Programowanie systemĂłw kontrolno pomiarowych Instrukcje do Ä

Transkrypt

Ćwiczenie 1
Temat ćwiczenia: Zapoznanie się ze środowiskiem programowania LabView
Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów ze środowiskiem programowania
graficznego LabView, trybami uruchamiania oraz działaniem podstawowych funkcji
programu.
Przygotowanie do ćwiczenia
Należy zapoznać się z zasadami tworzenia wykresów oraz paletami funkcji:
• Structures
• String
• Array
• File I/O
Przebieg ćwiczenia
•
a)
b)
c)
d)
e)
f)
•
•
Programowe generowanie tablic
wygenerować jednowymiarową 10–elementową tablicę wypełnioną:
• elementami o takiej samej wartości,
• wypełnić ją elementami od 1 do 10 w kolejności rosnącej
wygenerować jednowymiarową 10–elementową tablicę używając do tego celu
pętli FOR wypełnioną wartościami losowymi i posegregować je w kolejności
rosnącej a następnie malejącej
wygenerować jednowymiarową 10–elementową tablicę używając do tego celu
pętli While wypełnioną wartościami losowymi
wygenerować tablicę dwuwymiarową zawierającą 5 kolumn i 10 wierszy
przygotować program tak, aby zadania z punktów a, b, c, d wykonywane były
w zadanej kolejności z zadanym odstępem czasowym rzędu kilku sekund
pomiędzy kolejnymi programami
utworzyć nową bibliotekę instrumentów wirtualnych ( VI Library ) i zapisać w
niej ten program w pliku pod nazwą Tablice
Operacje na zmiennych znakowych (string)
Generator akceptuje polecenie następującego formatu SET:Voltage:parametr
XX.XXX, gdzie parametr może przyjmować jedną z dwóch wartości AC lub DC
a liczba określająca wartość musi mieć stałą długość, część dziesiętna od
całkowitej jest oddzielona kropką.
a) przygotować program, który umożliwi wybór parametru i nastawienie wartości
z przedziału od 0 – 10
b) zapisać w pliku pod nazwą Tekst w utworzonej bibliotece
Operacje na plikach
a) wykonać program, który zapisze do pliku dowolny tekst, dodając numer linii
•
•
…………………….., linia nr. 1
…………………….., linia nr. 2
Programowanie Systemów Kontrolno Pomiarowych - LabView
•
•
M
……………………., linia nr. 10
b) zapisać plik tekstowy w tym samym katalogu, w którym znajduje się program
c) odczytać ten plik i umieścić kolejne linie w odpowiednich wierszach tablicy
d) zapisać program w bibliotece pod nazwą Plik
•
Tworzenie wykresów
a) obliczyć dowolną funkcję np. y (x) = sin(x); wykonać obliczenia dla 50
punktów z przedziału 0 – 360o
b) uzupełnić program o pasek postępu obliczeń, spowolnić obliczenia tak aby
możliwa była ich obserwacja
c) wykreślić przebiegi przy pomocy Waveform Char, Waveform Graph , XY
Graph
d) zmodyfikować program tak aby po wykonaniu obliczeń wyświetlił się
komunikat „Wyświetlić przebieg na wykresie Waveform Graph?. Gdy
wybierzesz opcję NIE to wyświetlę przebieg na wykresie XY Graph ”
e) zapisać w pliku pod nazwą Wykresy
•
Panel główny
Przygotować panel główny, który umożliwi wybór i wykonanie powyższych
procedur oraz zakończenie programu (wykorzystać strukturę zdarzeń).
Ćwiczenie 2
Temat ćwiczenia: Programowanie multimetru Metex ME-31
szeregowy RS232
wyposażonego w port
Celem ćwiczenia jest przygotowanie programu w LabView umożliwiającego obsługę
multimetru METEX M-31 oraz zapoznanie się ze sposobem programowania łącza
szeregowego.
Należy zapoznać się z:
opisem multimetru - parametry transmisji, format odpowiedzi, polecenie,
przykładem znajdującym się w katalogu (C:\Program Files\National
Instruments\LabVIEW 7.1\examples\instr\smplserl.llb\Basic 2 Port Serial Write and
Read.vi),
zasadami tworzenia wykresów oraz paletami funkcji:
• Serial (w palcie Instrument I/O)
• Structures
• String
Przygotowanie stanowiska
•
•
Komputer z interfejsem szeregowym RS232
Multimetr Metex ME-31
Przebieg ćwiczenia
Przygotować przyrząd wirtualny, który
•
ustawi parametry transmisji
•
wyśle polecenie do multimetru i odczyta komunikat przyrządu
• zinterpretuje odczytany komunikat tak, aby możliwa była identyfikacja wielkości
mierzonej oraz jej wartości wraz z jednostką.
Przygotować panel główny zawierający wskaźnik i wykres wielkości mierzonej oraz
możliwość ustawienia opóźnienia czasowego pomiędzy kolejnymi pomiarami.
Multimetr METEX ME – 31
Multimetr mierzy następujące wielkości
• napięcie stałe
• napięcie zmienne (skuteczne)
• rezystancję
• natężenie prądu stałego
• natężenie prądu zmiennego
Można również przeprowadzić testy złącz półprzewodnikowych.
Wyposażony jest w łącze szeregowe umożliwiające komunikację z komputerem, przez
które przesyłany jest wynik pomiaru wraz z informacją o mierzonej wielkości i jednostce.
Do poprawnej współpracy multimetru z komputerem, należy odpowiednio
skonfigurować parametry łącza.
Parametry transmisji:
• szybkość transmisji: 600 bodów
• kod znaków: 7 bitowy ASCII
• kontrola parzystości: brak
• bity stopu: 2
Dodatkowo do poprawnej pracy złącze wymaga dostarczenia zasilania do układu
nadawczego multimetru, uzyskuje się to poprzez ustawienie linii RTS w stan nieaktywny, zaś
DTR w stan aktywny.
Urządzenie akceptuje tylko jedno polecenie D (znak „D”) po odebraniu tego polecenia
multimetr wysyła wynik pomiaru.
Komunikat wysłany przez multimetr ma stałą długość, w tabeli poniżej przedstawiony
został format komunikatu i przykładowe komunikaty.
Format komunikatów multimetru METEX ME – 31
Funkcja
Pomiar napięcia stałego
Pomiar napięcia stałego
Pomiar napięcia zmiennego
Pomiar napięcia zmiennego
Pomiar rezystancji
Pomiar rezystancji
Pomiar rezystancji
Pomiar rezystancji
Pomiar rezystancji
Pomiar rezystancji
Pomiar rezystancji
Pomiar rezystancji
Pomiar rezystancji
Test złącz półprzewodnikowych
Test złącz półprzewodnikowych
Pomiar prądu stałego
Pomiar prądu zmiennego
Komunikat
DC\s-002.1\s\smV\r
DC\s\s17.37\s\s\sV\r
AC\s\s086.6\s\smV\r
AC\s\s236.7\s\s\sV\r
OH\s\s000.1\sOhm\r
OH\s\s0.000kOhm\r
OH\s\s00.00kOhm\r
OH\s\s000.0kOhm\r
OH\s\s0.000MOhm\r
OH\s\s\s.OL\skOhm\r
OH\s\s\sO.L\skOhm\r
OH\s\s\sOL.\skOhm\r
OH\s\s\sO.L\sMOhm\r
DI\s\s0000\s\s\smV\r
DI\s\s\s\sOL\s\s\smV\r
DC\s-0.000\s\smA\r
DC\s-000.0\s\smA\r
DC\s-00.00\s\s\sA\r
AC\s\s00.00\s\s\sA\r
AC\s\s000.0\s\smA\r
AC\s\s0.000\s\smA\r
Ćwiczenie 3
Temat ćwiczenia: Programowanie multimetru Siemens B1024 wyposażonego w interfejs
GPIB
Celem ćwiczenia jest przygotowanie programu w LabView umożliwiającego obsługę
multimetru Siemens B1024 oraz zapoznanie się ze sposobami programowania interfejsu
GPIB.
opisem multimetru (adresy, format komunikatu),
przykładem
znajdującym
się
w
katalogu
(C:\Program
Files\National
Instruments\LabVIEW 7.1\examples\instr\smplgpib.llb\LabVIEW<->GPIB.vi),
zasadami tworzenia wykresów, oraz paletami funkcji:
• GPIB, VISA (w palcie Instrument I/O)
• Structures
• String
•
•
Komputer z kontrolerem interfejsu GPIB
Multimetr Siemens B1024
Przebieg ćwiczenia
Podczas ćwiczenia należy przygotować program umożliwiający odczyt wyników
pomiaru z multimetru i przedstawienie ich na wykresie. W tym celu należy zidentyfikować
adres multimetru za pomocą mikro-przełączników, lub na jego wyświetlaczu.
Przygotować przyrząd wirtualny, który:
• zidentyfikuje adres multimetru i kontrolera za pomocą protokołu (funkcji) FindLstn
• wyzeruje interfejs i urządzenie
• odczyta komunikat przyrządu
• zinterpretuje odczytany komunikat tak, aby możliwa była identyfikacja wielkości
mierzonej oraz jej wartości.
Przygotować panel główny zawierający wskaźnik i wykres wielkości mierzonej oraz
możliwość ustawienia opóźnienia czasowego pomiędzy kolejnymi pomiarami.
Multimetr Siemens B1024
Multimetr mierzy następujące wielkości
•
napięcie
•
natężenie prądu
•
rezystancję.
Jest wyposażony w interfejs GPIB, który umożliwia komunikację z komputerem. Aby
transmisja w systemie GPIB przebiegała prawidłowo należy skonfigurować adres urządzenia
tak, aby nie było dwóch urządzeń o tym samym adresie. Jeżeli w systemie znajduje się tylko
jedno urządzenie to adres może być dowolny z przedziału 0-30, należy go zidentyfikować lub
ustawić pożądany. Do nastawienia adresu służą mikro-przełączniki znajdujące się na tylnej
ściance multimetru. Adres można odczytać zarówno sprawdzając stan tych mikroprzełączników, na wyświetlaczu multimetru, oraz w sposób programowy (protokół
FindLstn).
Multimetr nie wymaga wysyłania poleceń, obsługę można ograniczy do odczytu
wyników pomiaru. Format komunikatów wraz z przykładami został przedstawiony w tabeli
poniżej.
Format komunikatów multimetru Siemens B1024
Mierzona wielkość
Pomiar prądu
Pomiar prądu
Pomiar prądu
Pomiar prądu
Pomiar prądu
Pomiar prądu
Pomiar prądu
Pomiar prądu
Pomiar prądu
Pomiar prądu, przekroczony zakres pomiarowy
Pomiar napięcia
Pomiar napięcia
Pomiar napięcia
Pomiar napięcia, przekroczony zakres pomiarowy
Pomiar rezystancji
Pomiar rezystancji, przekroczony zakres pomiarowy
Komunikat przyrządu
A\s\s\s\s\s000.01E-06\n
A\s\s\s\s\s0.0000E-03\n
A\s\s\s\s\s00.000E-03\n
A\s\s\s\s\s00.001E-03\n
A\s\s\s\s\s000.00E-03\n
A\s\s\s\s\s000.01E-03\n
A\s\s\s\s\s000.00E-03\n
A\s\s\s\s\s0.0007E+00\n
A\s\s\s\s\s0.0002E+00\n
A\s\s\sF\s999.99E+09\n
V\s\s\s\s\s310.22E-03\n
V\s\s\s\s\s020.15E-03\n
V\s\s\s\s\s000.19E-03\n
V\s\s\sO\s999.99E+09\n
R\s\s\s\s\s000.08E+00\n
R\s\s\sO\s999.99E+09\n
Ćwiczenie 4
Temat ćwiczenia: Sterowanie kartą pomiarową - przetwarzanie sygnałów
Celem ćwiczenia jest przygotowanie w LabView prostego programu umożliwiającego
obsługę karty akwizycji danych. Ma on umożliwi obserwację mierzonego przebiegu i jego
widma.
obsługą kart pomiarowych w LabView przy pomocy sterowników DAQmx,
analizując działanie programów znajdujących się w katalogu C:\Program Files\National
Instruments\LabVIEW 7.1\examples\DAQmx\Analog In\Measure Voltage.llb\Acq&Graph
Voltage-Int Clk.vi
paletami
• DAQmx – Data Acquisition z palety NI Measurements
• Array
• Structures
• Analyze
•
•
Komputer z kartą pomiarową NI 6221
Generator sygnału sinusoidalnego
Przebieg ćwiczenia
•
•
•
pobrać z karty pomiarowej tablicę próbek, przedstawić ją na wykresie
wyliczy i przedstawić na wykresie widmo mierzonego sygnału
wyznaczyć jego częstotliwość
Wskazówki
Częstotliwość sygnału mierzonego można wyznaczyć na kilka sposobów np.: wyznaczając
położenie głównego prążka w widmie sygnału, lub wyznaczając okres przebiegu.
Ćwiczenie 5
Temat ćwiczenia: Sterowanie kartą pomiarową - wyzwalanie
Celem ćwiczenia jest przygotowanie w LabView prostego programu umożliwiającego
obsługę karty akwizycji danych. Ma on umożliwi obserwację mierzonego przebiegu,
programową synchronizacje przebiegów, dla zadanego poziomu i zbocza.
Voltage-Int Clk.vi
paletami
• Array
• Structures
•
•
Przebieg ćwiczenia
•
•
•
pobrać z karty pomiarowej tablicę próbek, przedstawić ją na wykresie
w sposób programowy zrealizować wyzwalanie zadanym poziomem i zboczem
sygnału, tak aby zsynchronizować wyświetlane przebiegi z kolejnych wyzwoleń
zapisać przebieg do pliku
Wskazówki
Na panelu czołowym powinny znajdować się zadajniki wyboru zbocza i poziomu
wyzwalania oraz ilości wyświetlanych próbek.
Przykładowy postępowania:
− pobrać z karty dwukrotnie większą ilość próbek od niezbędnej do wyświetlenia
− wybrać wiersz (tablice jednowymiarową) odpowiadający danemu kanałowi
zawierający próbkowany sygnał
− w pętli while należy wyszukać elementu spełniającego warunek przejścia przez
zadany poziom, na zadanym zboczu. Po jego znalezieniu pętla powinna się zakończyć,
numer elementu spełniający warunek wyzwolenia powinien zostać zapamiętany
− na wykresie należy wyświetlić dane o określonej długości poczynając od
zapamiętanego elementu
− w przypadku nie znalezienia elementów spełniających warunek należy też
zasygnalizować ten fakt (unikać pętli nieskończonej).
Ćwiczenie 6
Temat ćwiczenia: Programowanie oscyloskopu cyfrowego MSO3034A – konfiguracja,
sterowanie
Celem ćwiczenia jest przygotowanie programu w LabView umożliwiającego
konfigurację podstawowych parametrów pomiaru i wyzwalania oscyloskopu cyfrowego.
Należy zapoznać się poleceniami grup:
:CHANnel<n> – sterowanie funkcjami poszczególnych kanałów lub grup kanałów
:TRIGger[:EDGE] - sterowanie funkcjami wyzwalania (skupić się na wyzwalaniu
zboczem)
:TIMebase – sterowanie podstawą czasu
zasadami tworzenia wykresów, oraz paletami funkcji:
• Structures
• String
• Array
•
•
Komputer z interfejsem szeregowym USB
Oscyloskop cyfrowy MSO3034A
Na stanowisku znajduje się oscyloskop cyfrowy MSO3034A skonfigurowany do
współpracy z komputerem poprze interfejs USB. Podczas zajęć należy przygotować program
pozwalający sterować podstawowymi funkcjami oscyloskopu tj. włączaniem i wyłączaniem
kanałów pomiarowych, ustawieniami wzmocnienia, offsetu, podstawy czasu, wyzwalania,
tylko wyzwalanie wybranym zboczem oraz ustawienie poziomu wyzwalania. Niezbędne do
tego wybrane polecenia są dostępne w laboratorium oraz na stronie internetowej wraz z
instrukcjami do ćwiczeń.
Przebieg ćwiczenia
• pozwoli na wymianę komunikatów (wyśle zapytanie i odczyta odpowiedź
przyrządu), przetestować jego działanie wysyłając zapytanie np.: *IDN? – przyrząd
powinien odpowiedzieć komunikatem AGILENT TECHNOLOGIES,MSO6034A,MY44003024,03.02
• wyśle polecenie programujące, przetestować jego działanie wysyłając polecenie np.:
:CHANnel1:DISPlay ON, – co powinno spowodować wyświetlenie mierzonego
przebiegu dla kanału 1, :CHANnel1:DISPlay OFF - co powinno spowodować
wyłączenie wyświetlania przebiegu w pierwszym kanale.
• przygotować funkcje biblioteczne obsługujące grupy poleceń – :Chanel,
:TRIGger[:EDGE], :TIMebase, przetestować ich działanie.
• korzystając z wcześniej przygotowanych funkcji bibliotecznych, przygotować
program sterujący poszczególnymi funkcjami oscyloskopu. Przykładowy wygląd panelu
czołowego pokazano na rysunku poniżej.
Ćwiczenie 7
Temat ćwiczenia: Programowanie oscyloskopu cyfrowego MSO3034A – pobieranie
przebiegu
Celem ćwiczenia jest przygotowanie programu w LabView umożliwiającego pobranie
mierzonego przebiegu i przedstawienie go na ekranie komputera.
Należy zapoznać się poleceniami: :WAVeform:SOURce, :WAVeform:Format,
:WAVeform:POINts, :DIGitize, :WAVeform:DATA, WAVeform:Preambule, oraz zasadami
tworzenia wykresów i paletami funkcji:
• Structures
• String
• Array
•
•
Komputer z interfejsem szeregowym USB
Oscyloskop cyfrowy MSO3034A
Na stanowisku znajduje się oscyloskop cyfrowy MSO3034A skonfigurowany do
współpracy z komputerem poprze interfejs USB. Podczas zajęć należy uzupełnić program
wykonany w poprzednim ćwiczeniu, o możliwość pobierania i wyświetlania mierzonego
przebiegu, lub przygotować nowy program. Niezbędne do tego wybrane polecenia są
dostępne w laboratorium oraz na stronie internetowej wraz z instrukcjami do ćwiczeń.
Przebieg ćwiczenia
• skonfiguruje oscyloskop tak aby możliwe było pobranie bloku danych
reprezentujących przebieg zmierzony w kanale 1, blok powinien zawierać 1000 próbek
w formacje Byte
• wyzwoli pomiar i pobierze blok danych
• pobierze preambułę przebiegu i przeliczy próbki.
Na panelu czołowym należy przedstawić przebieg mierzonego sygnału.
Wskazówki:
Aby pobrać przebieg z oscyloskopu trzeba wykonać następujące kroki (przy założeniu że
nastawy oscyloskopu są prawidłowe i normalny tryb pracy a nie np. XY):
• określić jaki przebieg nas interesuje( :WAVeform:SOURce)
• określić format danych (:WAVeform:FORMat)
• określić ilość punktów przebiegu (:WAVeform:POINts)
•
•
•
•
wykonać próbkowanie (:DIGitize)
pobrać dane (:WAVeform:DATA)
pobrać preambułę z opisem parametrów przebiegu (WAVeform:PREamble)
przeliczyć pobrane dane zgodnie z parametrami zawartymi w preambule.
Ćwiczenie 8
Temat ćwiczenia: Badanie właściwości karty pomiarowej – program analizujący
Celem ćwiczenia jest przygotowanie programu umożliwiającego badanie właściwości
kart pomiarowych, a w szczególności badanie wpływu niejednoczesnego próbkowania w
dwóch różnych kanałach pomiarowych.
Wykorzystujemy w tym celu instrument wirtualny o nazwie „Karta_sim”
symulujący generator sygnału, dostarczając próbek takich jak z karty pomiarowej z układem
próbkująco-pamiętającym, oraz bez tego układu.
Należy zapoznać się z zasadami tworzenia wykresów oraz paletami funkcji:
• Structures
• String
• Array
• File I/O
Przebieg ćwiczenia
1. Przygotować program, który zrealizuje następujące funkcje
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
wykreśli na jednym wykresie przebiegi sygnałów pomiarowych z dwóch kanałów
obliczy szybką transformatę Fouriera ( FFT ) i przedstawi ją na wykresie
wyznaczy częstotliwość badanego przebiegu na podstawie danych z transformaty FFT
wyznaczy fazy początkowe przebiegów oraz przesunięcie fazowe pomiędzy
przebiegami
zgromadzi wyniki kolejnych obliczeń (program powinien gromadzić następujące
wyniki: Częstotliwość sygnałów dla kanału 1 i 2 ( fs1, fs2 ) amplitudy tych sygnałów
( As1, As2 ), fazy początkowe( Fs1, Fs2), przesunięcie fazowe ( dF ) i częstotliwość
próbkowania ( fp )).
przedstawi na wykresie przesunięcie fazowe w funkcji częstotliwości sygnału ( fs )
oraz częstotliwości próbkowania ( fp )
zapisze zgromadzone wyniki do pliku w postaci kolumn (każda kolumna powinna być
opisana)
określi parametry funkcji dF=f(fp), dF=f(fs)
umożliwi odczyt z pliku wcześniej zapisanych wyników, przedstawi je na wykresach,
pozwoli na określenie parametrów tych funkcji
2. Przeprowadzić następujące testy
a) dobrać prawidłową częstotliwość próbkowania i sprawdzić jakie wyniki otrzymuje się
z FFT przy nieprawidłowo dobranej częstotliwości próbkowania,
b) przeprowadzić pomiary ze stałą częstotliwością próbkowania
dla różnych
częstotliwości sygnału mierzonego,
c) przeprowadzić pomiary dla jednej częstotliwości sygnału pomiarowego z różnymi
częstotliwościami próbkowania.
Ćwiczenie 9
Temat ćwiczenia: Badanie właściwości karty pomiarowej, obsługa karty
Celem ćwiczenia jest zapoznanie z obsługą karty pomiarowej oraz wykonanie kilku
testów programem przygotowanym w ćwiczeniu nr 2.
Voltage-Int Clk.vi
paletami
• Array
• Structures
•
•
Przebieg ćwiczenia
Do programu przygotowanego w ćwiczeniu 8 dopisać program obsługujący kartę
pomiarową.
Kartę pomiarową skonfigurować tak, aby
• kanałami wejściowymi były kanały 1 i 2
• napięciem odniesienia kanałów wejściowych (typu pojedynczego) powinna być
wejściowa masa analogowa AIGND (RSE)
• akwizycja przebiegała w trybie ciągłym aż do zakończenia zadania
• do generowania sygnału próbkującego wykorzystać wewnętrzny generator.
Program należy przygotować tak, aby po jego uruchomieniu akwizycja rozpoczęła się z
domyślnymi parametrami (częstotliwość próbkowania 1000 Hz, ilość próbek 1000), przy
czym zmiana tych parametrów powinna być możliwa w dowolnej chwili. Zmiana panelu z
Pomiar na Analiza powinna zakończyć akwizycję, natomiast zmiana z Analiza na Pomiar
powinna automatycznie rozpocząć akwizycję danych.
Przeprowadzić następujące testy
d) dobrać prawidłową częstotliwość próbkowania i sprawdzić jakie wyniki otrzymuje się
z FFT przy nieprawidłowo dobranej częstotliwości próbkowania,
e) przeprowadzić pomiary ze stałą częstotliwością próbkowania
dla różnych
częstotliwości sygnału mierzonego,
f) przeprowadzić pomiary dla jednej częstotliwości sygnału pomiarowego z różnymi
częstotliwościami próbkowania.

Programowanie systemĂłw kontrolno pomiarowych Instrukcje do Ä

Transkrypt

Podobne dokumenty

Środowisko LabView