АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО БАЗАМ ДАННЫХ И
ФИЗИЧЕСКИМ ЭФФЕКТАМ 10
1.1 Постановка задачи 10
1.2 Понятие физического эффекта 10
1.3 Структура описания и классификация физических эффектов . 14
1.4 Понятие базы данных и языка программирования C# 16
Выводы по разделу один 26
2 СОЗДАНИЕ МЕТОДИКИ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ
ЭФФЕКТОВ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ 27
2.1 Постановка задачи 27
2.2 Методика для описания физического эффекта 27
2.3 Тензорезистивный эффект 28
2.4 Емкостной эффект 38
2.5 Индуктивный метод 44
2.6 Потенциометрический эффект 52
Выводы по разделу два 57
3 РАЗРАБОТКА БАЗЫ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ СОЗДАННОЙ
МЕТОДИКИ 58
3.1 Постановка задачи 58
3.2 Создание архитектуры программы для базы данных 58
3.3 Организация хранилища базы данных 61
3.4 Разработка графического интерфейса программы 66
Выводы по разделу три 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 75
ПРИЛОЖЕНИЯ 79
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Программный код класса Effect 79
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Программный код графического окна выбора режимов 81
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Программный код графического окна «Изучение ФЭ» 82
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Программный код графического окна для режима «Поиск ФЭ по критериям» 87
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Результат режима работы программы «Изучение ФЭ» 94
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Результат работы программы в режиме «Поиск ФЭ по критериям» 98
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Структура текстового документа для базы данных 102
В связи с ростом требований, направленных на совершенствование технологических процессов на предприятиях, возникли предпосылки четвертой промышленной революции (индустрия 4.0). Она предполагает самое активное использование датчиков для измерения физических величин [1, с. 8].
Актуальность данной темы в условиях наступления четвертой промышленной революции, в частности появления технологии «интернет вещей», определяется потребностью в создании новых датчиков, а именно: в поиске новых физических эффектов для измерения физических величин. Однако для достижения данной цели сначала необходимо рассмотреть уже существующие физические эффекты, создать их классификацию. Вследствие этого появилось необходимость создать базу данных, которая поможет производить поиск всех физических эффектов, рассматривать их достоинства и недостатки. Поэтому тема выпускной квалификационной работы называется: «Создание базы данных физических эффектов, используемых для измерения физических величин».
В качестве примера в рамках выпускной квалификационной работы в базе данных будут храниться физические эффекты, предназначенные для измерения давления. Давление - это физическая величина сплошной среды, равная количественно силе, давящей на единицу площади перпендикулярно поверхности, причем поверхность может располагаться в любой плоскости пространства [2, с. 351].
Для измерения давления часто используются такие методы, как ёмкостной, тензорезистивный, индуктивный и потенциометрический.
Для создания базы данных для физических эффектов будет использован язык объектно-ориентированного программирования C#. Язык Си Шарп создан компанией Microsoft для поддержки среды .NET Framework. Он представляет очень удобный и эффективный способ написания программ для современной среды вычислительной обработки данных.
Новизна выпускной квалификационной работы заключается в том, что предложена новая методика описания физических эффектов, используемых для измерения физических величин, которая обладает яркой структурой и понятным изложением, на основе которая была разработана база данных [3, с. 160]. База данных может рекомендована для внедрения в учебный процесс по направлению подготовки студентов 12.03.01 - Приборостроение, а также позволит ускорить процесс поиска перспективных физических эффектов для создания новых датчиков.
Таким образом, целью работы является разработка базы данных физических эффектов, используемых для измерения физических величин, что поможет ускорить поиск перспективных физических эффектов для создания новых датчиков.
Задачи:
1) провести обзор литературных источников по базам данных и физическим эффектам;
2) создать методику для описания физических эффектов и ее применение;
3) разработать базу данных на основе созданной методики.
По результатам выполненной ВКР были решены следующие задачи:
1) Проведен обзор литературных источников по базам данных и физическим эффектам.
Были рассмотрены основные понятия физического эффекта и базы данных и был сделан вывод, что база данных будет построена на основе иерархической модели данных, так как она обладает строгой структурой уровней, что удовлетворяет требованиям создания базы данных. Был выбран метод полного перебора данных, так как, вследствие, наличия небольшого количество полей в БД скорость работы будет высокая. А в качестве языка программирования был использован язык объектно-ориентированного программирования C#, так обладает высокой производительностью для данного объема обработки данных и простотой разработки.
2) Создана новая методика для описания физических эффектов и применена к тензорезистивному, емкостному, индуктивному и потенциометрическому эффекту. Она описана в статье [11, с. 145], разработанная на основе анализа литературы [1] - [37].
Методика позволяет получить подробное описание физического эффекта и наглядное представление о применении их в современных датчиках для измерения физических величин. Вышеизложенная методика может быть рекомендована для внедрения в учебный процесс по направлению подготовки студентов 12.03.01 «Приборостроение»
3) Разработана база данных на основе созданной методики. Создана архитектура программы базы данных (См. рисунок 41). В качестве скелета программы, на котором строится база данных является класс Effect. Этот класс отвечает за хранение информации описания каждого эффекта. Реализована архитектура посредством объектно-ориентированного языка С# в виде программы (приложения А-Г).
База данных может рекомендована для внедрения в учебный процесс по направлению подготовки студентов 12.03.01 «Приборостроение», а также позволит ускорить процесс поиска перспективных физических эффектов для
создания новых датчиков.
В дальнейшем предполагается расширять возможности базы данных путем:
1) добавления ссылок на патенты;
2) добавления малоисследованных физических эффектов;
3) добавления экспериментальных данных.
