1. Podstawy, panel czolowy.pdf

Warszawa, 2003

Dokument ten jest pomocą dydaktyczną do wykładów prowadzonych przez autora na Wydziale

Inżynierii Produkcji Politechniki Warszawskiej. Zawiera podstawowy kurs budowy wirtualnych przyrządów

kontrolno-pomiarowych w środowisku LabVIEW firmy National Instruments. Został opracowany w oparciu

o materiały tej firmy – podręczniki dołączane do oprogramowania (patrz niżej Bookshelf), LabVIEW Basic

Course, oraz inne dostępne w internecie ( www.ni.com ).

UWAGA! Dokument będzie ulegał zmianom, polegającym przede wszystkim na spolszczaniu

opisów między ilustracjami. Ponadto jest to tylko część pierwsza, będą następne.

Źródłem sygnałów w każdym układzie pomiarowym jest czujnik (przetwornik) odpowiedni do

badanego zjawiska fizycznego (termometr, siłomierz, akcelerometr itp.). Jest on bezpośrednio podłączony do

układu wstępnego przygotowania sygnału, specjalnie dostosowanego do danego czujnika. Z tego układu

otrzymywany jest sygnał napięciowy (np. ÷10V), który może być podany na wejście układu pomiarowego,

np. oscyloskopu (jak na rysunku), analizatora częstotliwości, woltomierza… Przyrządów tych może być

bardzo wiele, a każdy z nich wyspecjalizowany do wykonywania określonego zadania zdefiniowanego dość

ściśle przez producenta, często bardzo kosztowny. Każdy przyrząd jest wyposażony w odpowiednie

przyciski, pokrętła, wskaźniki czy wyświetlacze dopasowane do założonych zadań przyrządu. Użytkownik

nie ma z reguły możliwości zmieniania sposobu jego działania. Jeśli potrzebne mu są nowe możliwości,

musi kupić kolejny przyrząd. Podobnie jest z urządzeniami sterującymi, które generują pożądane sygnały

analogowe lub cyfrowe.

Współcześnie istnieje jednak alternatywa – wszystkie, a przynajmniej zdecydowaną większość przyrządów

tradycyjnych możemy zastąpić komputerem wyposażonym w kartę DAQ, odpowiadające jej

oprogramowanie (driver) i język programowania (TestPoint, MatLab, C++, LabVIEW i wiele innych)

pozwalający na budowę tzw. wirtualnych przyrządów pomiarowych i sterujących. Wykorzystują one

ogromne i stale rosnące możliwości komputerów do obliczeń i prezentacji wyników, będąc przy tym – jeśli

chodzi o funkcjonalność – zdefiniowane przez użytkownika, a nie producenta sprzętu. Tak więc sygnały

mogą być podane nie na wejście oscyloskopu, lecz karty w komputerze, w którym jest program realizujący

zadania oscyloskopu – czyli oscyloskop wirtualny. Tu też możemy mieć przyciski, pokrętła itp., tyle że

obsługiwane będą one myszką. Gdy potrzebny będzie inny przyrząd, wystarczy wyłączyć oscyloskop i

uruchomić.... co tyko jest nam potrzebne. Jeśli jeszcze nie mamy odpowiedniego programu, możemy go

sobie napisać. To nawet nie jest trudne. Ten kurs pokaże jak się to robi.

Współczesny system akwizycji, prezentacji i analizy danych składa się z czujników, układu przygotowania

sygnału, karty DAQ oraz oprogramowania kształtowanego dowolnie przez użytkownika. Po pierwsze będzie

to program do akwizycji danych (przetwarzania sygnałów na postać cyfrową i ich zapisu na dysku). Bardzo

przydatny będzie zwykle program do wizualizacji zarejestrowanych pomiarów oraz ich analizy i prezentacji

wyników tejże analizy.

Wprowadzenie sygnałów do komputera

BNC-2120

SC-2075

SCB-68

Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Produkcji, Instytut Technologii Maszyn

Do wprowadzenia sygnałów do komputera niezbędny jest odpowiedni terminal przyłączeniowy,

wyposażony w gniazda, do których można włączyć przewody z układu przygotowania sygnału. Terminal ten

z kolei jest połączony z kartą DAQ. Trzy przykładowe terminale firmy National Instruments przedstawiono

na tym rysunku.

Rozdzielczość : w trakcie wprowadzanie sygnału do komputera, przetwornik analogowo-cyfrowy

(A/C) zamienia sygnał analogowy (napięcie) na postać cyfrową – liczby binarne. Tak więc każdej liczbie

odpowiada określony poziom napięcia wejściowego. Im większa rozdzielczość przetwornika, tym więcej jest

tych poziomów, np. przetwornik 3-bitowy ma zaledwie 2 3 =8 poziomów, 12-bitowy (dość popularny, tani)

ma ich już 2 12 =4096, zaś 16 bitowy, aż 2 16 =65536. Oznacza to, że przy zakresie 010V przetwornik 12-

bitowy ma rozdzielczość 10/1098=2.4mV, zaś 16-bitowy aż 0.15mV.

Przy okazji warto zauważyć, że dane otrzymane z przetwornika 12 i 16 bitowego, zajmują w pamięci

komputera i na dysku tyle samo miejsca – 2 byty (8 bitów każdy) na próbkę.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: