Введение 3
Глава 1. Термоэлектрические термометры 6
1.1 Принцип действия ТЭТ 6
1.2 Чувствительность ТЭТ 10
1.3 Погрешности ТЭТ 11
Глава 2. Создание виртуальных приборов в программном комплексе
LabView 14
2.1 Преимущества концепции графического программирования 14
2.2 История развития LabView 16
2.3 Преимущества применения пакета LabView 19
2.4 Область применения пакетных данных 22
2.5 Достоинства LabView 23
2.6 Особенности работы в LabView 24
Глава 3. Создание ТЭТ в среде LabView 30
3.1 Разработка и создание лицевой панели 30
3.2 Структурная схема ТЭТ 34
3.3 Результаты исследования ТЭТ 38
Заключение 47
Список литературы 49
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...
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...
