinyal maksimum 2 kHz’lik bir frekansla yeniden oluşturulabilir.
Bir ölçümü planlarken göz önünde bulundurmanız gereken birçok parametreden bazıları hakkında iyi bir fikir edinebildiğinizi umuyoruz. Çeşitli parametrelerin dikkatli bir şekilde değerlendirilmesi, gelecekte sorunlardan kaçınmak için kesinlikle zaman ayırmaya değer. Ancak, her uygulama veya proje farklıdır ve farklı zorluklarla birlikte gelir.
Soldaki şekil başlangıç frekansı 1 kHz olduğu için orjinal dikdörtgen sinyali temsil edebiliyor. Sağdaki şekilde görüldüğü gibi 2.5 kHz’lik bir frekansta, dikdörtgen sinyal yumuşatılır ve daha çok sinüs dalgası gibi görünür. Bu süreç, sinyal artık yeniden oluşturulamayana kadar devam eder.