Тема: Создание и исследование термоэлектрического термометра в среде Labview

Одной из новых и революционных информационных технологий является технология виртуальных приборов. Такое понятие как «виртуальные приборы» (Virtual Instruments) появилось на стыке компьютерной, информационной и измерительной техники. Для создания виртуальных приборов в настоящее время сопровождается процесс разработки современных информационно-измерительных программ и систем во всех сферах деятельности, связанных тем или иным образом с инженерией. Для виртуальных приборов такая технология находится в постоянном развитии за счет совершенствования и развития компьютерной техники и контрольно-измерительных приборов. Виртуальные приборы позволяют создавать совершенные, а также легко адаптируемые к новым условиям системы, которые отвечают требованиям надежности, производительности, точности и автоматизма. Данная технология позволяет создать системы измерений, управлений и диагностики различного назначения практически любой сложности и производительности применимой для любой сферы деятельности. Основа данной технологии заключается в компьютерной имитации с помощью программы реальных физических приборов, управляющих и измерительных систем, соединенных воедино, т.е. в одну смысловую цепь. Значение слова «виртуальный» подразумевает, что приборы, реализующиеся по этой технологии, на самом деле являются реальными, которые работают с реальными физическими входными сигналами. Сама виртуальность в данном случае определяется в имитации функций прибора математическими и программными методами. Поэтому в этих приборах управляющая и измерительная часть, реализуется на аппаратной основе (устройств ввода-вывода цифровых и аналоговых сигналов), а их пользовательский интерфейс и функциональная часть- программными способами, которые связаны между собой интерфейсными узлами, представленными драйверами внешних устройств.
Виртуальные измерительные приборы современного типа позволяют проводить измерения, а также анализировать как локальные, так и удаленные величины, и процессы со временем измерения десятки наносекунд и погрешностью в сотые и тысячные доли процента. В настоящее время возможности настолько возросли, что даже могут превосходить аналогичные показатели традиционных приборов...
Купить

В данной работе изучены и рассмотрены вопросы создания виртуальных приборов в среде LabVIEW на примере создания термоэлектрического термометра.
Язык и концепция графического потокового программирования LabVIEW дает возможность с уверенностью более удобными и эффективными методами решать задачи, чем тексты традиционного языка. Важнейшей особенностью программирования на языке G, в частности интуитивно наглядный и понятный графический код, а также выполнение программы, управляемое потоком данных, позволяют сделать процесс программирования более близким к процессам человеческого мышления, чем другие языки. Несмотря на высокий уровень абстракции кода, производительность программ, написанных в среде LabVIEW, остается сопоставимой с языками типа С, благодаря встроенному компилятору кода.
Среда LabVIEW содержит тысячи функций для анализа данных, обеспечивает удобный интерфейс разработки пользовательских интерфейсов на базе имеющегося и собственных наборов элементов управления, предоставляет удобные инструменты сохранения данных и подготовки отчетов.
Таким образом, высочайшая степень интеграции с оборудованием и множество уникальных особенностей делают Lab VIEW лучшей программной платформой для решения инженерных и промышленных задач. Lab VIEW обладает огромным арсеналом достоинств, таких как полноценный язык программирования, интуитивно понятный процесс графического программирования, широкие возможности сбора, обработки и анализа данных, управления приборами, генерации отчетов и обмена данных через сетевые интерфейсы.
Создание виртуальных лабораторных установок является незаменимым процессов в учебной и практической деятельности. Несомненными достоинствами виртуальных приборов является то, что процесс их создания и работы можно осуществить на удаленном доступе, при этом получив те же результаты, что и физический прибор в лабораторных условиях. Кроме того, значительно меньше времени и расходов занимает процесс создания параллельных измерений с другими исходными данными и задачами.
В проделанной мной работе был создан и изучен виртуальный прибор на основе термоэлектрического термометра. Были изучены, как внешние устройства и свойства программной среды LabView, так и внутренние. К основным выводам, сделанным по работе, можно отнести следующее: наибольшие значения термотока и термоэдс от разности температур наблюдались у термопары со сплавом металлов хромель-копель, в то же время наименьшие значения были получены у термопары со сплавом металлов вольфрам-платина; зависимость сопротивления термопары напрямую связано с изменением температуры окружающей среды, наибольшие изменения получены у сплавов металлов вольфрам-платина, молибден-никель, железо-кобальт, а наименьшие изменения наблюдались у сплавов хромель-копель, манганин серебро, такие же данные получены при исследовании абсолютной погрешности при различных значениях температур окружающей среды; кроме того, при исследовании зависимости длины термопары к абсолютной погрешности, получены данные, свидетельствующие о том, что чем больше длина термопары, тем меньше ее погрешность. Это характерно для всех сплавов металлов, но наибольшее изменения получены у термопары со сплавом металлов хромель-копель.
На основе данной работы можно видеть, что эффективность системы получения и обработки данных, статистический анализ, учет погрешности измерений в зависимости от различных исходных событий в иной раз превосходит реальные измерения, так как исключаются ложные команды, ошибки при расчетах и друге случайные события.
Данная работа практически не оставила сомнений в целесообразности включения программ разработки виртуальных приборов в учебную деятельность в технических вузах. Она значительно сокращает время проведения эксперимента, но в то же время увеличивает количество «инженеров», которые одновременно, и, самое главное, самостоятельно, могут провести измерения...
Купить