25

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

__________________________________________________________

Многоканальный программно-аппаратный комплекс

для прецизионных и синхронных измерений напряжения постоянного и медленно меняющегося тока.

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу

« Методы и средства измерений, испытаний и контроля»

Санкт-Петербург

2012

Авторы: Г.И. Коршунов, Д.В. Иванов

Под редакцией Г.И. Коршунова

Рецензент: кафедра телекоммуникаций ГУАП

доктор технических наук, профессор В.Ф. Михайлов

Приведены описания лабораторных работ по дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний и контроля» и методические указания к их выполнению.

Предназначены для студентов специальностей «Управление качеством», «Метрология», выполняющих лабораторный практикум на факультетах: дневном, вечернем и заочном.

Подготовлен к публикации кафедрой конструирования и управления качеством радиоаппаратуры Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения.

Лабораторная работа №1

Цель работы:Ознакомится с прибором “Корипс-3А ”, овладеть методикой измерения постоянного напряжения.

1. Описание лабораторного стенда

В данной лабораторной работе, студентам предлагается изучить принципы работы с прибором “Корипс – 3А”. Этот прибор имеет четыре гальванические развязанных канала для определения в реальном масштабе времени параметров в виде однополярного напряжения постоянного (медленно меняющегося) тока в диапазоне 100 В. Прибор обеспечивает преобразование параметров в цифровую форму, запоминание и индикацию значений параметров, поиск данных по дате и/или адресу, хранение и передачу в компьютер.

Для удобства изучения прибора вниманию студентов предлагается лабораторный стенд (лицевая панель с элементами управления представлена на рис.1).

Стенд состоит из следующих составных частей:

• 1 - SA1 (включение и выключение сети)

• 2 – системная плата прибора “Корипс – 3А”

• 3 – группа клемм для подключения измеряемого напряжения к прибору

• 4 – группа клемм с напряжением

• 5 – SA2 (включает или выключает напряжение на клеммах 4)

• 6 – дисплей

• 7 – кнопки управления

2. Порядок проведения работы

Ниже, приведена инструкция для работы в меню прибора “Корипс – 3А”. Внимательно ознакомтесь ней и попробуйте применить полученные навыки для работы с меню прибора.

2.1Стенд включается тумблеромSA1. После включения стенда, на экране дисплея(поз.6 рис.1) через 2 сек. появится первая строка меню - дата и текущее время:

Date=01-04-2001

Time=12:00:59

Последующие действия осуществляются кнопками управления (поз. 7 рис.1)

2.2 Находясь в первой строке основного меню, можно перейти в режим передачи данных, нажатием клавиши “”

Transfer...

00000

В нижней строке отображается количество переданных значений из архивной памяти прибора. Возврат в основное меню осуществляется нажатием клавиши “”.

Перемещение на следующую строку меню осуществляется нажатием клавиши “”.

2.3Во второй строке меню индицируется период измерения по времени:

Regim

time period=XXs

Для изменения параметров режима - нажать клавишу “BR”. Текущая позиция изменяемого значения подсвечивается мигающим курсором. Изменение самого параметра осуществляется нажатием клавиш “” и “”. Подтверждение выбранного значения параметра производится нажатием клавиши “CR”.

Перемещение на следующую (третью) строку меню осуществляется нажатием клавиши “”.

2.4. В третьей строке меню индицируются режим работы каналов, которые обозначаются цифрами 0, 1, 2, 3. Режимы работы всех каналов представлены на дисплее 4-значным числом, где первая цифра отображает режим первого канала, вторая – второго и т.д.:

Mode canal=XXXX

Редактирование режимов по каналам осуществляется нажатием клавиши “BR ”, после чего клавишами “” и “” устанавливаются необходимые значения по каналам. Подтверждение выбранных режимов производится нажатием клавиши “CR”.

Перемещение на следующую (четвертую) строку меню осуществляется нажатием клавиши “”.

2.5. В четвёртой строке меню устанавливается время пуска прибора на измерения и длительность измерения (например):

Pusk=19:22:00

Last=00000s

Изменение самого параметра осуществляется нажатием клавиш “” и “”. Подтверждение выбранного значения параметра производится нажатием клавиши “CR”. Если длительность LAST не равно нулю, то измерения запустятся в указанное время.

2.6. В пятой строке меню индицируются измеренные значения по каналам или координата в памяти прибора (например):

-0,022V XXXX +31,41V –,2815V

0184 12:00:59 05 01-04-2001

Во втором окошке содержится следующая информация:

#0184 – адрес ячейки памяти свободной для записи (представлен в шестнадцатеричной системе счисления).

12:00:59 – время на данный момент

05 – период измерения по времени

01-04-2001 – дата на данный момент

Переход из одного приведенного меню в другое и обратно осуществляется нажатием клавиши “BR”. В левом меню представляются последовательно измеренные значения по всем четырем каналам. ЗначкамиXXXXпредставляется канал, по которому измерения не проводятся. В правом меню в верхней строке первое значение представляет порядковый номер записи во флэш-памяти прибора. В нижней строке этого меню может находиться период дискретизации по времени (в секундах, два знака).

Нажатием клавиши “”осуществляется перемещение на первую строку меню.

2.7. Для выполнения измерения и записи значений во флэш-память используется клавиша “F”. При этом производится периодическая запись во флэш-память с заданным периодом дискретизации. В режиме измерения в первых позициях строк дисплея появляются значки “  ”. Вторичное нажатие на клавишу “F” отключает периодические измерения.

Выполните действия, описанные в инструкции. После того как вы ознакомились с меню прибора, выполните следующие:

1. Установите период измерения по времени согласно своему варианту (пункт 2.3 инструкции)

2. Запомните адрес ячейки свободной для записи (пункт 2.6 инструкции)

3. Произведите запись в память прибора (пункт 2.5 инструкции).

4. Посмотрите адрес ячейки после прекращения записи.

5. Выясните, сколько измерений было произведено за время записи их в память прибора. Выяснить это можно двумя способами.

Первый способ. Если известен период измерения по времени и длительность записи данных в память, то, разделив одно на другое получим количество измерений.

Второй способ. Если известен адрес ячейки до записи и адрес ячейки после записи, то разность между двумя адресами будет равна количеству ячеек использованных под эту запись, а одна ячейка памяти соответствует одному измерению. Следовательно, вычислив количество ячеек мы найдем количество измерений.

Адреса ячеек представлены в шестнадцатеричной системе счисления. Поэтому, вам предлагается перевести значения адресов в десятичную систему и произвести вычисления количества измерений.

Перевод из одной системы счисления в другую можно выполнить при помощи калькулятора или произвести вручную.

Для перевода вручную, воспользуйтесь следующим правилом.

Для перевода шестнадцатеричного числа в десятичное необходимо это число представить в виде суммы произведений степеней основания шестнадцатеричной системы счисления на соответствующие цифры в разрядах шестнадцатеричного числа.

Например, требуется перевести шестнадцатеричное число F45ED23Cв десятичное. В этом числе8цифр и8разрядов (помним, что разряды считаются, начиная с нулевого, которому соответствует младший бит). В соответствии с вышеуказанным правилом представим его в виде суммы степеней с основанием16:

F45ED23C₁₆= (15·16⁷)+(4·16⁶)+(5·16⁵)+(14·16⁴)+(13·16³)+(2·16²)+(3·16¹)+(12·16⁰) = 4099854908₁₀

Исходные и расчетные данные для вычисления количества измерений по первому способу занесите в таблицу 1

Таблица 1

Период измерения по времени, сек	Длительность записи в память прибора, сек	Количество измерений

Исходные и расчетные данные для вычисления количества измерений по второму способу занесите в таблицу 2

Таблица 2

Период измерения по времени, сек	Адрес ячейки памяти до записи (шестнадцатеричная с/c)	Адрес ячейки памяти после записи (шестнадцатеричная с/c)	Адрес ячейки памяти до записи (десятичная с/c)	Адрес ячейки памяти после записи (десятичная с/c)	Количество измерений

Лабораторная работа №2

Цель работы:ознакомиться с элементами калибровки и выполнить измерения в заданном режиме работы.

1. Методика калибровки

1.1. Условия калибровки и подготовка к калибровке.

1.1.1. При проведении калибровки должны соблюдаться следующие нормальные условия:

• температура окружающего воздуха от 15 до 25 С;

• относительная влажность до 95 %;

• атмосферное давление от 84 до 107 кПа.

2. Подготовка к калибровке включает в себя следующие действия

• Включить стенд

• Согласно своему варианту (номер варианта получить у преподавателя, а данные находятся в приложении 1) установить настройки прибора

• Согласно своему варианту собрать схему измерения

2. Проведение калибровки

2.1 Внешний осмотр

2.1.1 При внешнем осмотре определяют соответствие маркировки и комплектности прибора паспорту ЛКЖС.421000.003 ПС, убеждаются в отсутствии механических повреждений корпуса и разъема.

2.2 Опробование

2.2.1 Опробование производить в соответствии с п.6 «Паспорта и инструкции по эксплуатации».

2.3 Определение основной погрешности

2.3.1 Определение основной погрешности прибора проводят по 4-м каналам на 3-х диапазонах измерений. Для этого необходимо снять замеры напряжения и результаты замеров занести в таблицу 1

Таблица 1

Результаты измерений

Значение входного сигнала, В

Канал1

Канал 2

Канал 3

Канал4

Диапазон прибора

Диапазон прибора

Диапазон прибора

Диапазон прибора

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0

9

0,3

5

2.3.2. Определить основную приведенную погрешность по формуле

 = (U_В – U_И)*100% / U_В, где

U_В– значение входного сигнала ,

U_И– измеренное значение

Значения основной приведённой погрешности занести в таблицу 2

Таблица 2

Значения основой приведённой погрешности

Значение входного сигнала, В

Канал1

Канал 2

Канал 3

Канал4

Диапазон прибора

Диапазон прибора

Диапазон прибора

Диапазон прибора

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0

9

0,3

5

2. Выполнение измерений

1. Подготовительные операции

• Необходимо, на приборе выставить правильное время. Это действие поможет правильно идентифицировать нужный блок данных. Синхронизация проводится при помощи программы “VoltNew”. Программа запускается при помощи соответствующего ярлыка на рабочем столе компьютера. После запуска программы на главной панели нажать кнопку“время”. Появится окно, в котором надо нажать кнопку“запись”, после чего в прибор будет записано правильное время.

• Установит настройки прибора согласно своему варианту. Данные для настройки находятся в приложении 1

• Собрать схему измерений (по своему варианту из приложения 1)

2. Проведение измерений

Для проведения измерений необходимо установить таймер, согласно заданию (смотри лабораторная работа №1 п.2.5).

3. Ввод измеренных данных в память компьютера

Для ввода данных выполнить следующие действия:

• Выполнить действие, рассмотренное в Лабораторная работа №1 п.2.2

• выбрать в программе пункт меню Файл>Загрузить блоки из прибора.

Открывается окно с информацией для ввода:

Установить начало интересующего интервала и нажать кнопку Пуск.

Программа прочитает из прибора предварительную информацию и выведет пользователю окно с возможностью выбора пределов загрузки

Выберете интересующие вас пуски и нажмите ввод.

По окончании загрузки полученные данные будут организованы в последовательность пусков, информация о которых появится в главном окне программы. Для сохранения данных в памяти компьютера нажмите Файл>Сохранить блоки в БД укажите путь и нажмите Сохранить. Сохраните файл в доступном для вас месте, так как эти данные понадобятся в следующей лабораторной работе.

Лабораторная работа №3

“Обработка результатов измерений”

Цель работы: ознакомиться с программой “VoltNew” и выполнить действия, которые может выполнить программа “VoltNew”, без её помощи.

1. Получение навыков работы с программой

Для получения навыков работы с программой ознакомьтесь с описанием этой программы. Проделайте действия, описанные в инструкции используя данные, полученные в предыдущей лабораторной работе.