Преимущества технологий National Instruments
Использование программно-аппаратных средств фирмы National-Instruments позволило в короткий срок создать современную лабораторную базу, обеспечивающую практическую поддержку курса “Технические измерения и приборы”, повысить активность и самостоятельность студентов.
Порядок выполнения работы:
Студентам, уже прослушавшим базовый курс LabVIEW, в рамках практикума предлагается тот или иной тип датчика или измерительного преобразователя. По его описанию они должны разработать виртуальный прибор, обеспечивающий удобный интерфейс и оптимальный программный код, позволяющий использовать этот прибор при решении задач мониторинга и управления технологическим оборудованием. Им нужно также предложить схему подключения датчика к плате сбора информации, произвести нормирование входных сигналов, если указано – привязку к внешним событиям, фильтрацию. В рамках лабораторного практикума студенты знакомятся с датчиками, имеющими разный вид выходного сигнала (напряжение, ток, параллельный код, частотные и квадратурные сигналы).
Рассмотрим пример проектирования виртуального прибора “Измеритель угловой скорости на основе датчика ENV-05DB”.
Пьезоэлектрический гироскоп ENV-05DB фирмы Murata предназначен для контроля угловой скорости и положения (угла наклона) движущегося объекта. Его технические характеристики:
| Напряжение питания | +5 | Вольт |
| Максимальная угловая скорость | Град/c | |
| Выходное напряжение при нулевой скорости | 2,5+-0,3 | Вольт |
| Чувствительность | 22,2+-1,8 | Милливольт/ Град/с |
| Дрейф нуля | Град/c макс. | |
| Полоса пропускания | Гц |
Студентам нужно выполнить следующее:
1. Предложить схему подключения датчика к многофункциональной плате сбора данных.
2. Разработать процедуру задания параметров датчика, включающую в себя инициализацию платы сбора данных, определение фактического нулевого значения и задания чувствительности.
3. Разработать главную программу, обеспечивающую измерение угловой скорости и положения. Программа должна обеспечивать опрос датчика с привязкой к внешним событиям. В качестве генератора событий использовать счетчик платы сбора данных. Пример главной программы приведен на рис.1, 2.
Рис. 1. Блок-диаграмма измерителя скорости
Рис 2. Передняя панель измерителя скорости
4. Включить, испытать и отладить прибор. Сформулировать предложения по коррекции дрейфа нуля.
При изучении интерфейсов программируемых приборов наряду с работой с симулятором NI Instrument Simulator студентам предлагается спроектировать драйвер для генератора Г3-122, имеющего интерфейс канала общего пользования (GPIB).
Примерный перечень работ приведен ниже.
1. Измеритель угловой скорости на основе датчика ENV-05DB
2. Измеритель угла наклона на основе инерциального датчика фирмы Моторола.
3. Измеритель положения и скорости на основе углового магнитного энкодера AM512B.
4. Измеритель положения и скорости на основе инкрементного датчика.
5. Прибор для измерения температуры, использующий различные типы датчиков.
6. Драйвер генератора Г3-122 (Интерфейсы программируемых приборов).
Отчет по лабораторной работе должен содержать:
1. цель работы;
2. краткое содержание работы;
3. полученные результаты;
4. анализ результатов и выводы.
Контрольные вопросы:
1. Сколько различают различных классов датчиков?
2. Чем определяется рабочий диапазон датчика?
3. Как определяется время прохождения зоны нечувствительности датчика?
4. Как определяется разрешение датчика?
5. Как называется характеристика датчика, используемая для определения его линейности?
Список литературы
1. Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. – СПб.: Невский Диалект, 2001.
2. Коутс Р., Влейминг И. Интерфейс «человек–компьютер».– М.: Мир, 1996.
3. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. – СПб.: Энергоатомиздат, 1996.
Лабораторная работа №2
«Разработка учебных систем сбора данных для тестирования низкочастотных модулей бытовой радиоаппаратуры»
Цель работы:ознакомление студента с новейшими технологиями тестирования радиоаппаратуры, основанными на использовании компьютера для сбора, обработки и отображения информации. Основными задачами, которые необходимо решать при достижении данной цели, являются выбор объекта исследования, выбор способа сопряжения объекта с компьютером, постановка метрологических задач для студента, проектирование программного обеспечения с использованием технологии виртуальных приборов. Также необходимо рассматривать вариант лабораторного стенда с использованием коммутационного блока BNC2120 вместо настольной станции ELVIS, поскольку его стоимость получается значительно дешевле.