Программное обеспечение серверной и клиентской частей ИИС написано на языке графического программирования G в среде LabVIEW

В данном случае речь идет о том, чтобы выяснить, какую погрешность позволяет получить выбранный метод, и каким образом с помощью подбора различных параметров можно обеспечить необходимую точность измерений. Аппаратные и программные продукты фирмы National Instruments дают широкие возможности при построении виртуальных измерительных приборов, которые используются как на производстве, так и в учебном процессе.

Возможно использование плат сбора данных, подключаемых через USB порт. К таким методам, относятся методы параметрического оценивания, которые связаны с описанием преобразования сигнала авторегрессионной моделью скользящего среднего Традиционное применение методов - задачи идентификации, прогнозирования, спектрального оценивания сигнала для последующего оценивания физических параметров - частот, амплитуд колебаний, их фаз, затуханий. Объектами внедрения лабораторного комплекса являются технические вузы, техникумы и училища, а именно кафедры, преподающие базовый инженерный курс «Детали машин и основы конструирования» и смежные с ним дисциплины «Основы проектирования машин», «Прикладная механика», «Динамика машин», «Экспериментальная механика» и др. Описание решения Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи: - изучение метрологических характеристик измерительных модулей NI; - изучение рекомендованных схем включения; - создание измерительного канала; - реализация функций обратного преобразования в среде графического программирования LabVIEW; - генерация сигналов с заданными характеристиками; - построение ИИС для проведения измерительного эксперимента в соответствии с заданием. Автоматизированное рабочее место разработчика виртуальных средств измерений // Проблемы автоматизации и управления в технических системах: Сборник трудов МНТК. Качественное инженерное образование предполагает знание природы изучаемых процессов, теоретических основ расчета, конструкторских решений, экспериментальных методов исследования и средств обработки опытных измерений технических параметров. Реконфигурируемая ИИС на базе единой платы АЦП: + большая точность измерений за счет высокого быстродействия платы АЦП; + открытая архитектура ИИС для модернизации; + возможность сохранения данных на жесткий диск ЭВМ непосредственно с АЦП; + наличие свободных каналов АЦП для увеличения контролируемых параметров; + меньшие затраты на разработку программного обеспечения при использовании LabVIEW; + возможность переориентирования ИИС для решения научных задач; - высокая стоимость АЦП/ЦАП и модулей согласований.

Исследования Лабораторные практикумы и учебные стенды Автоматизация лабораторного стенда по измерению профиля зеркальной антенны и построению диаграммы направленности Автоматизированные лабораторные комплексы для вузов, осуществляющих подготовку специалистов по пищевой инженерии Виртуальный прибор для исследования нелинейных резистивных цепей Использование виртуальных приборов в процесе изучения специальных дисциплин в технических колледжах Использование программ ELECTRONICS WORKBENCH-MULTISIM для электротехнической подготовки инженеров-неэлектриков Лабораторный практикум по дисциплине «Цифровые вычислительные устройства и микропроцессоры приборных комплексов» на основе Multisim Лабораторный практикум по ИНС на основе LabVIEW Лабораторный практикум по основам теории коммутации Опыт использования NI LabVIEW для создания лабораторного практикума по измерениям магнитных величин Применение LabVIEW для исследования течения в расширяющемся канале Создание виртуальной работы «Изучение магнитных свойств ферромагнетиков. Неотъемлемой частью ИИС является персональный компьютер, в состав которого входит плата аналого-цифрового АЦП и цифро-аналогового преобразования ЦАП, необходимые для: соответственно, преобразования унифицированного аналогового сигнала в цифровой вид, -понятный для ЭВМ и обратного процесса - преобразования цифровых данных с ЭВШв аналоговый сигнал для управления исполнительными устройствами. Структура измерительного канала В процессе обучения необходимо показать возможности ИИС для улучшения метрологических характеристик ИК.

Передние панели виртуальных инструментов показаны на рисунке. Целью данного лабораторного практикума является освоение студентами современных методов измерения, основанных на обработке результатов аналого-цифрового преобразования. В программной среде LabVIEW у студентов имеется возможность не только пользоваться встроенными узлами и функциями, но и создавать свои узлы, на основе которых возможно построение виртуальных приборов для обработки сигналов.

Большинство этих методов широко известны и входят в стандартные функции библиотеки LabVIEW3. Накопленный опыт подтверждает их высокую надежность и эффективность. Лабораторный практикум по курсу ИИС на базе оборудования NI CompactDAQ Одной из новых тенденций развития современной информационно-измерительной техники является развитие и совершенствование виртуальных измерительных приборов, построенных на базе персонального компьютера и стандартной плате ввода-вывода аналоговых сигналов АЦП/ЦАП или микропроцессора с аналоговым вводом информации. Используемое оборудование и ПО.

Построение централизованной системы сбора данных на базе АЦП рисунок 6 позволяет получить более гибкую и производительную ИИС, благодаря использованию отдельной платы АЦП, обладающей, как правило, гораздо более широкими возможностями, в сравнении с ИИС на основе удаленных модулей и цифровых датчиков; позволяя реконфигурировать себя для выполнения научно-исследовательских задач различного профиля и уровня сложности, при, самое главное, незначительной разности в цене. Рассмотрен опыт создания ИИС для лабораторных практикумов по электротехническим дисциплинам на базе технологии виртуальных инструментов ВИ фирмы National Instruments. Лабораторный комплекс по исследованию элементной базы машин 1. По сравнению друг с другом данные подходы имеют свои плюсы и минусы, значимость которых проявляется в зависимости от области деятельности, в которой они используются.

За счет неидеальностей источника стабильного тока и инструментального усилителя ИУ в измерительном канале возникают аддитивная и мультипликативная погрешности. Рисунок 3 - Экспериментальная установка по исследованию роторно-опорных узлов Информационно-измерительная система ИИС включает в себя ПЭВМ с соответствующим программным обеспечением, плату сбора данных и набор первичных преобразователей таблица 1. Лобачевского Исследование эффективности решателей обыкновенных дифференциальных уравнений инструментальных систем моделирования Опыт разработки LabVIEW лабораторных практикумов на кафедре информационных систем МИРЭА Проблемы повышения качества образования и подготовки преподавателей для работы в ИКТ насыщенной среде Развитие LabVIEW лабораторного практикума по электронике кафедры информационных систем МИРЭА Разработка виртуальной лаборатории по электротехнике в среде MULTISIM Усовершенствованные алгоритмы частотного анализа для LabWindows/CVI и LabVIEW Об опыте работы учебного центра «Технологии NATIONAL INSTRUMENTS» в ростовском колледже связи и информатики Технологии NI в магистерской программе «Прикладная физика и физическая информатика» инновационного образовательного проекта РУДН Система диагностики двигателей постоянного тока Автоматизированный стенд формирования электромагнитного поля для испытаний изделий авионики Лабораторный практикум по курсу ИИС на базе оборудования NI CompactDAQ . Таблица 1 - Элементная база ИИС №Наименование, модельПроизводительХарактеристика 1Плата АЦП/ЦАП PCI-6052ENational InstrumentsЧастота оцифровки сигнала: ЗЗЗкГц, разрешение 16бит, входной диапазон +-10В, 8 дифференциальных входных каналов, 2 выходных, 8 цифровых .

Аналоговый сигнал с датчика поступает на модуль согласования, наличие которого продиктовано необходимостью приведения сигналов с датчиков к уровню и наименованию сигнала, на котором работает плата АЦП например, с датчика выходит токовый сигнал в диапазоне 0. При построении ИИС на базе АЦП/ЦАП рисунок 4 в качестве первичных преобразователей используются аналоговые датчики, которые преобразуют измеряемую физическую величину в определенном диапазоне в пропорциональный электрический сигнал.

Возможности Использование технологий NATIONAL INSTRUMENTS для создания систем автоматизированного лабораторного практикума Учебный практикум "Спектральный и корреляционный анализ" Учебный стенд для исследования принципа действия универсального цифрового вольтметра Оборудование и программное обеспечение учебных лабораторных стендов Виртуальный лабораторный практикум для изучения технологии выращивания полупроводниковых и оптических монокристаллов Управление роботом ТУР-10 средствами LabVIEW Аппаратно-программный комплекс для исследования АЧХ и ФЧХ активных фильтров Автоматизированный дистанционный лабораторный практикум по курсу «радиотехнические цепи и сигналы» Исследование возможности реставрации одномерных сигналов на основе алгоритма полигармонической экстраполяции Использование технологий NATIONAL INSTRUMENTS в операционной системе LINUX Разработка модификаций алгоритма полигармонической экстраполяции в среде LabVIEW Учебный стенд для исследования принципа действия универсального цифрового вольтметра Виртуальная система поддержки принимаемых решений в среде LabVIEW Преемственность дисциплин «Моделирование систем» и «Автоматизация проектирования систем и средств управления» Универсальный стенд для исследования электрических характеристик газоразрядных и люминесцентных ламп Лабораторные практикумы по информационно-измерительным системам ИИС Виртуальный измеритель частотных характеристик на основе использования звуковой карты ПК Лабораторный практикум по основам теории Коммутации Разработка виртуальной лабораторной работы «Имитационное моделирование погрешностей канала измерения температуры» в среде LabVIEW Виртуальные практикумы по электротехнике в среде LabVIEW Из опыта внедрения в рамках национального проекта «Образование» технологий NATIONAL INSTRUMENTS в Нижегородском госуниверситете им. Необходима разработка новой концепции экспериментальных комплексов с использованием современных информационно-измерительных систем и эффективной методологии проведения учебных лабораторных работ, в основе которых лежит исследовательский подход.

Определенную сложность представляет то, что желательно иметь объект исследования с возможностями задания параметров, приводящих к изменению характеризующих его физических величин в широком диапазоне. В настоящее время разрабатывается новая версия программного обеспечения ИИС, учитывающая накопленный опыт. В опционально изготавливается производителем 9Датчик перемещения IA5-18GM-I3Pepperl+FuchsДиапазон измерения: 2. Рисунок 2 - Экспериментальная установка по исследованию механических соединений а сборка для исследования клеммовых соединений; б сборка для исследования резьбовых соединений; Экспериментальная установка по исследованию роторно-опорных узлов представляет собой модельный роторно-опорный узел, позволяющий изменять виды и типоразмеры опорных узлов подшипники качения, подшипники скольжения, величину и место приложения Внешней нагрузки, величину возмущающей центробежной силы и положение опор вдоль оси ротора рисунок 3. Лабораторные практикумы по информационно-измерительным системам ИИС Постановка задачи Необходимо продемонстрировать студентам, обучающимся по направлению «Приборостроение» возможные структурные решения при построении измерительных каналов и систем и выработать у обучающихся навыки конфигурирования аппаратных создания программных частей ИИС. Преимуществом данного метода является то, что определение собственных значений и векторов матрицы уже реализовано в стандартной библиотеке функций LabVIEW, что упрощает реализацию виртуального прибора для решения поставленной задачи.

Внедрение и развитие решения В базовой комплектации лабораторный комплекс позволяет проводить 15 лабораторных работ общим объемом 68 академических часов и охватывает практически все тематические разделы базовой дисциплины «Детали машин». Рисунок 5 - Схема информационно-измерительной системы с использованием модулей удаленного ввода-вывода и датчиков со встроенным АЦП По результатам сравнительного анализа по трудоемкости и другим показателям были выявлены достоинства и недостатки обоих схем ИИС: 1. В процессе выполнения лабораторной работы обучающийся должен создать виртуальный инструмент для снятия характеристики преобразования измерительного канала без коррекции, рассчитать аддитивную и мультипликативную погрешности, реализовать виртуальный инструмент с коррекцией погрешностей. Nl Fgen Soft Front Panel, Nl Scope Soft Front Panel 3,4.

Ограничивается лабораторными установками, разработанными в 70-х годах 20 века. Для их коррекции применяются два прецизионных резистора, значения которых выбираются на краях диапазона изменения сопротивления терморезистора. Развитие лабораторного практикума предполагается в рамках подготовки практико-ориентированных магистров по специализации «Информационно-измерительные системы».

Использование для каждого измерительного канала или группы однотипных каналов отдельных модулей АЦП/ЦАП, а также включение ряда измерительных приборов непосредственно к персональному компьютеру по цифровой линии связи позволяет отказаться от АЦП и согласующего устройства, как правило, достаточно высокой стоимости. Реконфигурируемая ИИС на базе датчиков с цифровым выходом и удаленных модулей ввода: + открытая архитектура ИИС для модернизации; + возможность увеличения измерительных каналов за счет плат расширения СОМ портов для PCI слота; - сложность разработки программного обеспечения при согласовании различных протоколов передачи данных высокая стоимость; - ориентированность ИИС на медленно меняющиеся процессы из-за ограничений скорости цифровой передачи.

Исследования

Продолжение справочного пособия