Интерфейс программного обеспечения датчика
Внешний вид интерфейса программного обеспечения датчика приведен на рис. 3.
Кнопка «Подключить (Отключить)» используется для включения и отключения взаимодействия датчика с ПК. Кнопка «Опросить датчик» производит однократное получение видеосигнала с датчика, его оцифровку и передачу на ПК для последующего отображения в верхнем поле окна программы в виде графика красным цветом. Кнопка «Найти вершину» запускает алгоритм поиска теоретической квадратичной зависимости для описания характера пика и поиска вершины. После подбора теоретической зависимости она отображается на графике зелёным цветом, а значение координаты вершины выводятся в поля «Позиция» и «Расстояние».
Рис. 3. Внешний вид интерфейса программного обеспечения датчика
Также существует возможность моделирования поведения фотоприёмника с меньшим количеством точек. Для этого в интерфейсе программного обеспечения предусмотрен список «Количество точек для усреднения». При выборе различных значений из данного списка будет меняться алгоритм опроса. Значения для усреднения, а также количество и размер точек моделируемого фотоприёмника приведены в табл.1.
Табл. 1. К выбору точек усреднения
| Количество точек для усреднения | Количество точек фотоприёмника | Ширина одной точки, мкм |
Галочка «Непрерывно» переводит программное обеспечение в режим непрерывного снятия показаний фотоприёмника и поиск вершины функциональной теоретической зависимости.
Галочка «Температура» при отмеченной галочке «Непрерывно» обеспечивает возможность контроля температуры фотоприёмника.
Информационно отображается «Время получения данных» в миллисекундах. Эта возможность демонстрирует существенную разницу во времени, которая требуется для передачи и обработки различных по размеру массивов информации.
В интерфейсе обеспечивается возможность увеличения отдельных фрагментов графиков – это позволяет рассмотреть явление, связанное с рассеянием светового пятна и шумом самого фотоприёмника. Укажите область графика, которую необходимо рассмотреть подробнее, при помощи выделения мышью. Результат выделения области приведён на рис. 4.
Рис. 4. Увеличенный фрагмент графиков.
Из рис. 4 видно, вершина параболы, т.е. средневзвешенное значение координаты вершины находится на некотором удалении от максимального значения, что позволяет судить о смещении энергетического центра светового пятна, либо о шуме электронного тракта.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
5.1. Внимательно изучить настоящее описание лабораторной работы.
5.2. Включить в сеть персональный компьютер, дождаться загрузки операционной системы и открыть в среде программирования проект для доработки программного обеспечения.
5.3. Выяснить назначение основных элементов управления и других визуальных компонентов.
5.4. Организовать возможность записи результатов измерений в файл (показания датчика и наименование концевой меры).
5.5. Исследовать точность функционирования установки при помощи набора концевых мер. Для различного количества точек для усреднения (1, 4, 12, 32) составить и заполнить табл. 2.
Табл. 2. Результаты измерений на приборе
| Величина длины концевой меры, мм | Результат измерений 1, мм | Результат измерений 2, мм | … | Результат измерений 5, мм | Среднее квадрати-ческое отклонение | Абсолютное значение погрешности измерений, мм | Отн. погр., % |
| 0,1 | |||||||
| 0,5 | |||||||
| … | |||||||
| 15,0 |
Для каждой концевой меры необходимо произвести 5 измерений, изменив условия (например, пусть разные операторы производят разные измерения), затем вычислить среднее квадратическое отклонение, а также значения абсолютной и относительной погрешностей.
5.6. Составить сводную табл. 3 по средним и максимальным величинами погрешностей измерений для разного количества точек для усреднения следующего вида.
Табл. 3. Сводные результаты измерений
| Количество точек для усреднения | СКО, среднее | СКО, максимальное | Абсолютная погрешность, среднее значение, мм | Абсолютная погрешность, максимальное значение, мм | Отн. погр., макс. знач., % |
6. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К РАБОТЕ И СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
6.1. Дать описание принципа работы ПЗС-линейки и устройства датчика линейных перемещений на её основе;
6.2 . Перечислить основные причины возникновения погрешностей измерений в датчиках линейных перемещений.
6.3. Составить отчёт, в котором привести результаты измерений и результаты оценивания точности в виде таблицы и вывода.
Приложение