Skalowanie torów w komputerowych systemach pomiarowych

Systemy Pomiarowe Wielkości Fizycznych – Ćw. 12
Ćw. 12. Skalowanie torów w komputerowych systemach pomiarowych
Problemy teoretyczne:
 Podstawy architektury kart kontrolno-pomiarowych na przykładzie modułu NI
DAQPad-6015
 Teoria próbkowania i kwantowania sygnałów analogowych,
 Zasada działania przetwornika A/C z równoważeniem wagowym (sukcesywna
aproksymacja).
Program ćwiczenia
1.
Zapoznać się z budową oraz podstawowymi parametrami technicznymi modułu kontrolno-pomiarowej
DAQPad-6015 ze szczególnym zwróceniem uwagi na:



Interfejs pomiarowy (RS-232, USB),
schemat blokowy modułu kontrolno-pomiarowego,
wejście sygnałów analogowych, konfiguracja trybów pracy układów wejściowych,
polaryzacja sygnałów wejściowych, zakres zmian sygnałów wejściowych,
multipleksowanie sygnałów analogowych, metody wyzwalania przetwornika, ...
 listwa zaciskowa sygnałów we/wy karty. Rozpoznać sposób podłączenia sygnałów do
listwy zaciskowej, schemat podłączeń zamieścić w sprawozdaniu.
2. Zapoznanie się z program konfiguracji środowiska pomiarowego: Measurement & Automation
Explorer w skrócie MAX 5.4
Nasz system – My system


Konfiguracja modułu w środowisku systemu operacyjnego Windows 7 (32bit)
Skale pomiarowe – Scales
 zdefiniować liniową skalę pomiarową parametrach przetwarzania:
wzmocnienie sygnału wejściowego G=2,
przesunięciem skali o stałą wartość DC = -1V,
 dobrać parametry przetwarzania dla skali liniowej: y=mx+b
m=
b=
 Wprowadź nazwę skali przetwarzania i jej krótki opis.
 Definicja kanałów pomiarowych - Data Neighborhood
 Opis wirtualnego kanału pomiarowego
o Wprowadź nazwę kanału pomiarowego i jego krótki opis,
o Wybierz typ czujnika pomiarowego :
 dla kanału napięciowego (kanał fizyczny ch=7, symetryczny),
 dla kanału do pomiaru temperatury (ch=4, termopara typu K, symetryczny),
o Zdefiniuj jednostki i zakres pomiarowy (możliwość wyboru notacji naukowej lub
stałopozycyjnej)
o Zdefiniuj metodę skalowania wyników pomiarowych (bez skalowania, mapa
zakresów, nowa skala pomiarowa -> nazwa skali, krótki opis, rodzaj skali (liniowa,
wielomianowa, tablicowa) – wykorzystaj wcześniej zdefiniowaną skalę.
 Urządzenia i interfejsy - Devices and Interfaces
 Moduł pomiarowy: DAQPad-6015 (Dev 1) – opis wyprowadzeń.
 Przyrządy wirtualne - IVI Instruments, (pomijamy)
 Oprogramowanie – Software (pomijamy)
 Remote Systems – Zdalne systemy (pomijamy)
3. Procedury testu urządzenia na poziomie programu MAX 5.4. Funkcje: TEST Panel
 Wybrać zakładkę Analog output (Rysunek 4) i dokonać ustawień:
o tryb wyjścia: generator sinusoidy,
Ćw. 12 Skalowanie torów w komputerowych systemach pomiarowych
1
Systemy Pomiarowe Wielkości Fizycznych – Ćw. 12
o selekcja kanału: 0
o amplituda sinusoidy: 5V,
o szybkość uaktualniania kanału: 1000prb/sek
o uruchomić proces generacji sinusoidy: Start sine generator
o zweryfikować status działania generatora: last error
 Wybrać zakładkę Analog input i dokonać ustawień:
o wybrać numer testowanego kanału pomiarowego (zrealizować testy dla sygnału
zewnętrznego – kanały fizyczne 4 i 7,
o przetestować dozwolone tryby pracy przetwornika i opisać zaobserwowane
stany pracy przetwornika.
4. Dokonań prostej rejestracji sygnałów analogowych w aplikacji LabVIEW 2012. Uruchomić
program LabVIEW 2012 wybrać opcję: Find examples, następnie w trybie browse wybrać
przykład: …………………………… (podaje prowadzący)
 zapoznać się z konstrukcja budowy oprogramowania w LabWIEW: widok panelu i widok
diagramu zmieniamy klawiszem CTRL-E,
 w widoku panelu wybrać urządzenie (zgodnie z zadeklarowanym wcześniej systemie
MAX), wybrać numer/nazwę kanału pomiarowego (zgodnie z deklaracją w programie
MAX), liczbę próbek do akwizycji - number of scans to acquire (100-1000), szybkość
próbkowania – scan rate (dobrać tak aby zabezpieczyć w naszych założeniach około 100
próbek na okres zmienności sygnału wejściowego), uruchomić aplikację: klawisz ,
zaobserwować przebieg zmienności zarejestrowanego sygnału, porównać z przebiegami
obserwowanymi na ekranie oscyloskopu, poprzez schowek przenieść wartości
numeryczne kilkunastu próbek badanego sygnału do pliku notatnika,
 zapoznać się z diagramem programu, schemat i opis diagramu zamieścić w sprawozdaniu,
5. Dokonać rejestracji sygnałów w systemie SignalExpress, dane w formacie TDMS, opisać format
zarejestrowanych danych, dokonać odtworzenia zarejestrowanych danych w systemie
SignalExpres i w programie Excel2003 lub OpenOffice Calc.
6. Wnioski.
Materiały pomocnicze:
1.
2.
3.
4.
5.
P.Lesiak, D.Świsulski: Komputerowa Technika Pomiarowa, Agenda Wydawnicza PAK, Marzec 2002
D.Świsulski: Laboratorium z Systemów Pomiarowych, Politechnika Gdańska, 1998.
DAQ AT E Series User Manuals
LabVIEW – User Manuals
LabVIEW – Measurements Manual
Ćw. 12 Skalowanie torów w komputerowych systemach pomiarowych
2
Systemy Pomiarowe Wielkości Fizycznych – Ćw. 12
Rys. 1. Metody podłączania sygnałów analogowych.
Ćw. 12 Skalowanie torów w komputerowych systemach pomiarowych
3
Systemy Pomiarowe Wielkości Fizycznych – Ćw. 12
Rys. 2. Schemat blokowy modułu kontrolno-pomiarowego DAQPad-6015.
Ćw. 12 Skalowanie torów w komputerowych systemach pomiarowych
4
Systemy Pomiarowe Wielkości Fizycznych – Ćw. 12
Rys. 3. Panel testowy wejść analogowych.
Ćw. 12 Skalowanie torów w komputerowych systemach pomiarowych
5