SYSTEMY POMIAROWE WIELKOŚCI FIZYCZNYCH
Ćwiczenie 2
1. Co to jest panel, blok diagram, jakie spełniają funkcję w LabVIEW?
Program LabVIEW jest nazywany przyrządem wirtualnym ( virtual instrument ) lub krótko programem VI. Określenie to wynika z analogi wizualnego obrazu aplikacji oraz jej działania do fizycznego przyrządu takiego jak oscyloskop czy multimetr. Każda aplikacja VI używa elementy nastawcze, które wprowadzają dane z interfejsu użytkownika lub innych źródeł oraz elementy prezentacyjne, które wyświetlają dane wyjściowe na pulpicie interfejsu użytkownika lub wyprowadzają je do innych odbiorców. Program VI składa się z trzech komponentów:
-Pulpitu (front panel), który pełni rolę interfejsu użytkownika;
-Diagramu (block diagram), który jest graficznym zapisem kodu programu. Definiuje funkcjonalność aplikacji w języku graficznym G.
Front Panel jest graficzną formą interfejsu użytkownika. Wizualnie odpowiada rozwiązaniom płyt przednich urządzeń pomiarowych. Buduje się go za pomocą elementów kontrolnych i prezentacyjnych, które stanowią odpowiednio końcówki wejściowe i wyjściowe programu VI. Elementami kontrolnymi są pokrętła nastawcze, przyciski, przełączniki itp. Symulują one elementy nastawcze fizycznych urządzeń i dostarczają danych wejściowych do diagramu VI. Do elementów prezentacyjnych zalicza się wyświetlacze numeryczne, alfanumeryczne, LED-y, wyświetlacze graficzne (wykresy), tabele itp. Symulują one elementy prezentacyjne fizycznych urządzeń i wyświetlają dane dostarczane przez diagram.
Blok Diagram jest zapisem kodu programu w języku graficznym G. Do zapisu programu wykorzystuje się końcówki ( terminals ), węzły ( nodes ), przewody ( wires ) oraz konstrukcje sterujące ( structures ):
2. Czym różnią się obiekty Controls i Indicators?
Obiekty typu Controls dostarczają dane do programu lub są
wykorzystywane do sterowania sposobem wykonania programu, natomiast obiekty typu
Indicators służą prezentacji zarejestrowanych danych pomiarowych lub rezultatów
uzyskanych po ich przetwarzaniu.
Controls – Dane wejściowe
Indicators – Dane wyjściowe
3. O czym informuje grubość ramki, kolor w LabVIEW?
Cienkie linie stosuje się w przypadku połączeń przeznaczonych do
przesyłania wielkości skalarnych, natomiast pogrubione linie służą do transferu
jednowymiarowych (1D) tablic danych. Informacja o typie danych zakodowana jest nie tylko
w grubości połączeń, lecz również w ich formie, fakturze (wyglądzie) i kolorze. Wygląd
połączeń jest jednoznacznie określony dla każdego typu danych. Na przykład, kolor
pomarańczowy jest zarezerwowany dla liczb zmiennoprzecinkowych, niebieski dla liczb
całkowitych, zielony dla zmiennych boolowskich, a różowy dla łańcuchów znaków. Rodzaj
połączeń stosowanych w oknie diagramu jest przyporządkowany danym w następujący
sposób: cienkie i ciągłe linie służą do przesyłania wielkości skalarnych, pogrubione i ciągłe
linie stosuje się do przekazywania tablic jednowymiarowych, bardziej pogrubione lub
podwójne linie są zarezerwowane dla dwuwymiarowych tablic liczb, natomiast grube linie są
wykorzystywane do dostarczania dwuwymiarowych tablic zmiennych boolowskich lub
znaków. Czarna przerywana linia sygnalizuje niewłaściwie wykonane połączenie.
4. Wymień struktury występujące w LabVIEW.
Np. Pętla while, pętla for, struktura case,
Ćwiczenie 3
1. Omów tryb podłączenia sygnałów do modułu USB-6009 (RSE, Differential)
Tryb Differential (różnicowy) pozwala na zmierzenia różnicy potencjałów w odniesieniu do
różnych mas (znajdujących się na różnych potencjałach). W tym trybie ilość wejść wynosi 8,
ponieważ każdy z zacisków podłącza się do dwóch wejść karty (na wejście plusa i minusa
wzmacniacza).
W trybie RSE jest do dyspozycji 16 wejść. Każde z nich porównywane jest
z masą karty pomiarowej, taką samą dla wszystkich wejść analogowych.
W trybie single‐ended (skrót RSE) pomiary wykonywane są względem wspólnej masy – kanał
pomiarowy tworzony jest przez wejście AI oraz wspólną masę GND. Na rysunku 1a przedstawiono
przykład podłączenia dwóch sygnałów napięciowych do karty pomiarowej w trybie RSE. Jeżeli karta
posiada przykładowo 8 wejść analogowo‐cyfrowych, które zostaną skonfigurowane w trybie single‐
ended, wówczas mamy do dyspozycji 8 niezależnych kanałów pomiarowych umożliwiających
jednoczesne śledzenie 8 sygnałów pomiarowych. Pomiary tego typu wykonuje się np. oscyloskopem,
który ma przynajmniej dwa kanały wejściowe, obydwa mierzące sygnał względem jednego
potencjału, zazwyczaj masy układu. Wadą tego typu połączeń jest bardzo mała odporność na
zakłócenia elektromagnetyczne indukowane w przewodach, szczególnie przy pomiarach sygnałów
o małej amplitudzie (< 1V) dokonywanych długimi kablami (> 3m) oraz przy występujących dużych
zakłóceniach elektromagnetycznych.
Tryb differential umożliwia pomiar sygnałów, które nie posiadają wspólnego potencjału np.
napięcia na wyjściu z transformatorów separujących. Taki pomiar sygnałów różnicowych wymaga
zastosowania dwóch wejść karty pomiarowej. Wejścia podłączane do punktu o wyższym potencjale
oznaczane są znakiem plus „+” lub „HI” zaś wejście o niższym potencjale znakiem minus
„‐” lub „LO”. Rysunek 1b i 1d przedstawia sposób podłączenia sygnału napięciowego do wejść karty
pomiarowej pracujących w trybie różnicowym. Karta pomiarowa posiadająca 8 wejść analogowo‐
cyfrowych, skonfigurowanych w trybie różnicowym posiada jedynie cztery kanały pomiarowe.
Podstawową zaletą trybu differential jest tłumienie sygnałów wspólnych występujących na wejściach
„+” i „‐”. Dzięki temu, ten typ połączenia szczególnie chętnie jest stosowany w pomiarach sygnałów o
małej amplitudzie (< 1V), dokonywanych na dużych odległościach...
Jaro070