 |
Устройство и работа измерительного блока
|
|
|
|
Внешний вид измерительного блока показан на рис. 13.
Включение и отключение питания измерительного блока осуществляется переключателем 2. Подключение МП к измерительному блоку осуществляется через гнезда 1, причем вставить МП в гнезда можно только в определенном положении, соответствующем правильному подключению обмоток.
Рис. 13. Измерительный блок
Описание программного интерфейса
Рабочее место
Программа общения с пользователем организована как работа за классическим измерительным стендом, оснащенным различными источниками воздействия и регистрирующими измерительными приборами. Программное обеспечение построено по принципу многооконного интерфейса. Основное окно программы показано на рис. 14.
Центральное место (рис. 14) занимает окно с упрощенными схемами измерений, которые реализованы в ИБ. Таких схем может быть три. На каждой схеме присутствует свой набор управляющих и регистрирующих инструментов.
Показания приборов заносятся в «Рабочую тетрадь», которая открывается в отдельном окне с помощью команд меню и кнопок панели управления.
Рис. 14. Основное окно приложения
Рабочая тетрадь
Окно «Рабочая тетрадь» предназначено для ведения текущих записей результатов измерений, расчетов, построенных на полученных результатах, и построения графиков. Все данные рабочей тетради хранятся в базе данных – файле с расширением *.mdb, расположенном в папке «Data». Каждой рабочей тетради соответствует свой файл с уникальным названием.
«Рабочая тетрадь» состоит из трех связанных частей:
- таблицы значений измеряемых величин и результатов расчетов;
- формулы, необходимые для расчетов; их можно добавлять, удалять и редактировать;
|
|
|
- графики, построенные по измеренным данным или результатам расчетов; их также можно добавлять, удалять и редактировать.
Переключаться между частями рабочей тетради можно при помощи меню, расположенного в верхней части окна.
Таблицы
В этой части рабочей тетради представлены значения измеряемых (напряжения) и расчетных (напряженность магнитного поля) величин, рис. 15. Эти данные не изменяемы.
Рис. 15. Рабочая тетрадь, вкладка «Таблицы»
Одна таблица соответствует одному измерению, под которым понимается один эксперимент, в котором получены одна или несколько строк с данными, позволяющими рассчитать нужные величины или построить нужные зависимости.
Выше таблицы с результатами представлена следующая информация:
- номер схемы измерений;
- частота, при которой было проведено измерение;
- номер образца;
- материал образца;
- параметры образца.
В левой верхней части окна рабочей тетради имеется таблица с названием измерения и датой его проведения. Каждому измерению соответствуют свои таблицы результатов измерений и рассчитанных величин. Кнопка справа вверху позволяет редактировать название измерения. При нажатии на нее появляется строка ввода с названием и кнопкой þ – «ввод».
В правой верхней части окна находится панель управления измерениями (см. рис. 15). Кнопки панели реализуют следующие команды.
- «Новое» открывает новое измерение. В таблице появляется новая запись с названием по умолчанию и датой проведения измерения и включается режим редактирования названия – появляется строка вода названия. Кнопка «Записать» доступна только при окончании редактирования названия измерений.
- «Записать» записывает одну (или несколько, если включен осциллограф) строк данных в таблицу рабочей тетради. Можно ограничиться записью одной строки и воспользоваться построителем выражений для расчетов. При переходе к другой части рабочей тетради («Формулы» и «Графики»), заканчивается запись данных в таблицу и запрещается кнопка «Записать». Аналогичный эффект наблюдается при перемещении на другое измерение.
|
|
|
- «Удалить» удаляет все измерения вместе со связанными с ним формулами и графиками.
Формулы
В этой части рабочей тетради в первую очередь представлены выражения, с помощью которых производятся расчеты. Выражения строятся на основе измеренных данных и уже существующих выражений. Список всех формул, доступных в данном измерении(под измерениемпонимается один эксперимент, в котором получены одна или несколько строк с данными), располагается в центральной части окна рабочей тетради, рис. 16.
Рис. 16. Рабочая тетрадь, вкладка «Формулы»
В первой колонке списка отображаются идентификаторы, которые могут быть использованы при построении новых выражений. Во второй колонке представлены собственно выражения, в третьей – результат расчета, в четвертой – размерность и в пятой – комментарии, позволяющие описать назначение данного выражения. Если идентификатор представляет собой экспериментальное значение, вместо выражения во второй колонке стоит слово «измерение». Выражения могут быть скалярнымии векторными. В первом случае в выражении не содержится ни одного векторного идентификатора, оно имеет одно значение, которое и представлено в, колонке результата. Если выражение векторное, это значит, что оно имеет несколько значений, которые отображаются в таблице, расположенной внизу окна рабочей тетради. В этом случае в колонке результата (третьей) ставится знак [...]. Все экспериментальные результаты – векторные. Если в формуле присутствует хоть один векторный идентификатор, то все выражение становится векторным.
Зеленым цветом выделены измеренные значения, коричневым – параметры образцов. Эти выражения изменить нельзя. Если в формуле содержится ошибка, то строка в списке выделяется красным цветом. В формулах могут присутствовать только идентификаторы, расположенные выше, по списку.
Графики
В этой части рабочей тетради представлены графики, построенные как по измеренным данным, так и по результатам расчетов, рис. 17. Каждый график может быть либо одной кривой, либо семейством кривых, зависящих от параметра.
|
|
|
В верхней части окна расположена область управления, позволяющая просматривать, добавлять, удалять и редактировать графиками. В левой части области имеется таблица с названием графика. Именно это название будет отображаться в качестве заголовка. С помощью «мыши» или стрелок клавиатуры можно перемещаться по уже имеющимся графикам. При этом они отображаются в области построения.
Рис. 17. Рабочая тетрадь, вкладка «Графики»
Кнопка в верхней части окна справа от таблицы позволяет редактировать название графика. При нажатии на нее в области управления появляется строка ввода с названием и кнопкой þ – «ввод». После исправления названия необходимо нажать эту кнопку и результат перепишется в таблицу, а строка ввода пропадет.
Рядом с таблицей (справа) находится панель с кнопками управления (см. рис. 17). Эти кнопки реализуют следующие команды.
- «Новый» открывает новый график. В таблице появляется новая запись с названием по умолчанию и включается режим редактирования названия – появляется строка ввода с названием, а кнопка редактирования названия графика переходит в недоступное состояние.
- «Сохранить» сохраняет все изменения, произведенные с графиком.
- «Удалить» удаляет график, отмеченный в таблице.
- «Редактировать» позволяет редактировать график.
Схемы измерений
Окно «Схемы измерений» (см. рис. 14) предоставляет возможность выбора схемы измерений, которая реализована в реальном измерительном блоке. Выбор осуществляется при помощи ярлычков, расположенных в верхней части окна. Всего схем существует три.
Схема измерений № 1
В данной схеме, рис. 18, измеряется форма сигналов, пропорциональных напряженности и индукции магнитного поля. Напряжение, пропорциональное индукции, получается при помощи специального интегрирующего усилителя. Осциллограф здесь двухканальный, поэтому видно сразу два сигнала. Изменить амплитуду и частоту можно с помощью звукового генератора. Обратите внимание, при изменении частоты изменяется масштаб оси времени осциллографа.
|
|
|
На схеме присутствуют следующие элементы.
- Звуковой генератор формирует синусоидальное напряжение с частотой от 40 до 1000 Гц.
- Образец (коммутатор объектов) отражает информацию об объекте исследования. Также позволяет переключить образцы в измерительном стенде (зависит от реализации измерительного блока).
- Осциллограф измеряет зависимости напряжений, пропорциональных напряженности и индукции магнитного поля, от времени. Начало развертки синхронизируется от звукового генератора.
- Частотомер предназначен для измерения частоты сигнала, подаваемого на образец.
Рис. 18. Схема измерений № 1
При наведении курсора на элемент схемы, он меняет свое очертание со стандартной "стрелки" на "указывающую руку". Если теперь нажать на левую кнопку "мыши", соответствующий инструмент становится видимым.
Примечание: даже если регистрирующий инструмент невидим, измерения все равно производятся и могут быть записаны в рабочую тетрадь при нажатии соответствующей кнопки в области управления рабочей тетрадью.
Схема измерений № 2
В этой схеме, рис. 19, измеряются зависимости сигналов, пропорциональных напряженности (UH) и индукции (UB) магнитного поля, друг от друга. Напряжение, пропорциональное индукции, получается при помощи специального интегрирующего усилителя. На горизонтальные отклоняющие пластины осциллографа подается напряжение UH, а на вертикальные – UB, т.е. отображается петля гистерезиса. Изменить амплитуду и частоту можно с помощью звукового генератора.
На схеме присутствуют следующие элементы: звуковой генератор; образец; осциллограф, измеряющий зависимости напряжений, пропорциональных напряженности и индукции магнитного поля, друг от друга; частотомер.
Рис. 19. Схема измерений № 2
Схема измерений № 3
Эта схема, рис. 20, измеряет точки основной кривой намагничивания. Вместо осциллографа на схеме имеются два пиковых вольтметра: V1 и V2 (применяются для измерения амплитудных значений переменных напряжений сложной формы). Вольтметр V1 измеряет амплитудное значение напряжения, пропорционального напряженности магнитного поля в образце, V2 – амплитудное значение напряжения, пропорционального индукции магнитного поля в образце.
Рис. 20. Схема измерений № 3
Инструменты
На каждой измерительной схеме присутствует свой набор инструментов. Их можно разделить на управляющие и регистрирующие. Управляющие инструменты – это инструменты, связанные с источниками воздействия: звуковой генератор и образец (коммутатор объектов). Регистрирующие инструменты – это измерительные приборы, которые представляют измеренные данные: вольтметр, электронный осциллограф и частотомер (пр перегрузке цвет индикации инструментов изменяется на красный).
|
|
|
|
|
|
