Виртуальные приборы

Содержание скрыть

Компьютеры в наше время становятся не только вычислительными средствами, они превращаются в универсальные виртуальные измерительные приборы. Устройства на основе персонального компьютера (ПК) — заменят стандартные измерительные приборы: вольтметры, самописцы, осциллографы, магнитографы, спектроанализаторы и другие на систему виртуальных приборов. Такая система будет состоять из компьютера, наличие которого сегодня необходимое условие высококачественных и быстрых измерений, и одной-двух плат сбора данных (ПСД), причем программная часть виртуального прибора может эмулировать переднюю управляющую панель стационарного измерительного устройства. Сама панель, сформированная на экране дисплея, становится панелью управления виртуального прибора. В отличие от реальной панели управления стационарного прибора такая виртуальная панель может быть многократно реконфигурирована в процессе работы. Пользователь виртуального прибора активизирует объект графической панели с помощью «мыши», клавиатуры или прикладной программы.

Создание виртуальных приборов в настоящее время сопровождает процесс разработки современных информационно-измерительных систем в учебном процессе и на производстве.

Технология виртуальных приборов находится в постоянном развитии за счет развития компьютерной техники и контрольно-измерительного оборудования. Виртуальные приборы позволяют создавать гибкие и легко адаптируемые к новым условиям системы, которые соответствуют требованиям надежности, точности и производительности.

Понятие виртуальных приборов

Виртуальные приборы (англ. Virtual Instrumentation) — концепция, в соответствии с которой организуются программно-управляемые системы сбора данных и управления техническими объектами и технологическими процессами, при которой система организуется в виде программной модели некоторого реально существующего или гипотетического прибора, причём программно реализуются не только средства управления (рукоятки, кнопки, лампочки и т. п.), но и логика работы прибора. Связь программы с техническими объектами осуществляется через интерфейсные узлы, представляющие собой драйверы внешних устройств — АЦП, ЦАП, контроллеров промышленных интерфейсов и т. п.

Предшественницей концепции виртуальных приборов служила концепция слепых приборов, предусматривающая организацию системы в виде физического устройства («ящика», реализующего логику работы прибора, но не имеющего пользовательского интерфейса), и программно-реализуемых средств управления (представляющих собой HMI в чистом виде).

19 стр., 9112 слов

Повышение эффективности управления ЖКХ с применением информационных технологий

... управления ЖКХ; Представить программные решения повышения эффективности управления ЖКХ; Проанализировать основные принципы работы в системе Инфо-Предприятие: ЖКХ. Объект исследования - процесс внедрения информационных технологий в ЖКХ Предмет исследования - теоретические аспекты автоматизации ЖКХ. Работа ... обеспечение потребления коммунальных ресурсов приборами учета, отсутствие систем сбора и ...

Концепция виртуальных приборов применяется в качестве базовой в таких продуктах, как:

  • LabVIEW фирмы National Instruments (США), реализуется на программной архитектуре VISA;
  • DASYLab фирмы DATALOG GmbH (Германия)
  • DIAdem фирмы GfS mbH (Германия);
  • ZETLab фирмы «ЭТМС» (Россия)

Использование компьютерных технологий в контрольно-измерительной аппаратуре позволило создавать «виртуальные» измерительные приборы, представляющие собой синтез одной или двух плат сбора данных, персонального компьютера и программного обеспечения.

Открытая архитектура компьютера дает возможность устанавливать платы первичного сбора данных непосредственно в слоты расширения компьютера. Это позволяет компактно разместить на плате расширения процессорной шины ПК такие устройства первичного сбора данных, как АЦП, ЦАП, платы цифрового и таймерного ввода-вывода. Платы расширения выполняются и в виде самостоятельного блока, подключаемого к параллельному LPT-порту компьютера.[1]

Многофункциональные и специализированные платы расширения (Plug in card), добавленные к компьютеру и оснащенные необходимым программным обеспечением (LabView, LabWindows PcLab 2000 b др.), дают возможность экспериментатору создавать свои виртуальные приборы. Эти приборы обладают всеми вычислительными возможностями компьютера, могут выполнять любые задачи по сбору и обработке данных, их представлению и хранению, выполняют масштабирование, статистический анализ, временной и спектральный анализ. Представление данных и результатов анализа также реализуется при помощи компьютера с использованием компьютерной графики, позволяющей создавать с помощью программных средств передние панели прибора. Это новый класс быстродействующих готовых к работе программируемых приборов.

На базе компьютера может быть реализован целый комплекс виртуальных приборов: цифровых осциллографов, мультиметров, генераторов сигналов произвольной формы, анализаторов спектров, логических анализаторов состояний для тестирования цифровых интегральных схем и др. Использование встроенной внутри компьютера звуковой карты позволит виртуальным приборам работать в частотном диапазоне до 20 кГц и динамическом — до 1В.

Достоинства измерительных приборов на основе компьютера

? неограниченное фиксирование данных;

  • ? неограниченные возможности отображения;
  • ? расширенная функциональность;
  • ? встроенные мультимедийные инструкции оператора по процедуре измерения (текст, изображение и др.);
  • ? настраиваемый пользовательский интерфейс;
  • ? доступ в Интернет для обмена данными;

? связь с корпоративными базами данных и информационными

? автоматическое создание отчетов;

  • ? высококачественная печать;
  • ? самокалибровка;
  • ? самодиагностика.

Приборы на основе ПК занимают меньше места, дешевле, но по функциональным возможностям эквивалентны традиционным измерительным приборам.[2]

Разработанная (эмулированная пользователем) программная панель, похожая на панель измерительного прибора, системные программы (драйверы) расширяют и облегчают практическое взаимодействие с прибором. При этом пользователь может компоновать множество передних панелей конкретного прибора, каждая из которых соответствует его определенной функции и может динамически заменяться другой с помощью простой программной инструкции или оператора. Можно использовать даже несколько виртуальных приборов, одновременно отображая их передние панели в нескольких окнах.

3 стр., 1389 слов

Компьютер как средство автоматизации информационных процессов

... использованием ОПС ИКТ, использование информационных ресурсов сети Интернет как средства усиления познавательных мотивов школьников. ... создать комфорт при использовании данных программных средств в образовательном процессе. Предоставление пользователю возможности изменения ... ОПС ИКТ с использованием технологии «виртуальная реальность»; по методическому назначению: проблемно-ориентированные ОПС ...

Принципы построения виртуальных приборов

Технологичность контрольно-измерительной техники в значительной степени повысилась в связи с появлением и развитием нового класса интеллектуальных устройств — виртуальных приборов. Аппаратной основой современных систем контроля, испытаний и мониторинга (СКИМ) становятся персональные компьютеры (ПК), дополненные встроенными и внешними средствами расширения.

Компьютерные технологии позволяют с наименьшими затратами обеспечить высокое качество, точность и достоверность результатов испытаний. Распространение компьютерных СКИМ определяется большой вычислительной мощностью ПК, наличием развитого периферийного оборудования, удобством интегрирования систем в локальные сети, относительно невысокой стоимостью основного оборудования, разнообразием программ обработки данных и документирования. Клавиатура и экран ПК, простота интегрирования с другими внешними устройствами и системами предоставляют значительно более широкие возможности пользователю по сравнению с теми, которые могут дать автономные приборы.

При создании СКИМ разработчики стремятся достичь универсальности, гибкости, доступности, реализуемости, совместимости и достаточности средств оценки параметров и характеристик РТС на разных стадиях жизненного цикла. При этом главными критериями могут рассматриваться унификация и экономическая эффективность средств контроля, испытаний и мониторинга. Стратегия гибкости, универсальности и эффективности определяет принципы построения СКИМ на всех стадиях жизненного цикла РТС. [3]

Сегодня нужны такие СКИМ, которые могут адаптировать свои возможности в соответствии с совершенствованием выпускаемой продукции, они должны быть многофункциональными, модернизируемыми, перепрограммируемыми и при этом недорогими, быстро создаваемыми и доступными для отечественного производителя РТС. Этим требованиям в полной мере соответствуют комплексы виртуальных приборов, реализующие алгоритмические методы оценки параметров РТС, включая унифицированные аппаратные средства и специальное программное обеспечение, модульное по структуре и адаптируемое к конкретной задаче.

Принципы работы виртуальных приборов базируются на использовании развитых процедур цифровой обработки данных, т.е. не на аппаратном, а на программном уровне, поэтому алгоритмизация — это главный вектор развития СКИМ РТС. Активно работающие в области испытаний зарубежные компании, такие как Hewlett-Packard, National Instruments, Tektronix, предлагают унифицированные комплексы аппаратно-программных средств для компоновки виртуальных СКИМ. Виртуальные СКИМ представляют собой гибкую совокупность аппаратно-программных средств, основой которых является ПК, обеспечивающий измерения, управление экспериментом, цифровую обработку данных, передачу и хранение информации.

10 стр., 4524 слов

Анализ современных приборов, используемых для контроля параметров ...

... вибрация безопасность прибор шум Для связи вибропреобразователя со средствами анализа используются линии проводной или беспроводной связи и согласующие устройства. В простейшем случае это предварительные усилители сигнала. Так, для ... база данных, СОИ - средства обработки информации. В зависимости от задач, решаемых с помощью приборов или систем измерения и анализа вибрации, к ним предъявляются ...

Суть нового подхода заключается в алгоритмизации измерений, при которой результат получается путем вычислений, т.е. на программном уровне при минимуме аппаратных средств. Аппаратной основой СКИМ становится ПК, который дополняется аналоговыми и цифровыми адаптерами ввода-вывода. Особенностями виртуальных СКИМ является гибкость, наращиваемость, простота и быстрота адаптации к новым задачам, возможности расширения функций измерения, мониторинга и управления. Большое значение имеет развитое программное обеспечение СКИМ, использующее современные методы и алгоритмы цифровой обработки, снижающие требования к аппаратным средствам. [3]

Комплексы виртуальных приборов (КВП) строятся на базе ПК. Благодаря современным аппаратно-программным средствам и возможностям графического представления данных компьютер легко преобразуется в виртуальный прибор (ВП) и испытательный комплекс. Для этого достаточно оснастить его быстродействующими эффективно функционирующими в реальном масштабе времени пре образователями и формирователями, как показано на рис. 1, в виде плат расширения.

Рис. 1 Комплекс виртуальных приборов

виртуальный измерительный электрический прибор

ВП представляет собой комбинацию компьютера, универсальных аппаратных средств ввода/вывода сигналов и специализированного программного обеспечения (ПО).

Использование серийных ПК закладывает основу относительно низкой стоимости КВП, которые имеют к тому же малые габаритные размеры.

Аппаратная и программная база ВП в настоящее время очень интенсивно развивается, а полоса рабочих частот и быстродействие ВП уже приблизились к параметрам автономных приборов. Анализ современного состояния аппаратно-программных средств испытаний и мониторинга показывает, что наиболее перспективными являются системы компьютерных приборов, которые при необходимости могут комбинироваться с приборно-модульными и крейтовыми системами. По возможностям реконфигурации, гибкости, наращиваемости, доступности, простоте ВП не имеют себе равных.

Следует отметить, что, в отличие от приборно-модульных комплексов, состоящих из совокупности устройств, каждое из которых выполняет предписанные ему функции (вольтметр измеряет напряжение, частотомер — частоту и т.д.), совершенствование вычислительной техники и развитие методов ЦОС обусловливают возможность реализации большого числа функций.[4]

Состав виртуальных приборов

Аппаратными средствами ВП являются специализированные контроллеры или ПК, интерфейсные платы, адаптеры аналогового и цифрового ввода-вывода, модули согласования и вспомогательные устройства. Рассмотрим требования к основным аппаратным средствам. ПК и его функции в структуре ВП.

В структуре ВП значительная часть приборных функций и операций осуществляется не аппаратно, а программно с помощью ПК, который является обязательным компонентом ВП и реализует процесс получения информации на алгоритмическом уровне. При этом аппаратная часть ВП может быть реализована в виде автономного модуля или встраиваемой платы ПК. Применение серийных ПК закладывает основу относительно низкой стоимости подобных систем, эффективно функционирующих в реальном масштабе времени.

Основной набор функций, передаваемых компьютеру в структуре ВП, включает задачи интерактивного взаимодействия пользователя и прибора (управление, отображение информации, сигнализация и т.д.) в форме, привычной для пользователя, с сохранением всех внешних атрибутов (панелей, ручек управления, экранов и т.д.).

21 стр., 10177 слов

Уровень жизни населения и возможности его измерения

... курсовой работы является определение методов повышения уровня жизни в России и анализ возможностей его измерения. Для достижения поставленной цели выбраны следующие задачи: 1) ознакомиться с понятием и показателями уровня жизни; 2) проанализировать факторы, влияющие на уровень жизни; ...

В этом случае взаимодействие с виртуальными компьютерными системами оказывается подобным работе с традиционными приборами. [5]

Программное обеспечение позволяет ПК выполнять роль системного контроллера с реализацией функций, предусмотренных в соответствующих стандартах. ПК как элемент управления и обработки информации обеспечивает: ? цифровую обработку и преобразование сигнала (масштабирование, взвешивание, форматирование, статистический, спектральный и корреляционный анализ, интегрирование, логическую обработку и цифровую фильтрацию); ? анализ, представление и сохранение информации с использованием программных модулей (сжатие информации, систематизация и хранение результатов, отображение цифровой и графической информации и др.); ? выполнение интерфейсных функций (интерактивное управление виртуальными приборами и внешними средствами); ? ПК может решать другие вспомогательные задачи учета, паспортизации и хранения информации на предприятии, в цехе, на участке.

Среди всего многообразия ПК следует особо выделить класс промышленных компьютеров, предназначенных для использования в сложных условиях эксплуатации по температуре, влажности, помеховым электромагнитным полям, запыленности и вибрациям. Хотя стоимость таких ПК в несколько раз выше, их применение в структуре КВП оправдано высокой надежностью. [6]

Промышленные ПК предусматривают дополнительные интерфейсные возможности, они содержат большое число свободных слотов для плат расширения, могут комплектоваться специальными модулями ввода-вывода, коммутации и управления. В процессе своей работы такие компьютеры при выполнении прецизионных измерений допускают программируемое отключение монитора. Встраиваемые платы Встраиваемые платы обеспечивают многоканальный ввод/вывод аналоговых и дискретных сигналов, программируемые коэффициенты усиления и скорости преобразования, устанавливаемые индивидуально для каждого канала, содержат счетчики ? таймеры, шину для синхронизации работы нескольких плат, сигнальные процессоры для обработки сигналов. Выпускаются недорогие платы, отличающиеся функциональными возможностями, скоростью оцифровки в десятки мегагерц, наличием специализированных микросхем для организации аналогового и цифрового ввода/вывода. Для нормализации реальных сигналов служат отдельные согласующие модули или система согласующих модулей, обеспечивающих усиление, мультиплексирование, питание датчиков, переключение, развязку и фильтрацию сигналов.[6]

Современные платы АЦП и ЦАП позволяют совместно с ПК реализовать широкий спектр многоканальных ВП, в том числе следующие: ? характериографы, вольтметры, осциллографы и анализаторы спектра в полосе частот свыше 100 МГц; ? генераторы стандартных сигналов, импульсов, качающейся частоты, шума, телевизионных сигналов в полосе свыше 100 МГц; ? прецизионные приборы для измерения и синтеза сигналов с точностью до 0,003 % в динамическом диапазоне не хуже 90 дБ; ? анализаторы потока цифровых данных, логические анализаторы на 64 канала и более с тактовой частотой свыше 1 ГГц. Точностные и частотные характеристики приборов на сегодняшний день ограничиваются возможностями АЦП и способами цифровой обработки данных. Схема многоканального ВП приведена на рис. 2.

10 стр., 4610 слов

Измерение концентрации растворов. Концентратомеры кислоты, щелочей и солей

... сигнал, который затем передается на показывающий 10 и самопишущий 11 милливольтметры. Шкалы этих приборов пересчитаны в единицах концентрации раствора (мг/л). Рис. 2. Схема установки для измерения концентрации ... углекислого газа, оксида углерода, водорода, кислорода, сероводорода, метана, хлора и других компонентов. Кроме того, воздух производственных помещений контролируют на содержание ядовитых и ...

Применение методов цифровой обработки сигналов существенно снижает требования к аппаратной части, упрощает и удешевляет ее. С целью повышения достоверности и точности измерений могут использоваться алгоритмы косвенных измерений по формулам и процедурам, недоступным для автономных приборов, но легко реализуемых в ПК. Цифровые методы обеспечивают минимальную погрешность обработки, высокую достоверность выходных результатов, значительную помехоустойчивость и функциональную гибкость программно-аппаратных средств. Основные этапы цифровой обработки: аналого-цифровое преобразование; обработка и преобразование данных; оценка параметров сигналов и устройств.

Рис. 2 Схема многоканального ВП

Задачи цифрового синтеза радиосигналов с заданными параметрами могут решаться на основе виртуальных генераторов. Платы ЦАП позволяют превратить ПК в функциональный многоканальный генератор, частотный и динамический диапазон которого определяются выбранным ЦАП. При этом можно создавать комбинированные сигналы непосредственно в одном рабочем канале. Виртуальный генератор позволяет сформировать любую необходимую функцию сигнала, шума, а также их комбинации. Он может работать как адаптивное устройство в различных комплексах и системах.[7]

Примеры реализации визуальных приборов в электрических измерениях

Наибольшее количество АЦП и ЦАП используется в бытовой технике (видеокамеры, аудио- и видеоплееры, звуковые и большинство видеокарт компьютеров и др.), автомобилестроении и некоторых других областях хозяйственной деятельности человека, но наиболее быстрые и наиболее «точные» применяются в цифровых вольтметрах, цифровых осциллографах и платах АЦП для компьютера. Рассмотрим принципиальную блок-схему одного из таких приборов, представленную на рис. 3. Отличия цифрового осциллографа от цифрового вольтметра постоянного или медленно меняющегося напряжения заключаются в разных типах АЦП и некоторых особенностях применяемых схем входного устройства и оперативно-запоминающего устройства (ОЗУ).

Полоса пропускания современных осциллографов достигает несколько десятков ГГц, чувствительность вольтметров — 1 нВ, амперметров — 1 пА.

Входное устройство состоит из аттенюатора и истокового повторителя. В отличие от аналоговых осциллографов, цифровым не требуется линия задержки, поскольку АЦП работает в непрерывном режиме.

Оперативное запоминающее устройство типа FIFO (First In First Out) выполняет функцию линии задержки. АЦП постоянно преобразует входное напряжение в цифровой код, записываемый в ОЗУ. Далее записанный код «движется» в ОЗУ, как на конвейере

Рис. 3 Принципиальная блок-схема цифрового вольтметра

Первый элемент, записанный в ОЗУ, с каждым тактом сдвигается. Отсюда название FIFO — первый записанный элемент на выход придет первым.

Контроллер К управляет работой и взаимодействием отдельных частей цифрового прибора. В случае платы АЦП контроллером может выступать программное обеспечение, хотя в большинстве случаев, чтобы не загружать центральный процессор персонального компьютера, контроллер стоит на плате и взаимодействует с программным обеспечением. Когда контроллер с «зашитым» алгоритмом синхронизации (логический аналог схемы синхронизации) определяет момент запуска развертки, данные из ОЗУ передаются в запоминающее устройство контроллера или оперативную память персонального компьютера.[8]

12 стр., 5745 слов

Приборы измерения и контроля радиоактивности

... использоваться как в приборах для измерения уровней радиации на местности (рентгенометрах), так и в приборах для измерения степени заражения различных предметов (радиометрах). 3. ПРИБОРЫ РАДИАЦИОННОЙ РАЗВЕДКИ МЕСТНОСТИ К приборам, предназначенным для радиационной разведки местности, ...

После того как цифровой код измеряемого сигнала передан в запоминающее устройство контроллера, сигнал может быть представлен графически на экране осциллографа, персонального компьютера или выведен на дисплей вольтметра. Кроме измерения и графического представления результата измерения современные цифровые измерительные устройства позволяют выполнять множество различных обработок полученных результатов. Приведем некоторые функции современных цифровых осциллографов:

1) измерение среднего, среднеквадратического, пикового, средневыпрямленного напряжения за период, за время измерения или за выбранный промежуток времени;

2) измерение фазового сдвига между напряжениями, подаваемыми на разные каналы осциллографа;

3) измерение частоты и периода сигнала;

4) измерение времени нарастания, времени спада, длительности одиночного импульса, скважности, неравномерности вершины и др.;

5) возможность проведения курсорных измерений;

6) возможность усреднения отображаемых осциллограмм по нескольким (до нескольких тысяч) выборкам;

7) возможность исследования специальных сигналов;

8) возможность подключения запоминающих устройств к осциллографу для сохранения исследуемого или воспроизведения ранее сохраненного сигнала или настроек осциллографа;

9) возможность подключения к персональному компьютеру;

10) возможность выполнения быстрого преобразования Фурье.

Приведенный список далеко не полный и зависит от производителя осциллографа и его модели.

Электронные цифровые вольтметры, особенно специализированные, превосходят по точности и чувствительности электронные осциллографы на 1+5 порядков, но имеют не столь большой список возможностей:

1) выбор скорости измерения (эта возможность особенно актуальна при использовании сигма-дельта АЦП);

2) выполнение усреднения по заданному количеству измерений с расчетом СКО и других характеристик полученного распределения;

3) измерение температуры посредством термопары без холодного спая. Зависимости ЭДС от температуры всех широко применяемых термопар содержатся в микропрограмме вольтметров. Существует возможность задавать температурную поправку вручную или по измерению температуры внутри вольтметра;

4) ручное или автоматическое изменение пределов измерения;

5) возможность измерения нескольких параметров переменных напряжений;

6) универсальные измерительные приборы (так называемые мультиметры) позволяют измерять постоянное и переменное напряжение, силу постоянного и переменного электрического тока, электросопротивление.[9]

Виртуальный осциллограф

Виртуальный осциллограф позволяет исследовать переменные напряжения в звуковом диапазоне частот: от 30..50 Гц до 10..20 Кгц по двум каналам с амплитудой от нескольких милливольт до десятков вольт. Перед реальным осциллографом такой прибор имеет преимущества: он позволяет легко определять амплитуду сигналов, запоминать осциллограммы в графических файлах. Недостатком прибора является невозможность увидеть и измерить постоянную составляющую сигналов.

На панели прибора располагаются органы управления, типичные для реальных осциллографов, а также специальные средства настройки и кнопки для работы в режиме запоминания осциллограмм. Все элементы панели снабжены всплывающими комментариями, и Вы легко с ними разберетесь. В скобках комментариев указаны клавиши, дублирующие экранные органы управления.

12 стр., 5857 слов

«Технические измерения и приборы» : «Расчет сужающего устройства» » Мы с АГНИ

... сужающего устройства, дифманометра, приборов для измерения параметров среды и соединительных линий. В ... и его смазывающей способности. В технических условиях на некоторые турбинные расходомеры установлен шестилетний межповерочный срок нормальной работы. ... давления, температуры или плотности, измерительные сигналы которых поступают в вычислительные устройства, ... установки, необходимые для градуиро

Характеристики осциллографа в значительной степени зависят от параметров звуковой карты Вашего компьютера. Так со старыми типами карт, у которых частота дискретизации не более 44,1 кГц, частотный диапазон прибора ограничен сверху. Используя имеющийся на панели переключатель частоты дискретизации, опробуйте свою звуковую карту, и остановитесь на наивысшем возможном значении. Уже при 96 кГц можно уверенно рассматривать сигналы до 20 кГц.

Разрядность АЦП установлена равной 16, что обеспечивает достаточно высокую точность.

Диапазон измеряемых осциллографом напряжений определятся резистивными делителями, смонтированными на кабеле (см. схему в помощи программы — «?»).

При R1 =0 все напряжение поступает на вход АЦП звуковой карты, следовательно можно без искажений рассматривать сигналы амплитудой не более 500..600 мВ. При использовании резисторов указанных на схеме номиналов получается диапазон напряжений до 25 В, что обычно достаточно в любительской практике.

Параметры:

Входные

  • Каналы — список каналов, которые требуется отобразить.
  • Интервал — интервал отображения, с.
  • X-смещение — при помощи которого можно сдвигать осциллограмму по оси абсцисс.
  • X-интервал — для установки интервала по оси X.
  • Y-смещение — при помощи которого можно сдвигать осциллограмму по оси ординат.
  • Y-интервал — для установки интервала по Y.
  • Вкл/выкл — включение и выключение многоканального осциллографа.
  • Запись — при подаче на данный контакт импульса происходит сохранение данных в отдельный файл (имя и местоположение файла указываются в частных свойствах компонента).

Общие свойства (окружение):

  • Caption — название компонента (это имя используется при написании скриптов, также при межстраничной связи).

  • VisibleInRun — видимость компонента при запущенном проекте.
  • m_sHelpString — строка идентификатора (используется в адресации канала с компонентом).

  • Линейные размеры:
  • Width — ширина компонента.
  • Height — высота компонента.
  • Координаты левого угла:
  • Left — координаты X левого верхнего угла.
  • Top — координаты Y левого верхнего угла.

ПРОГРАММИРОВАНИЕ

При использовании компонента в сценарии и программируемом компоненте (скрипте) необходимо учитывать диапазоны значений подаваемых на входные ножки компонента, диапазоны значений свойств компонента, а также диапазоны значений параметров методов компонента.

Настраиваемые свойства:

  • BSTR Caption — установка и чтение названия компонента.
  • VARIANT_BOOL CaptionVisible — установка и чтение Видимость надписи над компонентом:
  • true — видимость надписи над компонентом
  • false — видимость надписи над компонентом — выключена.
  • VARIANT_BOOL VisibleInRu — установка и чтение Видимость компонента при запущенном проекте:
  • true — видимость компонента при запущенном проекте — включена.
  • false — видимость компонента при запущенном проекте — выключена
  • BSTR m_sHelpString — установка и чтение Строка идентификатор.
  • ULONG Width — установка и чтение Ширина компонента (число).
    4 стр., 1629 слов

    Установка санитарных приборов

    ... для проведения профилактических работ и ремонта. Двери в ванную комнату и уборную открываются наружу. На рис. 14 приведена схема размещения санитарных приборов в санузле с установкой в уборной унитаза и ... что их монтаж и демонтаж не требует вскрытия конструкции перекрытия или проведения работ на нижележащем этаже. Унитазы с параллельными выпусками допускают их консольную установку. гидравлических ...

  • ULONG Height — установка и чтение Высота компонента (число).

  • ULONG Left — установка и чтение Координаты Х левого верхнего угла (число).

  • ULONG Top — установка и чтение Координаты У левого верхнего угла (число).

Методы:

  • void AboutBox() — устанавливает информацию о компоненте.

Частные свойства (в скобках значение, установленное по умолчанию):

  • Interval (1) — установка интервала отображения, с.
  • XStart (0) — установка смещения нуля по оси X, с.
  • XInterval (1) — длина отображения по оси X, с.
  • YStart (0) — установка смещения нуля по оси Y (в единицах измерения).

  • YInterval (1) — установка интервала отображения по оси Y (в единицах измерения).

  • update (0.1) — обновление отображения (0.1 или 1 сек.).

  • Synchro (false) — состояние синхронизации (включен или отключен).

  • SynchroLevel (0) — уровень синхронизации (в единицах измерения).

  • Activate (true) — состояние подачи сигнала (подан или отключен).

  • FileName — имя файла для записи результатов.
  • Decimation (1) — децимация исходного сигнала: 1;
  • 10;
  • 100;
  • 1000;
  • 10000.

Пример:

Рис. 4 Пример схемы осциллографа

В этой схеме компонент Диапазон значений предназначен для получения мгновенных значений сигнала канала в заданном диапазоне времени. Таймер служит для подачи синхронизирующих импульсов на Время сервера и График. Это нужно, чтобы Графики Диапазон значений работали в едином временном пространстве. Синусоидальный сигнал нужен для создания пробного сигнала, а Многоканальный осциллограф — для его текущего графического отображения.

Рис. 6. Результаты работы осциллографа

Преимущества виртуальных приборов

Виртуальные приборы (ВП) представляют собой программную реализацию измерительных алгоритмов путем цифровой обработки первичных параметров исследуемых сигналов. Они получают широкое распространение для многих видов измерений благодаря более высокой точности, программируемости, простой конструкции и относительно низкой стоимости. Основные преимущества ВП:

1. Расширение функциональных возможностей приборов за счет реализации нескольких измерительных алгоритмов.

2. Повышение точности прямых, косвенных, совместных и совокупных измерений за счет выполнения вычислительных операций.

3. Обработка и представление данных в требуемом формате с получением информации о погрешностях и статистических характеристиках измеряемых величин: математического ожидания и среднеквадратического отклонения (СКО).

4. Уменьшение габаритных размеров и потребляемой мощности многоканальных измерительных систем и комплексов за счет многофункциональности ВП.

5. Повышение надежности за счет уменьшения аналоговой части ВП, а также снижения количества паяных и разъемных соединений.

6. Сокращение продолжительности разработки и модернизации ВП за счет перепрограммирования устройства управления и вычисления.

7. Упрощенная интеграция ВП в состав измерительной системы или комплекса, содержащего ПК.

8. Возможность динамических измерений и измерений в режиме реального времени.

В работе виртуальных приборов используются самые различные методы цифровой обработки и представления данных, в том числе преобразования Фурье и Гильберта, цифровая фильтрация, аналитический аппарат описания сигналов и шумов, численные методы решения задач и систем уравнений, методы математической статистики и теории вероятности и др. Применение методов цифровой обработки сигналов (ЦОС) существенно снижает требования к аппаратной части, упрощает и удешевляет ее. Например, с целью повышения быстродействия и точности могут использоваться алгоритмы косвенных измерений по формулам и процедурам, недоступным для автономных приборов, но легко реализуемых в вычислительных приборах. При этом может значительно расширяться база рабочих алгоритмов. [9]

Наличие в составе ВП вычислительного устройства или ПК позволяет уменьшить систематическую и случайную составляющие погрешности. Систематическая составляющая может быть уменьшена путем автокалибровки — минимизируется аддитивная и мультипликативная составляющие систематической погрешности. Влияние случайных погрешностей может быть уменьшено реализацией процедуры многократных измерений. Фактически, имея двухканальный АЦП, сделав по одной выборке в каждом канале, можно рассчитать совокупность параметров сигналов и устройств: уровни и частоты сигналов, фазовые сдвиги, спектры, комплексные коэффициенты передачи, нелинейные искажения, задержку и др.

Заключение

Достижения в области аппаратного и программного обеспечения компьютеров позволяют инженерам разрабатывать свои собственные приборы с учетом конкретных требований и более эффективно, творчески и свободно их применять.

В последние годы измерение и анализ с использованием приборов на базе компьютеров стали значительно проще. Применение виртуальных устройств продолжает расширяться. Развитие и усовершенствование компьютерной технологии делают эту концепцию более простой и популярной.

Виртуальные приборы создаются с помощью программных средств, что предоставляет практически неограниченные возможности для настройки интерфейса, эмулирующего панели управления традиционных приборов или для визуального представления операций управления процессом.

Времена, когда измерительные системы состояли из множества приборов и занимали целые лаборатории, уходят в прошлое. Мощность и доступность современных компьютеров позволяют использовать их для реализации алгоритмов, заложенных в традиционных приборах. Таким образом, роль измерительного устройства сводится к оцифровке сигналов, а их обработка и вывод результатов на экран осуществляется программными средствами:

Поскольку функциональные характеристики системы, построенной на базе виртуальных приборов, определяются программным обеспечением, простая плата АЦП/ЦАП может быть одновременно и вольтметром, и осциллографом, и генератором, и тензометром и каким угодно другим прибором, экономя рабочее пространство и средства пользователя.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/virtualnyie-izmeritelnyie-priboryi/

1. Поздняков. ? М.: Радиотехника, 2016. ? 208 с. — ISBN 5-93108-066-X.

2. Поздняков, А. Д. Автоматизация экспериментальных радиофизических исследований: практикум / А. Д. Поздняков. — Владимир: Издво ВлГУ, 2016. ? 128 с. — ISBN 5-89368-474-5.

3. Сергиенко, А. Б. Цифровая обработка сигналов / А. Б. Сергиенко. ? СПб. Питер, 2015. ? 604 с. — ISBN 5-318-00666-3.

4. Степанов, А. В. Методы компьютерной обработки сигналов и систем радиосвязи / А. В. Степанов, С. А. Матвеев. — М.: СОЛОНПресc, 2013. — 208 с. — ISBN 5-98003-031-X.

5. Бутырин, П.А. Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7 (30 лекций) / П.А. Бутырин. — М.: Книга по Требованию, 2015. — 265 c.

6. Автоматизация физических исследований и эксперимента. Компьютерные измерения и виртуальные приборы — М.: ДМК Пресс, 2014. — 266 c.

7. Гилд Х., Тобочник Я. Визуальные приборы. Ч. 1, 2. М.: Мир, 2017.

8. Хлистунов В.Н. Цифровые электроизмерительные приборы. — М.: Энергия, 2016 — 245 с.

9. Алексеев В. В. Виртуальные средства измерений // Приборы, 2017. № 6 (108).

С. 1-7.