Электроника Лабораторки методичка
.pdf
Рисунок 1.6 – Модуль «Регулируемый трансформатор»
Рисунок 1.7 – Модуль «Блок мультиметров»
10
1.2.2 Измерение электрических величин при помощи программы «Электроника»
1.2.2.1 Панель «Приборы I»
Модуль «Коннектор» (рисунок 1.4) преобразует аналоговые электрические величины в цифровые двоичные коды, состоящие из 0 и 1. Чтобы преобразовать эти коды в величины напряжений или токов, учебно-лабораторном комплексе применяется персональный компьютер (ПК) с программным обеспечением, которое носит название «Электроника». Рассмотрим работу с этой программой.
После включения компьютера и загрузкиWindows на рабочем столе необходимо найти ярлык программы«Электроника» и запустить ее. На экране монитора появляется виртуальная панель «Приборы I» (рисунок 1.8).
8
9
1
7
Рисунок 1.8 – Панель «Приборы I»
Данная панель визуально отображает величины напряжений и токов, которые измеряют АЦП модуля«Коннектор». Основу ее составляют шесть виртуальных цифровых приборов, которые обозначены как «х1» … «х6» (позиция 1 на рисунке 1.8).
11
Каждый из этих приборов (рисунок 1.9) может быть подключен к любому АЦП модуля «Коннектор».
3 |
2 |
5 |
1 |
|
4
6
Рисунок 1.9 – Виртуальный цифровой прибор панели «Приборы I»
Подключение может осуществляться двумя способами. Первый способ – щелчком мышки на названии АЦП(позиция 2 на рисунке 1.9) открыть окно с перечнем АЦП (рисунок 1.10) и выбрать необходимый. Второй способ – последовательно щелкать мышкой на стрелочках, расположенных левее названия АЦП (позиция 3 на рисунке 1.9).
Рисунок 1.10 – Выбор названия АЦП
Ниже названия АЦП расположена кнопка(позиция 4 на рисунке 1.9), имеющая два положения: первое – прибор отключен (как у прибора «х2» на рисунке 1.8), второе – высвечивается предел измерения, установленный на соответствующем АЦП модуля «Коннектор» (как у прибора «х1» на рисунке 1.8).
Если прибор включен, то на его цифровом табло(позиция 5 на рисунке 1.9) отображается измеряемая величина.
Под цифровым табло находится кнопка(позиция 6 на рисунке 1.9), при нажатии на которую, можно выбрать, какое значение (среднее, действующее и т. д.) напряжения или тока будет измерять данный прибор (рисунок 1.11).
12
Рисунок 1.11 – Выбор значения измеряемой величины
Над верхним виртуальным прибором панели «Приборы I» слева находится информационное табло (позиция 7 на рисунке 1.8), которое может иметь три состояния. В первом состоянии (рисунок 1.8) в верхней строке выводится период измерения, который по умолчанию установлен0,1 с. В нижней строке–
сколько раз в секунду АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровой .код Эта величина зависит от числа одновременно работающих приборов– чем меньше число приборов, тем чаще АЦП преобразует сигнал, и тем выше точность измерения. Второе состояние табло рекомендует перейти на меньший предел измерения, что приведет к увеличению точности измерений. Третье – сигнализирует о том, что нужно срочно перейти на больший предел, в противном случае модуль «Коннектор» может выйти из строя.
Справа от этого табло находится кнопка«Выкл» (позиция 8 на рисунке 1.8), которая служит для выхода из программы «Электроника».
Из панели «Приборы I» можно вызвать еще четыре панели, а также при необходимости изменить период измерений. Для этого следует щелкнуть мышкой на слове «Меню» (позиция 9 на рисунке 1.8), откроется меню выбора панелей (рисунок 1.12).
Рисунок 1.12 – Меню выбора панелей
13
Для выбора той или иной панели следует подвести курсор к соответствующей строке и один раз щелкнуть мышкой. При необходимости можно вызвать и разместить на экране монитора все панели меню, причем панель «Приборы I» также останется на экране.
Рассмотрим подробно работу с этими панелями.
1.2.2.2 Панель «Приборы II»
При вызове панели «Приборы II» на экране монитора вместе с панелью «Приборы I» появляется окно, показанное на рисунке 1.13.
Основу данной панели составляют два виртуальных прибора«х7» и «х8» (позиция 1 на рисунке 1.13). Каждый из них позволяет анализировать различные соотношения двух сигналов, поступающих с АЦП модуля«Коннектор».
Чтобы увидеть, какие величины можно получить при помощи данных приборов, необходимо щелкнуть мышкой в поле, которое расположено под цифровым табло (позиция 2 на рисунке 1.13). В этом случае откроется меню выбора величин, которое показано на рисунке 1.14.
Щелкнув мышкой на какой-либо величине, мы получим ее значение на цифровом табло.
Переключение подаваемых сигналов от АЦП осуществляется так же, как и в панели «Приборы I» (щелчком мыши на названии АЦП или на стрелочках). Необходимо отметить, что на верхние входы приборов(позиция 3 на рисунке 1.13) можно подавать сигналы только от АЦП V0 и V1, а на нижние (позиция 4 на рисунке 1.13) – только сигналы от АЦП А1 – А4. Если прибор на панели «Приборы I» не включен, то его нельзя подключить к панели «Приборы II».
14
2
3
1
4
5
6
Рисунок 1.13 – Панель «Приборы II»
Рисунок 1.14 – Меню выбора величин
Кроме стандартных величин (рисунок 1.14) данная панель позволяет выполнить математические операции над сигналами, поступающими от модуля «Коннектор». Для этого необходимо в поле«1. Аргументы расчетной формулы» (позиция 5 на рисунке 1.13) вести номера приборов («х1» … «х8»). Ввод
15
осуществляется так же, как и в панели «Приборы I» (щелчком мыши в окошке или на стрелочках). После этого в поле «2. Расчетная формула (у =…;)» (позиция 6 на рисунке 1.13) следует записать математическую операцию над введенными аргументами («х1» … «х8») и нажать клавишу «Начать счет». На рисунке 1.15 представлен пример определения коэффициента мощности, который получен делением активной мощности (прибор «х7») на полную (прибор «х8»).
Рисунок 1.15 – Пример выполнения математических операций над сигналами
1.2.2.3 Панель «Осциллограф»
При вызове панели «Осциллограф» на экране монитора вместе с панелью «Приборы I» появляется виртуальный осциллограф (рисунок 1.16). Он состоит из пяти входных каналов(позиция 1 на рисунке 1.16), блока «XY» (позиция 2 на рисунке 1.16), блока «Развертка» (позиция 3 на рисунке 1.16) и вспомогательных кнопок (позиция 4 на рисунке 1.16).
В левом нижнем углу находится окно, где указывается АЦП модуля «Коннектор», которое в данный момент подключено к этому входу(позиция 1 на рисунке 1.17). Переключение подаваемых сигналов от АЦП осуществляется так же, как и в панели «Приборы I» (щелчком мыши на названии АЦП или на стрелочках). Если прибор на панели«Приборы I» не включен, то его нельзя подключить к панели «Осциллограф».
На цифровом табло (позиция 2 на рисунке 1.17) указан масштаб по оси Y, который устанавливается автоматически. Под табло расположен движок (позиция 3 на рисунке 1.17), который позволяет плавно менять масштаб по оси Y.
16
1
2 |
3 |
4 |
Рисунок 1.16 – Панель «Осциллограф»
3 |
2 |
6
1
4 5
Рисунок 1.17 – Один вход осциллографа
Ниже расположен переключатель входа(позиция 4 на рисунке 1.17): левое положение – «открытый» вход осциллографа, в этом случае на экране отображается весь подаваемый сигнал(постоянная и переменная составляющие); правое положение – «закрытый» вход осциллографа, на экране только переменная составляющая исследуемого сигнала.
Кроме этого каждый канал осциллографа имеет переключатель(позиция 5 на рисунке 1.17), который позволяет выполнить инверсию исследуемого сигнала, т. е. сдвинуть его на 180 эл.о
В правой части прибора находится шкала(позиция 6 на рисунке 1.17), при помощи которой можно перемещать исследуемый сигнал по вертикали.
Теперь рассмотрим блок «XY» (рисунок 1.19).
17
1
Рисунок 1.18 – Блок «ХY»
Данный блок предназначен для получения на экране зависимости одного сигнала в функции от другого, например вольтамперной характеристики (ВАХ) резистора или диода. Включение его осуществляется переводом переключателя (позиция 1 на рисунке 1.18) в левое положение. В этом случае на экране осциллографа будет строиться зависимость сигнала, поданного на «Вход Y», в функции от сигнала поданного на«Вход Х». В примере, приведенном на рисунке 1.18, это будет зависимость сигнала, поданного на первый канал осциллографа, в функции от сигнала, поданного на третий канал. Переключение входов осциллографа (от 1 до 5) осуществляется так же, как и в панели«Приборы I» (щелчком мыши на номере прибора или на стрелочках). Если канал в осциллографе отключен, то его невозможно установить в блоке «XY».
Рассмотрим блок «Развертка» (рисунок 1.19).
Данный блок предназначен для получения на экране осциллографа одновременно до пяти сигналов в функции от времени. Включение его осуществляется переводом переключателя (позиция 1 на рисунке 1.19) в правое положение.
В окне «Вход синхронизации» (позиция 2 на рисунке 1.19) устанавливается величина, по которой будет осуществляться синхронизация всех сигналов. Переключатель (позиция 3 на рисунке 1.19) устанавливает, по какой границе сигнала (верхней или нижней) будет осуществляться синхронизация.
6
1
2 3
4 5
Рисунок 1.19 – Блок «Развертка»
Под словом «Развертка» находится движок грубой регулировки масштаба по времени (позиция 4 на рисунке 1.19), а ниже – цифровое табло, в котором отображается этот масштаб. Для точной регулировки масштаба по времени под табло расположен еще один движок (позиция 5 на рисунке 1.19).
Сдвиг сигналов по горизонтали осуществляется движком в левой верхней части блока «Развертка» (позиция 6 на рисунке 1.19).
18
Вспомогательные клавиши позволяют:
выбирать белый или черный фон экрана осциллографа, рекомендуется белый;
включать фильтр для ограничения высокочастотных составляющих сигнала и регулировать степень сглаживания;
записывать в файл численные значения сигналов, для этого необходимо щелкнуть мышкой на клавише, указать путь и назвать файл; данные записываются в виде «имя.txt»;
выключать осциллограф.
Рассмотрим, как можно записать изображение осциллографа для дальнейшего использования его в отчетах по лабораторным работам:
получить требуемый сигнал на экране осциллографа, поместив виртуальный осциллограф в центре экрана монитора ПК;
нажать на клавиатуре ПК клавишу«Print Screen», при этом все изображение экрана монитора скопируется в буфер обмена;
открыть графический редактор «Paint» и вставить скопированный экран; выделить и скопировать ту часть изображения, которую необходимо
вставить в отчет;
создать новый файл редактора«Paint», открыть в нем скопированной изображение и сохранить его на дискете(для уменьшения объема файла рекомендуется сохранять изображения в формате JPG).
1.2.2.4 Панель «Аналоговый прибор»
При вызове панели «Аналоговый прибор» на экране монитора вместе с панелью «Приборы I» появляется стрелочный измерительный прибор.
Данная панель позволяет замерять сигналы, поступающие от модуля «Коннектор» в шкале стрелочного прибора. Кроме этого под прибором имеется окно, где одновременно отображается численное значение измеряемой величины.
Одновременно панель может замерять только один сигнал. Однако в окне «Вход» можно менять номера цифровых приборов, ыбирая их из панели «Приборы I» и «Приборы II» («х1» … «х8»).
В окне «Тип Шкалы» можно изменять начало и конец отсчета стрелочной шкалы. Кнопка позволяет выбирать«Инерционный» или «Безинерционный» способ измерений. Кнопка «Выкл» выключает панель «Аналоговый прибор».
1.2.2.5 Панель «Ключ»
Данная панель для работы требует специального модуля«Ключ», который в настоящее время в учебно-лабораторных комплексах не установлен.
19