header.gif
LabVIEW document

Физические измерения и автоматизация эксперимента

(программа курса)

В курсе изучаются принципы работы датчиков и способы измерения физических величин, методы статистической обработки результатов, интерфейсы измерительных систем, создание компьютеризированных комплексов (в т.ч. и распределенных), передача и хранение данных. Особое внимание уделяется пракической работе с различными аппаратными средствами сбора данных и измерения. Курс основывается на курсе «Основы программирования в LabVIEW – I»

Безопасное проведении измерений

Основы безопасной работы с электронными устройствами, компьютерами и радиоизмерительной аппаратурой. Правила техники безопасности. Заземление устройств.

Измерение физических величин

Датчики лаборатории Архимед для измерения физических величин. Типы и принципы работы датчиков для измерения электрического напряжения и тока, температуры, давления, силы, положения, звукового сигнала, оптического сигнала, потока жидкости и газа, влажности, магнитного поля. Параметры датчиков. Интерфейс датчиков.

Аппаратное обеспечение сбора данных

USB платы сбора данных National Instruments (USB 6008/6009, MyDAQ), Lego-крейт с COM-интерфейсом, платформа мини-Элвис, характеристики, особенности. Информация о цифровых линиях ввода-вывода. Выполнение операций аналогового ввода. Запись полученных данных в файл. Выполнение операций аналогового вывода. Информация о счетчиках. Подключение датчиков лаборатории Архимед (Fourier Systems) к платформе мини-Элвис.Датчики и системы сбора данных компаниии Vernier.

Средства измерения

Измерение в цепях постоянного и переменного тока. Мультеметры, погрешность измерений, навыки безопасной работы. Работа с аналоговыми и цифровыми осциллографами, частотные характеристики приборов, чувствительность, погрешность. Измерение амплитудных и временных характеристик сигнала, виды синхронизации. Подключение приборов для визуализации высокочастотных сигналов. Цифровые и аналоговые генераторы сигналов. Лабораторные блоки питания.

Характеристики аналогового и цифрового сигнала

Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, типы, принципы работы. Временные характеристики: амплитуда, длительности импульсов, скорость изменения значений. Спектральные характеристики: полоса частот, гармонические искажения, соотношение сигнал/шум. Цифровой сигнал: уровень, скорость нарастания фронта, скорость передачи цифровых данных.

Сбор данных в LabVIEW

Интерфейсы измерительных систем (COM, USB, GPIB). Сбор данных в LabVIEW. Универсальные драйверы плат National Instruments и NI DAQmx. Мастер настроек DAQmx Assistant. Понятие задания. Синхронный и асинхронный ввод/вывод данных. Использование аудио карты компьютера для измерения сигналов.

Сопряжение датчиков с измерительными системами

Электрические параметры датчиков. Гальваническая развязка, буферные усилители. Электрическое согласование измерительных цепей, шумы и наводки в измерительных цепях. Передача сигналов на большие расстояния. Типы источников сигнала: заземленные источники, источники с "плавающей землей". Типы измерительных систем: дифференциальное подключение, подключение с общим заземленным и незаземленным проводом. Синфазный сигнал. Элементарные схемы ключевых каскадов, усилителей, преобразователей сигнала.

Управление сервоприводами

Управление двигателями постоянного тока. Платформа Lego-крейт. Энкодеры, понятие обратной связи. Шаговые двигатели, драйверы двигателей, управление шаговыми двигателями.

Практикум по построению измерительных систем и систем управления

Работа с платами сбора данных USB-6008 и платформой мини-Элвис.

  • Цифровой ввод/вывод (управление светодиодами и линейными и знакосинтезирующими матрицами, управление программой кнопками, управление шаговыми двигателями и двигателями постоянного тока). Генерация сигналов. Работа с цифровыми счетчиками USB-6008, измерение длительности импульса.
  • Аналоговый ввод/вывод. Программная генерация сигналов (меандр, трапеция, пила, генарация шума). Программный анализ параметров входного сигнала (амплитуда, частота, длительность, спектр).

Анализ звуковых сигналов с помощью аудио карты компьютера.

Управление устройствами с COM-интерфейсом. Работа с GLONASS/GPS приемником. Управление графопостроителем.

Конструирование экспериментальных установок для исследования

  • Колебаний маятника,
  • Процессов заряда и разряда конденсаторов, изучение интегрирующих и дифференцирующих RC-цепей.
  • Колебательных процессов в RLC-контурах. Затухание колеьаний, явление резонанса, частота собственных колебаний.
  • Баллистических характеристик снаряда.

Создание компьютеризованных стендов

  • Эксперимнтальной установка для исследования ВАХ различных пассивных и активных устройств.
  • Разработка охранной системы
  • Термостатат с электронной стабилизацией температуры

Конструирование радиоэлектронных устройств

Электронные компоненты – пассивные (резисторы, конденсаторы), ативные (полупроводниковые диоды, транзисторы), устройства коммутации (кнопки, переключатели, реле) и индикации (светодиоды). Характеристики, дипазон применения. Схемотехника элементарных радиоэлектронных устройств. Аналоговые и цифровые микросхемы, ТТЛ, операционные усилители.

 

К.ф.-м.н. Есиков Д.А.



footer
Дизайн и Оформление - Copyright © ESD Multimedia, 2008-2013

75966