Схема реконфигурируемой ИИС на базе единой платы АЦП лабораторного комплекса по исследованию элементной базы машин

Используемое оборудование и ПО При построении ИИС авторами были проанализированы два принципиально разных подхода к построению ИИС: 1 на базе платы аналого-цифрового АЦП и цифро-аналогового ЦАП преобразования; 2 на базе первичных преобразователей со встроенным АЦП. Петля гистерезиса» с использованием графической среды программирования LabVIEW Обратный маятник Устройство для изучения основ интерфейсов обмена по протоколам RS232 и GPIB / имитатор оконечного устройства по интерфейсу RS232 Лабораторный практикум: изучение адиабатического расширения газов Стенд для исследования электрических переходных характеристик асинхронных двигателей при пуске Система статистической обработки результатов измерительного экспримента Автоматизация лазерно-плазменных измерений с помощью LabVIEW Модельно-измерительный комплекс.

Однако создание современных учебных лабораторий требует значительных финансовых затрат на приобретение оборудования и поддержание его в работоспособном состоянии, Выход заключается в создании информационно-измерительных систем ИИС для лабораторных практикумов. Этот метод хорош тем, что его реализация требует хорошего знания различных разделов математики и умения их использовать в практических целях. 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. Цифровая обработка сигналов в LabVIEW. 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 . В частности необходимо знать метод наименьших квадратов, решение системы линейных уравнений, решение степенных уравнений, функции комплексной переменной, связь z-преобразования для разностных уравнений с преобразованием Фурье и Лапласа. Основная направленность -разработка измерительных систем для проведения научных исследований, мониторинга состояний технологических процессов, применение аппаратных и программных средств National Instruments.

Пенза, ИИЦ ПГУ, 2007 - 290 с. ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2004. 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. Другой важный раздел практикума - генерирование сигналов с заданными характеристиками: st - стационарный случайный процесс; а + bt + εt - детерминированный полезный сигнал со случайной составляющей; а × sinωt - гармонический сигнал; а × sinωt + εt - гармонический сигнал со случайной составляющей; Σаi × sinωit+φi - сложный сигнал; В данном случае предложена аддитивная модель сигналов, возможна и мультипликативная модель 5,6. 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.

Возможно также провести исследование влияния сопротивления соединительных проводов на результат измерения температуры при двухпроводной и четырехпроводной схемах включения терморезистора, а также дрейфа отдельных компонент аналогового тракта. Возможно использование плат сбора данных, подключаемых через USB порт. 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.

МА; относительная погрешность измерения 2% 10Тензорезисторы 1-LY41-6/120Hottinger Baldwin MesstechnikМатериал: фольга на полиамидной подложке, сопротивление 120 Ом, к-фактор 2,07; рабочая температура 23°С, поперечная чувствительность 0,1; максимальное растяжение: 2% -растяжение, 5% - сжатие; 11Датчик силы CWW-200kgfDacellНоминальный диапазон: до 200кгс, выходной сигнал: 1,5мВ/В; нелинейность 0,5%; питание 10В 12Датчик силы UMI-200kgfDacellНоминальный диапазон: до 200кгс, выходной сигнал: 2мВ/В; нелинейность 0,03%; питание 10В Рисунок 4 - Схема информационно-измерительной системы на базе платы АЦП/ЦАП Разновидностью ИИС на базе платы АЦП/ЦАП является схема комплекса сбора информации, представленного на рисунке 5. Система АЛП по дисциплинам электротехнического и радиотехнического профиля включает следующие приборы: - многоканальный осциллограф; - многофункциональный генератор сигналов; - анализатор спектров; - построитель частотных характеристик; - многоканальный цифровой вольтметр. Определенную сложность представляет то, что желательно иметь объект исследования с возможностями задания параметров, приводящих к изменению характеризующих его физических величин в широком диапазоне. Наряду с прочими базовыми основами обучения инженера, соответствие его уровня подготовки в области информационных технологий зачастую становятся решающим фактором трудоустройства на предприятия, руководство которых ориентировано, прежде всего, на внедрение наукоемких технологий производства. Качественное инженерное образование предполагает знание природы изучаемых процессов, теоретических основ расчета, конструкторских решений, экспериментальных методов исследования и средств обработки опытных измерений технических параметров. 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. Будущему инженеру необходимо получать практический опыт овладения навыками работы с основными типами средств измерения, управления сбором и передачей данных применительно к реальным машинам, узлам и деталям машин. 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».

Важной характеристикой ИК является межповерочный интервал, для увеличения которого создаются средства автокалибровки. 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. Вполне очевидно, что наступил физический и моральный износ оборудования данного типа. Использование технологий NATIONAL INSTRUMENTS для создания систем автоматизированного лабораторного практикума 1. Автоматизированное рабочее место разработчика виртуальных средств измерений // Проблемы автоматизации и управления в технических системах: Сборник трудов МНТК. Основная идея установки состоит в исследовании влияния частоты вращения электродвигателя, передаточных отношений и рабочей нагрузки на коэффициент полезного действия, действительные передаточные отношения всей системы в целом и каждого узла в отдельности, а также скольжение в ременной передаче. Цифровой спектральный анализ и его приложения: Пер. Наш опыт показывает, что среда LabVIEW является чрезвычайно удобной для программирования задач ввода-вывода и обработки сигналов. 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. Использование технологии виртуальных инструментов NI позволило создать учебные лаборатории, оснащенные современным оборудованием. Программное обеспечение серверной и клиентской частей ИИС написано на языке графического программирования G в среде LabVIEW. Одним из наиболее подходящих методов для изучения является алгоритм параметрического оценивания Прони2,4. Структура измерительного канала В процессе обучения необходимо показать возможности ИИС для улучшения метрологических характеристик ИК. 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. Настоящее посвящено анализу возможностей применения аппаратных и программных средств фирмы National Instruments для обучения студентов направления «Приборостроение».

Исследования

Продолжение справочного пособия