Некоммерческое акционерное общество
АЛМАТИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра инженерной кибернетики

ОСНОВЫ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ
Методические указания к выполнению лабораторных работ
для магистрантов специальности
6М070200 – «Автоматизация и управление»
Часть 2

Алматы 2014

СОСТАВИТЕЛЬ: С.Г. Хан, З.В. Абдулина, Н.Р. Токтасынова. Основы единства измерений и техническое регулирование. Методические указания к выполнению лабораторных работ для магистрантов специальности 6М070200 – «Автоматизация и управление». Часть 2. - Алматы: АУЭС, 2014.- 24 с.

Методические указания содержат описания к 4 лабораторным работам и предполагают проведение виртуальных работ на оборудовании National Instruments «Системы сбора данных» и на компьютере с использованием метода имитационного моделирования.

Методические указания используются магистрантами 1 курса специальности «Автоматизация и управление» при выполнении лабораторных работ по дисциплине «Основы единства измерений и техническое регулирование», описывают «Цифровой ввод/вывод» и являются продолжением методических указаний, включающих 6 лабораторных работ, описывающих «Введение в систему сбора данных» и «Аналоговый ввод/вывод» комплекса лабораторных работ [10].

.Ил. 14, библиогр.- 10 назв.

Рецензент: канд.техн.наук, доцент Ни А.Г.

Печатается по плану издания некоммерческого акционерного общества «Алматинский университет энергетики и связи» на 2014 г.

Содержание

1	Лабораторная работа №1. Исследование цифровой записи	4
2	Лабораторная работа №2. Считывание дискретных сигналов	8
3	Лабораторная работа №3. Изучение способов подсчета фронтов	12
4	Лабораторная работа №4. Измерение периода и полупериода импульса	15
Приложение А		20
Приложение Б		21
Приложение В		22
Список литературы		23

1 Лабораторная работа №1. Исследование цифровой записи

Цель работы: разработка работы по записи цифрового сигнала в терминальную коробку и создание цифрового виртуального канала в LabVIEW с помощью помощника по сбору данных МАХ.

1.1 Задание к лабораторной работе

1. Создать ВП для исследования цифровой записи в нулевой порт устройства DAQmx, связанного со светодиодами.

2. Создать задачу DAQmx для настройки цифрового порта.

3. Провести имитационный эксперимент по управлению цифровым портом с инвертированными и неинвертированными линиями.

1.2 Порядок выполнения работы

1.2.1 Для выполнения лабораторной работы необходимо зарегистрироваться в системе:

− загрузить файл Main menu.exe, появится главное меню (см. рисунок 1.1);

− выбрать «Цифровой ввод/вывод»;

− выбрать лабораторную работу «Исследование цифровой записи»;

− появится окно регистрации магистранта (см. рисунок 1.2): ввести свои Фамилию, Имя; ввести номер группы; нажать кнопку «Далее».

1.2.2 В появившемся окне виртуальной лабораторной работы (см. рисунок 1.3) необходимо провести запись цифрового сигнала в терминальную коробку.

Рисунок 1.1 – Главное меню программы

Рисунок 1.2 – Окно регистрации к лабораторной работе

Рисунок 1.3 – Лицевая панель лабораторной работы

«Исследование ВП цифровой записи»

На интерфейсе лабораторной работы массив кнопок «Данные» производит запись цифрового сигнала в нулевой порт терминальной коробки.

1.2.3 На блок-диаграмме ВП расположены следующие элементы , , .

1.2.4 Постройте блок-диаграмму по блок-схеме алгоритма, приведенного на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 – Блок-схема алгоритма лабораторной работы

«Исследование ВП цифровой записи»

На блок-схеме отображен основной алгоритм создания ВП цифровой записи. Для запуска сбора данных применяйте ВП DAQmx Start Task. Далее ВП DAQmx Write считывает сигнал из массива «Данные» и отправляет на терминальную коробку. ВП DAQmx Clear Task сбрасывает задачу и высвобождает ресурсы, выделенные устройству. Обработчик ошибок Error Handler показывает все ошибки, возникшие при выполнении.

ВП NI-DAQmx расположенны в палитре Functions – Programming - Measurements I/O - DAQmx - Data Acquisition. Обработчик ошибок Error Handler расположен в палитре Functions - Programming - Dialog & User Interface.

Для построения блок-диаграммы выполнить следующие действия:

а) Поместить на блок-диаграмму выше перечисленные ВП NI-DAQmx. Их иконки соответствуют иконкам на блок-схеме, приведенной на рисунке 1.4. Соединить последовательно друг с другом входы-выходы ВП «task/channels in – task out» и «error in – error out».

б) Для считывания цифрового сигнала из выпадающего меню конфигуратора ВП DAQmx Write выберите следующие опции: Digital - Single Channels - Single Sample - 1D Boolean (N lines). С этой настройкой ВП записывает единственное значение в каждую из цифровых линий, включенных в задачу.

в) Соедините «Данные», предварительно поместив их внутрь цикла, с входом «data» ВП DAQmx Write.

г)Подайте на вход «task/channel in» ВП DAQmx Start Task «Имя задачи DAQmx» для запуска задачи.

д) Для задержки цикла while внутрь цикла поставьте задержку Wait Until Next ms Multiple, расположенную в палитре Functions - Programming - Timing. Задайте значение задержки 100 мс.

е) Для программирования остановки цикла (выхода из цикла) при появление ошибки поместите функцию - Unbundle By Name, расположенную в палитре Functions – Programming - Cluster, на блок-диаграмму внутрь цикла и подсоедините его к выходу «error out» ВП DAQmx Write.

ж)Для программирования двух возможностей выхода из цикла по сигналу ошибки или по нажатию на кнопку STOP, поместите функцию - Or, расположенную в палитре Functions – Programming - Boolean, на блок-диаграмму внутрь цикла. На ее вход подайте сигналы с Unbundle By Name и кнопки «STOP», предварительно помещенную внутрь цикла. Сигнал с выхода подведите к Loop Condition цикла while.

1.2.5 Перейдите на лицевую панель.

1.2.6 Задача: создайте цифровой порт (канал) DAQmx для связи программной и аппаратной частей. Для этого выполните следующие действия:

а) Из выпадающего списка «Имя задачи DAQmx» выберите Browse, появится окно «Select item(s)». В нем выберите Create New - MAX Tasks. В появившемся окне выберите Generate Signals - Digital Output - Port Output - Port0 – Next. Введите имя задачи «Task_вашиФИО» и нажмите «Finish».

б) В открывшемся окне DAQ Assistant (Приложение А, рисунок А.1) нажмите Run, чтобы протестировать терминальную коробку. На терминальной коробке должны загореться светодиоды, если Вы правильно составили задачу.

в) В окне DAQ Assistant при нажатии на порты от 0-7 светодиоды на терминальной коробке должны потухнуть.

г) Нажмите на Stop и на вкладке Settings выберите Invert All Line in Port. Протестируйте еще раз терминальную коробку (п.1.2.6 б) и сравните два режима. Нажмите Stop.

д) Нажмите ОК в окне DAQ Assistant. Выберите созданный канал «Task_вашиФИО» в окне Select Item и нажмите ОК.

1.2.7 Для соединения виртуальных кнопок «Данные» на интерфейсе программы с физическими индикаторами дискретных сигналов Digital Port 0 на терминальной коробке необходимо инициализировать кнопки «Данные» (серый цвет элементов свидетельствует о том, что они не инициализированы). Для инициализации щелкните на кнопки на интерфейсе программы и сделайте их активными.

1.2.8 Запустите ВП. Левые четыре кнопки «Данные» соответствуют четырем разрядам Digital Port 0. Измените логические значения в массиве данных, для этого щелкните на произвольно выбранные кнопки массива «Данные» (левые четыре кнопки) и наблюдайте за поведением цифровых линий «Digital Port 0» на терминальной коробке; единица в массиве данных зажигает соответствующий светодиод Digital Port.

1.2.9 Нажмите кнопку STOP для остановки ВП.

1.2.10 Закройте ВП.

1.3 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

-цель и задание к лабораторной работе;

-screen shot интерфейса разработанной блок-диаграммы ВП цифровой записи;

-описание элементов управления и индикации на блок-диаграмме;

-выводы по работе.

1.4 Контрольные вопросы

1.4.1 К какому порту 0 PCI-6221 подключены светодиоды терминальной коробки?

1.4.2 Для чего необходимы ВП DAQmx Start Task, ВП DAQmx Write, ВП DAQmx Clear Task?

1.4.3 Что дает следующая настройка конфигуратора ВП DAQmx Clear Task: Digital - Single Channels - Single Sample - 1D Boolean (N lines)?

1.4.4 Как создать цифровой порт для связи программной и аппаратной частей?

1.4.5 В каком режиме работают цифровые порты PCI-6221? (прямой или обратной логики)

1.4.6 Алгоритм создания ВП для записи в цифровой канал.

2 Лабораторная работа №2. Считывание дискретных сигналов

Цель работы: запрограммировать считывание в цифровую линию или порт дискретных сигналов с квадратурного энкодера с использованием ВП DAQmx Read.

2.1 Задание к лабораторной работе

2.1.1 Создать ВП считывания дискретных сигналов с квадратурного энкодера в линию.

2.1.2 Провести имитационный эксперимент по считыванию дискретного сигнала с квадратурного энкодера в линию и проанализировать полученные результаты.

2.1.3 Создать ВП считывания дискретных сигналов с квадратурного энкодера в линию порта.

2.1.4 Провести имитационный эксперимент по считыванию дискретного сигнала с квадратурного энкодера в линию порта и проанализировать полученные результаты.

2.2 Порядок выполнения лабораторной работы

2.2.1 Для выполнения лабораторной работы необходимо зарегистрироваться в системе:

− загрузить файл Main menu.exe, появится главное меню (см. рисунок 1.1);

− выбрать «Цифровой ввод/вывод»;

− выбрать лабораторную работу «Считывание дискретных сигналов»;

2.2.2 В появившемся окне виртуальной лабораторной работы (см. рисунок 2.1) необходимо считать значения дискретных сигналов с устройства при помощи квадратурного энкодера.

2.2.3 Пересохраните работу под названием Digital Reader_ФИО в свою папку, созданную в «Мои документы»: File – Save as.

2.2.4 Блок-диаграмма содержит следующие элементы: , , , .

Рисунок 2.1 – Лицевая панель лабораторной работы

«Считывание дискретных сигналов»

2.2.1 Постройте блок-диаграмму по блок-схеме алгоритма, приведенного на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 – Блок-схема лабораторной работы

«Считывания дискретных сигналов»

На блок-схеме отображен основной алгоритм создания ВП считывания дискретных сигналов. Для создания виртуального канала используйте ВП DAQmx Create Channel. Для запуска сбора данных применяйте ВП DAQmx Start Task. Далее ВП DAQmx Read ждет, пока все выборки каждого из каналов не будут получены, затем возвращает данные и продвигает задачу дальше. ВП DAQmx Clear Task сбрасывает задачу и высвобождает ресурсы, выделенные устройству. Обработчик ошибок Error Handler показывает все ошибки, возникшие при выполнении.

ВП NI-DAQmx расположены в палитре Functions – Programming - Measurements I/O - DAQmx - Data Acquisition. Обработчик ошибок Error Handler расположен Functions - Programming - Dialog & User Interface.

Для построения блок-диаграммы выполнить следующие действия:

а) Поместить на блок-диаграмму выше перечисленные ВП NI-DAQmx. Их иконки соответствуют иконкам на блок-схеме, приведенной на рисунке 2.2. Соединить последовательно друг с другом входы-выходы ВП «task/channels in – task out» и «error in – error out».

б) Для создания цифрового канала у ВП DAQmx Create Virtual Channel выберите опцию Digital Input из выпадающего меню конфигуратора. Щелкните правой кнопкой мыши на вводе line grouping и выберите Create»Constant из появившегося контекстного меню. Выберите one channel for each line (по одному каналу для каждой линии). Подайте на вход "lines" ВП DAQmx Create Virtual Channel «Выбор дискретных линий» для соединения виртуального цифрового канала с реальным.

в) Для чтения цифровых сигналов (0 или 1) у ВП DAQmx Read выберите опции Digital - Single Channel - Single Sample - Boolean (1 Line) из выпадающего меню конфигуратора этого ВП. Для визуализации прочитанного цифрового сигнала с выхода DAQmx Read «data» подайте сигнал на индикатор «6 линия», который предварительно поместите внутрь цикла.

г) Для программирования остановки цикла (выхода из цикла) при появлении ошибки поместите функцию - Unbundle By Name, расположенную в палитре Functions - Programming - Cluster, на блок-диаграмму внутрь цикла и подсоедините его к выходу error out ВП DAQmx Read.

д) Для программирования двух возможностей выхода из цикла по сигналу ошибки или по нажатию на кнопку STOP, поместите функцию - Or, расположенную в палитре Functions - Programming - Boolean, на блок-диаграмму внутрь цикла. На ее вход подайте сигналы с Unbundle By Name и кнопки «STOP», которую предварительно поместите внутрь цикла. Сигнал с выхода подведите к Loop Condition цикла while.

2.2.2 Для выбора 6-ой дискретной линии на лицевой панели необходимо из выпадающего списка элемента «Выбор дискретных линий» установить Dev 1(2)/port0/line6.

2.2.3 Сохраните как «Digital Reader_вашиФИО» и запустите ВП.

2.2.4 Проверьте правильность создания программы. Для этого поверните ручку импульсного генератора (quadrature encoder) на терминальной коробке (см. интерфейс программы). Шестая цифровая линия нулевого порта присоединена к каналу В датчика. На интерфейсе программы при повороте ручки светодиод 6-ой линии должен быстро мигнуть.

2.2.5 Остановите ВП.

2.2.6 Измените блок-диаграмму для считывания содержимого всего порта 0. Для этого необходимо:

− изменить настройку конфигуратора ВП DAQmx Read. Выберите опции Digital - Multiple Channels - Single Sample - 1D Boolean из выпадающего меню конфигуратора этого ВП;

2.2.7 Для отображения всех 8-ми дискретных линий на блок–диаграмме отсоедините индикатор «6 линия» и вместо него к выходу ВП DAQmx Read подсоедините индикаторы «Порт», предварительно поместив его внутрь цикла.

2.2.8 На лицевой панели из выпадающего списка элемента «Выбор дискретных линий» выберите «Browse». В появившемся окне «Select item(s)» для Dev1(2) выделите диапазон port0/line0 до port0/line7. Чтобы выделить диапазон, зажмите кнопку Shift. Нажмите ОК.

2.2.9 Пересохраните ВП как «Digital Port Reader_вашиФИО».

2.2.10 Запустите ВП и поверните ручку генератора импульсов. Какой элемент массива логических значений должен измениться?

2.2.11 Остановите и закройте ВП.

2.3 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

- цель и задание к лабораторной работе;

- screen shot интерфейса лабораторной работы для исследования ВП цифровой записи;

- разработанную блок-диаграмму ВП считывания дискретных сигналов;

- описание элементов управления и индикации на блок-диаграмме;

- выводы по работе.

2.4 Контрольные вопросы

2.4.1 Предназначение ВП DAQmx Read.

2.4.2 Какое значения может принимать постоянная line grouping у ВП DAQmx Create Virtual Channel?

2.4.3 Что означает следующая настройка конфигуратора ВП DAQmx Read: Digital - Single Channel - Single Sample - Boolean (1 Line) ?

2.4.4 С каким портом и номером линии связан квадратурный энкодер?

2.4.5 Что означает следующая настройка конфигуратора ВП DAQmx Read: Digital - Multiple Channels - Single Sample - 1D Boolean?

2.4.6 Алгоритм создания ВП считывания дискретного сигнала с терминальной коробки.

3 Лабораторная работа № 3. Изучение способов подсчета фронтов

Цель работы: изучение простейшего и буферизованного способов подсчета фронтов дискретных сигналов счетчиком.

3.1 Задание к лабораторной работе

3.1.1 Собрать на терминальной коробке учебного лабораторного стенда схему для подсчета фронтов дискретных сигналов счетчиком.

3.1.2 Провести имитационный эксперимент простейшего подсчета фронтов дискретных сигналов и проанализировать полученные результаты.

3.1.3 Создать ВП буферизованного способа подсчета фронтов дискретных сигналов счетчиком.

3.1.4 Провести имитационный эксперимент буферизованного способа подсчета фронтов дискретных сигналов и проанализировать полученные результаты.

3.2 Порядок выполнения лабораторной работы

3.2.1 Для выполнения лабораторной работы необходимо зарегистрироваться в системе:

− загрузить файл Main menu.exe, появится главное меню (см. рисунок 1.1);

− выбрать «Цифровой ввод/вывод»;

− выбрать лабораторную работу «Изучение способов подсчета фронтов»;

3.2.2 В появившемся окне виртуальной лабораторной работы (см. рисунок 3.1) необходимо считать с нулевого счетчика количество фронтов (импульсов), генерируемых датчиком положения устройства.

3.2.1.1 Изучите блок-диаграмму ВП (Приложение Б, рисунок Б.1)

3.2.1.2 Внешним проводом присоедините канал A генератора импульсов (quadrature encoder) на терминальной коробке к информационному входу нулевого счетчика (Counter 0 Source).

3.2.1.3 На лицевой панели выберите нулевой счетчик Dev1/ctr0 из выпадающего списка «Счетчик».

3.2.1.4 Запустите ВП. Поверните ручку импульсного датчика положения (quadrature encoder) на терминальной коробке. Индикатор «Подсчет» на лицевой панели должен увеличить свое значение. Это значит, что датчик положения генерирует импульс, который поступает на информационный вход нулевого счетчика. Индикатор «Подсчет в двоичной системе» и светодиоды переводят сигнал счетчика в двоичную систему.

3.2.1.5 Остановите ВП.

Рисунок 3.1 – Лицевая панель лабораторной работы

«Изучение способов подсчета фронтов»

3.2.3 Измените ВП для непрерывного буферизированного подсчета по блок-схеме (см. рисунок 3.2).

При непрерывном буферизированном подсчете, триггер является источником сигнала, который определяет момент, когда текущее значение счетчика переместится в регистр отсчетов во встроенной памяти.

Рисунок 3.2 – Блок-схема лабораторной работы

«Непрерывный буферизированный подсчет»

На блок-схеме отображен основной алгоритм создания ВП для непрерывного буферизированного подсчета. Для создания виртуального канала используйте ВП DAQmx Create Channel. Для настройки тактирования и размера буфера (число выборок на канал) для задачи используйте ВП DAQmx Timing. Для запуска сбора данных применяйте ВП DAQmx Start Task. Далее ВП DAQmx Read ждет, пока все выборки каждого из каналов не будут получены, затем возвращает данные и продвигает задачу дальше. ВП DAQmx Clear Task сбрасывает задачу и высвобождает ресурсы, выделенные устройству. Обработчик ошибок Error Handler показывает все ошибки, возникшие при выполнении.

ВП NI-DAQmx расположены в палитре Functions – Programming - Measurements I/O - DAQmx - Data Acquisition. Обработчик ошибок Error Handler расположен: Functions - Programming - Dialog & User Interface.

Для построения блок-диаграммы выполнить следующие действия:

а) Поместить на блок-диаграмму ВП DAQmx Timing. Соединить последовательно друг с другом входы-выходы ВП «task/channels in – task out» и «error in – error out» c другими ВП.

б) Для использования внутреннего генератора DAQ устройства выберите опцию Sample Clock из выпадающего меню конфигуратора ВП DAQmx Timing.

в) Создайте элементы управления у соответствующих входов (терминалов) ВП DAQmx Timing: Rate (частота), active edge (активный фронт), source (источник), вызывая контекстное меню терминалов, выбирая в них опцию Create - Control (Создать - Элемент управления).

г) Создайте константу для терминала «Sample mode» ВП DAQmx Timing, выбирая в них опцию Create - Constant (Создать - Константу), и выберите Continious Samples (непрерывная выборка).

3.2.4 Переключитесь на лицевую панель и выберите следующие значения для новых элементов управления:

- Источник (триггер): /Dev 1/PFI0.

- Активный фронт: Rising.

- Частота: 10000.

- Начало отсчета (число заносимое в буфер до запуска программы): любое число от 0 до 100.

3.2.5 Запустите ВП. Поверните ручку импульсного датчика положения на терминальной коробке и обратите внимание, что значение индикатора данных на лицевой панели не меняется. Нажмите кнопку цифрового триггера на терминальной коробке, чтобы зафиксировать и считать значение счетчика: при нажатии кнопки цифрового триггера текущее значение отсчета в буфере фиксируется в регистре отсчетов.

3.2.6 В случае появления окна ошибки ERROR, которая может возникнуть в результате длительного простоя триггера в процессе выполнения работы, нажмите кнопку Continue в окне ошибки ERROR и запустите ВП заново.

3.2.7 Сохраните ВП в личную папку под своим именем «Sample Edge Counting_вашиФИО». Закройте ВП.

3.3 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

- цель и задание к лабораторной работе;

- screen shot интерфейса лабораторной работы для исследования ВП по изучению способов подсчета фронтов;

-разработанную блок-диаграмму непрерывного буферизированного подсчета фронтов;

-описание элементов управления и индикации на блок-диаграмме;

-выводы по работе.

3.4 Контрольные вопросы

3.4.1 В чем заключается простейший и буферизованный способ подсчета фронтов?

3.4.2 Название входов/выходов счетчика и их предназначение.

3.4.3 Алгоритм создания ВП простейшего подсчета фронтов.

3.4.4 Для чего предназначен триггер при буферизированном подсчете?

3.4.5 Предназначение ВП DAQmx Timing.

3.4.6 Что означает опция Sample Clock в выпадающем меню конфигуратора ВП DAQmx Timing?

4 Лабораторная работа №4. Измерение периода и полупериода импульса

Цель работы: создание ВП для измерения периода и полупериода импульса.

4.1 Задание к лабораторной работе

4.1.1 Собрать на терминальной коробке учебного лабораторного стенда схему для измерения периода/полупериода импульса.

4.1.2 Создать ВП для измерения периода импульса.

4.1.3 Провести имитационный эксперимент по измерению периода импульса при разных значениях частот и проанализировать полученные результаты.

4.1.4 Изменить ВП для измерения полупериода импульса.

4.1.5 Провести имитационный эксперимент по измерению полупериода импульса при разных значениях частот и проанализировать полученные результаты.

4.2 Порядок выполнения лабораторной работы

4.2.1 Для выполнения лабораторной работы необходимо зарегистрироваться в системе:

− загрузить файл Main menu.exe, появится главное меню (см. рисунок 1.1);

− выбрать «Цифровой ввод/вывод»;

− выбрать лабораторную работу «Измерение периода и полупериода импульса»;

4.2.2 В появившемся окне виртуальной лабораторной работы (см. рисунок 4.1) необходимо измерить период (полупериод) импульса.

Методика измерения периода (полупериода) импульса: измеряется период сигнала разрешения (см. рисунок 4.1) по количеству импульсов входного сигнала, заполняющих период сигнала разрешения. Подсчет количества импульсов осуществляется по числу восходящих (или нисходящих) фронтов входного сигнала.

4.2.3 Пересохраните работу под названием «Signal Measurements _ФИО» в свою папку, созданную в «Мои документы»: File – Save as.

4.2.4 Внешним проводом присоедините выход счетчика 0 (Out 0) ко входу разрешения счетчика 1 (Gate 1) на терминальной коробке. Тем самым соединяем выход генератора импульсов (счетчик 0) ко входу измерительного прибора (счетчик 1).

Рисунок 4.1 – Лицевая панель лабораторной работы

«Измерение периода и полупериода импульса»

4.2.5 Для создания ВП измерительного прибора постройте блок-диаграмму лабораторной работы «Измерение периода и полупериода импульса» по блок-схеме алгоритма, приведенного на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Блок-схема лабораторной работы

«Измерение периода и полупериода импульса»

На блок-схеме отображен основной алгоритм создания ВП для измерения периода и полупериода импульса. Для создания виртуального канала используйте ВП DAQmx Create Channel. ВП DAQmx Read ждет, пока все выборки каждого из каналов не будут получены, затем возвращает данные и продвигает задачу дальше. Обработчик ошибок Error Handler показывает все ошибки, возникшие при выполнении.

Для построения блок-диаграммы выполнить следующие действия:

а) Поместите на блок-диаграмму выше перечисленные ВП NI-DAQmx. Их иконки соответствуют иконкам на блок-схеме, приведенной на рисунке 4.2. Соединить последовательно друг с другом входы-выходы ВП «task/channels in – task out» и «error in – error out».

б) Для создания виртуального канала, измеряющего период у ВП DAQmx Create Virtual Channel, выберите опцию Counter Input - Period из выпадающего меню конфигуратора.

в) Подсоедините элементы управления: минимальное, максимальное значения, счетчик, фронт запуска (Starting edge) и Measurement Time к соответствующим входным терминалам ВП DAQmx Create Virtual Channel.

г) Настройте ВП DAQmx Read для считывания периода сигнала с счетчика. Для этого из выпадающего меню конфигуратора выберите опцию Counter - Single Sample - DBL.

4.2.6 Для считывания одиночной выборки с счетчика на интерфейсе программы установите следующие значения:

- Счетчик: Dev 1/ctr1.

- Фронт запуска: Rising.

- Максимальное значение: 0.001000.

- Минимальное значение: 0.000001.

- Measurement Time: 0,05.

4.2.7 Перейти на ВП Pulse Train Generator. Лицевая панель имеет вид (рисунок 4.3). Данный ВП генерирует последовательность импульсов, период и полупериод которых измеряет ВП «Измерение периода и полупериода импульса».

Рисунок 4.3 – Лицевая панель лабораторной работы

«Генератор последовательности импульсов»

4.2.8 Изучите блок-диаграмму ВП Pulse Train Generator - для генерации последовательности импульсов (Приложение В, рисунок В.1)

4.2.9 Установите для элементов управления лицевой панели ВП Pulse Train Generator следующие значения:

- Счетчик: /Dev 1/ctr0.

- Коэффициент заполнения: 0.5.

-Частота: 2.

-Основное состояние: Low.

-Начальная задержка: 0.25.

4.2.10 Запустите ВП Pulse Train Generator.

4.2.11 Запустите ВП Signal Measurements, значение измеряемого периода появится на индикаторе «Значение Т или Т/2» и равно 0.5 секунды.

4.2.12 Остановите ВП Pulse Train Generator.

4.2.13 Поменяйте значения «Частоты» на лицевой панели ВП Pulse Train Generator и повторите пункты с 4.2.10 до 4.2.12.

4.2.14 Измените ВП Signal Measurements для измерения полупериода (semi period) вместо периода (Period). Для создания виртуального канала, измеряющего полупериод у ВП DAQmx Create Virtual Channel, выберите опцию Counter Input»Semi Period из выпадающего меню конфигуратора. На блок-диаграмме удалите лишние связи.

4.2.15 Запустите ВП Pulse Train Generator, входные значения элементов которого оставьте такими же, что и при измерении периода.

4.2.16 Запустите ВП Signal Measurements. Значение измеряемого полупериода появится на индикаторе «Значение Т или Т/2» и равно 0.25 секунд.

4.2.17 Остановите ВП Pulse Train Generator.

4.2.18 Сохраните ВП Signal Measurements.

4.2.19 Поменяйте значения «Частоты» на лицевой панели ВП Pulse Train Generator и повторите пункты с 4.2.15 до 4.2.17.

4.2.20 Закройте все ВП.

4.3 Содержание отчета

Отчет должен содержать:

− цель и задание к лабораторной работе;

− screen shot интерфейса лабораторной работы для исследования ВП по измерению периода и полупериода импульса;

− screen shot интерфейса ВП генератора последовательности импульсов;

− разработанную блок-диаграмму ВП для измерения периода и полупериода импульса;

− описание элементов управления и индикации на блок-диаграмме;

− выводы по работе.

4.4 Контрольные вопросы

4.4.1 Нарисуйте схему присоединения к счетчику для измерения периода, полупериода импульса.

4.4.2 Методика измерения периода (полупериода) импульса.

4.4.3 Алгоритм создания ВП для измерения периода и полупериода импульса.

4.4.4 Какой ВП необходимо настроить для измерения периода сигнала?

4.4.5 Какую выборку считывает созданный ВП для измерения периода и полупериода импульса? (одиночную или непрерывную)

4.4.6 Алгоритм создания генератора последовательности импульсов.

Приложение А

Рисунок А.1 – Окно DAQ Assistant

Приложение Б

1 – счетчик для подсчета фронтов, с выбором начала отсчета и направлением;

2 – запуск задачи;

3 – считывание количества фронтов;

4 – индикаторы для представления количества фронтов в десятичной и двоичной форме;

5 – задержка в 100 мс;

6 – количество фронтов в логическом виде;

7 - остановка задачи при нажатии STOP или ошибки в записи данных;

8 – остановка задачи;

9 - отображение ошибок;

10 - цикл while.

Рисунок Б.1 – Блок- диаграмма лабораторной работы «Изучение способов подсчета фронтов»

Приложение В

Рисунок В.1 – Блок-диаграмма лабораторной работы «Генератор последовательности импульсов»

Список литературы

1.Системы сбора данных. Учебный курс.

2. Каталог компании National Instruments. Автоматизация и измерения. 2008.

3. Пикад 4/2004 Уроки по LabVIEW №5.

4. Батоврин В.К. Lab View: практикум по основам измерительных технологий. – ДМК пресс М., 2005.

5. Анцыферов С.С. Общая теория измерений. - М., 2007.

6. Хан С.Г. Метрология, измерения и техническое регулирование. Учебное пособие. – Алматы: АИЭС, 2009.

7. Хан С.Г. Основы единства измерений и техническое регулирование. Методические указания к выполнению расчетно-графических работ (для магистрантов специальности 6М070200 – Автоматизация и управление). - Алматы: АУЭС, 2011.

8. Хан С.Г. Основы единства измерений и техническое регулирование. Конспект лекций (для магистрантов специальности 6М070200 – Автоматизация и управление). - Алматы: АУЭС, 2011.

9. Хан С.Г. Основы единства измерений и техническое регулирование. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для магистрантов специальности 6М070200 – Автоматизация и управление).- Алматы: АУЭС, 2013.

10. Сайт http://russia.ni.com

Сводный план 2014 г., поз. 113

Светлана Гурьевна Хан
Зарина Варисовна Абдулина
Нигина Ришатовна Токтасынова

ОСНОВЫ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ И ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ
Методические указания к выполнению лабораторных работ

для магистрантов специальности
6М070200 – «Автоматизация и управление»
Часть 2

Редактор Л.Т. Сластихина
Специалист по стандартизации Н.К. Молдабекова

Подписано в печать __. __. __.
Формат 60х84 1/ 16
Тираж 50 экз.
Бумага типографская №1
Объем 1,5 уч.-изд. л.
Заказ _____. Цена 750 тг.

Копировально-множительное бюро
Некоммерческого акционерного общества
«Алматинский университет энергетики и связи»
050013, Алматы, Байтурсынова, 126