Mätsystem. Upplägg. Josefin Starkhammar. Före pausen: Efter pausen:

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Mätsystem. Upplägg. Josefin Starkhammar. Före pausen: Efter pausen:"

Marie Håkansson
för 5 år sedan
Visningar:

1 Mätsystem Josefin Starkhammar Upplägg Före pausen: - Mätsystem - Gränssnitt - Lite om laborationen Efter pausen: - LabVIEW introduktion och genomgång - Laborationsövningar (integrerat) 1

LabVIEW introduktion och genomgång Laborationsövningar (integrerat) Fysikaliskt fenomen Mätsystem Presentation av data Mätsystem - uppbyggnad Fysikaliskt fenomen Temperatur Tryck Hastighet Flöde etc

2 LabVIEW introduktion och genomgång Laborationsövningar (integrerat) Fysikaliskt fenomen Mätsystem Presentation av data Mätsystem - uppbyggnad Fysikaliskt fenomen Temperatur Tryck Hastighet Flöde etc Mätsystem Insamlingskort (PCI) Busstyrning av instrument GPIB (parallell) RS232 (serie) USB /Firewire (seriell) Bussystem med integrerade och standardiserade instrument Fältbussar PXI VXI/MXI Presentation av data Grafiska LabVIEW DASYlab HP VEE Kommando LabWindows Matlab Visual Basic Visual C/C++ etc 2

3 Mätsystem uppbyggnad [Givaranpassning] Givaren reagerar på omvärden och ger en: Resistansändring (töjningsgivare, Pt100) -> bryggkoppling Spänning (termoelement, piezogivare) Ström (halvledargivare) -> generera spänningsfall över känt R Signalen filtreras (50 Hz), isoleras (opto) och förstärks Sedan A/D omvandlas den med hjälp av mätsystemet Tänk på att anpassa signalen till A/D omvandlarens arbetsområde Optimera det dynamiska området (skillnaden mellan minsta och största detekterbara värde) för maximal mätupplösning 3

4 Mätsystem - GPIB Tre typer av enheter (Controller, Talker, Listener) 31 primäradresser (Talker resp. Listener) 8 bitar parallell överföring Max 2 m kabel per instrument på bussen Max 20 m kabel totalt. (Kan utökas med extender) Max 15 enheter anslutna. (Kan utökas med extender) Upp till 1 MB/s överföringshastighet (jfr USB 3.0 med 625 MB/s) Mål med laborationen Introduktion till LabVIEW Koppla upp ett enkelt datorstyrt mätsystem Karakterisera dämpningen av störningar vid mätning med digital multimeter (Glöm inte att anmäla er till Datorbaserade Mätsystem i LP2 i höst.) 4

5 Störningsdämpning Antag att vi har en dc-nivå som vi vill mäta noggrant Överlagrad på den finns en störning med viss frekvens (typiskt 50 Hz) En multimeter har vissa inbyggda funktioner för att dämpa sådana störningar Mätuppställning För att simulera en störning använder vi en funktionsgenerator HP 33120A Vi försöker mäta offseten (en dc-nivå) med en multimeter HP 34401A Beroende på hur störningsdämpningen funkar kommer vi då att mäta olika mycket fel 5

6 Mätuppställning Gör ett program som mäter hur stort mätfelet blir vid olika störningsfrekvenser! Programmet ska 1. Konfigurera instrumenten 2. Samla in mätdata 3. Plotta mätdata i en graf Störningsbegränsning med Dualslope -principen Används för att medelvärdesbilda en varierande signal i störningsbekämpning Prioritera upplösning eller omvandlingstid Längre tid > högre upplösning 6

7 Dual-slope -principen Dual-slope -principen Exempel Uref = V Tref = 1000 klockcykler Tx = 345 klockcykler Ux = -(-1/1000)*345 = 345 mv 7

8 Instrumentstyrning med GPIB Kommandon skickas som strängar över GPIBbussen. APPLy:SINusoid [<frequency> [,<amplitude>]] APPLy:SINusoid 5E+3, 3.0 FUNCtion:SHAPe SINusoid FREQuency 5.0E+3 VOLTage 3.0 FREQeucy? begär information om inställt värde Dual-Slope principen Exempel inför Laborationen T ref styrs med kommandot: VOLT:DC:NPLC 1 (kan vara 1 eller 10) NPLC Number of Power Line Cycles Antalet 50 Hz-perioder NPLC = 1 T ref = 1/50 s = 20 ms (= 50Hz). NPLC = 10 T ref = 10*1/50 s=200 ms (= 5 Hz) 8

9 Under laborationen: 1. Kontrollera GPIB-adressen på instrumentet. 2. Rensa GPIB-systemet på gamla kommandon etc. (*CLS) 3. Se till att instrumentet är i känt läge. (*RST) 4. Gör mätinställningar på instrumentet. 5. Välj triggkälla för mätningen. 6. Se till att instrumentet är redo att ta emot triggning. 7. Se till att mätvärdet hamnar i instrumentets utbuffert (trigga). 8. Läs in mätvärdet i datorn. 9. Presentera mätvärdet i en graf eller liknande. Laborationsförberedelser Appendix A Manualutdrag för Multimetern HP 34401A Appendix B Manualutdrag för Funktionsgeneratorn HP 22120A Appendix C Manualutdrag för LabVIEW För att klara av labben så måste ni gå igenom minst Appendix A och B!!! 9

10 LabVIEW LabVIEW - VI (Virtual Instrument) Frontpanel Blockdiagram 10

11 Frontpanel Blockdiagram LabVIEW - Paletter Verktyg Kontroller Funktioner 11

12 LabVIEW - Paletter Verktyg Kontroller Funktioner LabVIEW - Paletter Verktyg Kontroller Funktioner 12

13 LabVIEW - Hjälpmenyn LabVIEW - Variabeltyper 13

14 LabVIEW - Variabeltyper (felsökning) LabVIEW LabVIEW-programmering på riktigt 14

Relevanta dokument

Mätsystem Lektion inför lab.

Mätsystem Lektion inför lab. Josefin Starkhammar www.bme.lth.se josefin.starkhammar@bme.lth.se Upplägg Före pausen: - Mätsystem - Gränssnitt - Lite om laborationen Efter pausen: - LabVIEW introduktion