4.3 Měřící jednotka ADDU

EN ISO 9001

4.3

Měřící jednotka ADDU

4.3.1 Popis přístroje Měřící jednotka systému T-DIDACTIC sdružuje několik měřících přístrojů. Podle zvoleného režimu činnosti je možné tyto přístroje používat samostatně nebo ve skupinách. V měřící jednotce jsou implementovány následující přístroje: Dvoukanálový digitální osciloskop Generátor libovolných průběhů Logický analyzátor Generátor digitálních událostí. Dvoukanálový čítač S použitím výše uvedených přístrojů umožňuje měřící jednotka volbu následujících konfigurací měření: Měření pomocí dvoukanálového digitálního osciloskopu včetně zobrazení naměřených výsledků v souřadnicích X-Y, fázorovém zobrazení a ve frekvenční oblasti Měření pomocí generátoru libovolných průběhů a jednokanálového osciloskopu Měření frekvenčních charakteristik čtyřpólů včetně zobrazení měření pomocí Nyquistova diagramu Měření voltampérových charakteristik dvoupólů Měření pomocí logického analyzátoru Měření s použitím generátoru digitálních událostí a logického analyzátoru Měření pomocí dvoukanálového čítače Na obrázku obr. 1 je vyobrazený čelní panel přístroje s popisem funkcí připojovacích a indikačních prvků. Funkce připojovacích a indikačních prvků jsou z popisu obrázku zřejmé, pouze indikátory stavu přístroje vyžadují bližší vysvětlení. Po připojení ADDU jednotky k zapnutému počítači nebo zapnutí počítače s připojenou ADDU jednotkou se rozsvítí střední indikátor a na krátkou dobu pak i levý indikátor označený „READY“, což indikuje nahrávání firmware z počítače do ADDU jednotky. Po zapnutí řídícího programu v počítači se následně zkontroluje, zdali je připojené pomocné napájení centrálního modulu. Za předpokladu, že není připojené, software v počítači zahlásí chybu. Jestli ano, zasvítí indikátor „READY“ což indikuje připravenost systému k činnosti a taky indikátor „POWER“ což indikuje, že všechny obvody ADDU jednotky jsou napájené a napájecí napětí 5V je připojeno na pomocný konektor umístěný na zadním panelu ADDU jednotky. Střední indikátor bliká, jenom když počítač s ADDU jednotkou komunikuje. Indikátory stavu přístrojů a zvolených měření neustále slabě svítí, čímž je možné kdykoli ověřit jejich funkci. Indikátory logických úrovní (mimo indikátorů „T1“, „T2“ a „EXT“ které při logické nule nesvítí) indikují log 0 zelenou a log 1 červenou barvou. Indikátory vstupů logického analyzátoru a výstupů generátoru logických událostí svítí jenom tehdy, když jsou přístroje aktivní.

IČO 42767873 Bank. spojení: TEMEX, spol. s r. o. DIČ CZ42767873 1016345761/0100 Erbenova 19 Regist. u KOS v Ostravě KB Ostrava 703 00 Ostrava-Vítkovice oddíl C, vložka 2258 http://www.temex.cz/katalog/produkty-a-sluzby/didacticka-stavebnice-t-didactic

Tel.: 59 595 7777 Fax: 59 595 7778 E-mail: [email protected] http://www.temex.cz Strana 31

z 47

EN ISO 9001

obr. 1- Čelní panel ADDU měřící jednotky

Rozmístění a funkce jednotlivých konektorů je vyobrazena na obr. 2

obr. 2 - Připojovací konektory na bočním-zadním panelu přístroje ADDU měřící jednotky

4.3.2 Konfigurace řídícího počítače Centrální modul je k počítači připojitelný přes rozhraní USB 2.0 (nebo USB 1.1). Doporučená konfigurace počítače je následující: IČO 42767873 Bank. spojení: TEMEX, spol. s r. o. DIČ CZ42767873 1016345761/0100 Erbenova 19 Regist. u KOS v Ostravě KB Ostrava 703 00 Ostrava-Vítkovice oddíl C, vložka 2258 http://www.temex.cz/katalog/produkty-a-sluzby/didacticka-stavebnice-t-didactic


z 47

EN ISO 9001

Procesor typu Pentium nebo novější Paměť minimálně 1GB Displej s minimálním rozlišením 1024 x 768 bodů Minimálně jeden volný konektor rozhraní USB 2.0 nebo USB 1.1 Myš nebo jiné polohovací zařízení Operační systém Windows 7 4.3.3 Příprava centrálního modulu k měření Zapojením USB připojovacího kabelu do ADDU měřící jednotky a počítače, připojením externího napájecího zdroje k ADDU měřící jednotce a zapnutím počítače s obslužným software je ADDU měřící jednotka připravena k činnosti. 4.3.4 Instalace programového vybavení Na CD datovém nosiči se nachází program Tdidactic.exe. Po spuštění tohoto programu se vykoná instalace řídícího programového vybavení. Instrukce ke každému kroku jsou vypsány přímo instalátorem. Instalací se na panelu počítače vytvoří ikona s popisem „Temex TDidactic“, prostřednictvím které je možné program spouštět.



z 47

EN ISO 9001

4.3.5 Popis ovládání centrálního modulu Po spuštění řídícího programu se na monitoru objeví (pokud je správně připojená ADDU měřící jednotka) úvodní obrazovka, která umožní volbu měření (obr. 3)

obr. 3 - Úvodní obrazovka obslužného software



z 47

EN ISO 9001

4.3.5.1 Dvoukanálový osciloskop Obrazovka dvoukanálového osciloskopu s popisem funkcí jednotlivých ovládacích prvků je na obr. 4.

obr. 4 Dvoukanálový osciloskop

Funkce většiny ovládacích a zobrazovacích prvků je zřejmá z popisu obrázku. Vysvětleme si teda jenom funkce některých prvků. Nastavení prahové úrovně je možné pouze zapsáním příslušné hodnoty do okénka a potvrzením zápisu klávesou „ENTER“. Indikátor stavu sběru dat má následující funkci. Rudá barva indikuje, že ještě nenastala trigrovací událost. Zelená indikuje výskyt trigrovací události a teda započetí sběru dat. Osciloskop je možné nastavit do jednoho ze dvou režimů sběru dat. V režimu s označením „NOR“ se sběr dat spouští vždy po vzniku trigrovací události. V režimu označeném jako „SNG“ musí před každým sběrem dat obsluha opět kliknout na tlačítko „START“. Sběr dat se spustí po výskytu trigrovací události.



z 47

EN ISO 9001

obr. 5 Zobrazení X-Y Pomocná obrazovka může zobrazovat jednu ze tří možných informací. Na obr. 5 je znázorněna pomocná obrazovka při zobrazení naměřených průběhů v režimu X-Y, kde průběh naměřený kanálem A je zobrazován na ose X a průběh naměřený kanálem B na ose. Fázorové zobrazení má význam jen při měření harmonických signálů. Fázový posun průběhů je počítán od vzniku trigrovací události. Pomocná obrazovka zobrazující fázory je na obrázku obr. 6

obr. 6 Zobrazení fázorů Pokud zvolíme zobrazení výsledků Fourierovy transformace, rozšíří se počet ovládacích tlačítek. Na obr. 7. je pomocná obrazovka s výsledky Fourierovy transformace naměřených průběhů.



z 47

EN ISO 9001

obr. 7 Fourierova transformace

Tlačítkem „Ampl/Phase“ se volí, který z parametrů analýzy bude zobrazován (fáze nebo amplituda harmonických). Tlačítko „Lin/Log“ slouží na volbu způsobu cejchování vertikální osy zobrazování amplitudy. Při nastavení „Lin“ je stupnice lineární, přičemž hodnotu 1 má vždy harmonická s největší amplitudou. Při nastavení „Log“ je vertikální osa cejchována v decibelech, přičemž má harmonická s maximální amplitudou úroveň 0 dB.



z 47

EN ISO 9001

4.3.5.2 Jednokanálový osciloskop a generátor libovolných průběhů Obrazovka jednokanálového osciloskopu a generátoru s popisem funkcí jednotlivých ovládacích prvků je na obr. 8. Funkce většiny ovládacích prvků je zřejmá. Vysvětleme opět funkce jenom některých z nich. V režimu společného nastavení časů se časová základna osciloskopu a obrazovky generátoru přepínají synchronně. Také generování a zobrazování naměřeného signálu je synchronní, protože osciloskop je synchronizován počátkem generováni průběhu generátoru. Standardní průběhy nejsou editovatelné. Je však možné nastavit jejich parametr, jako amplitudu, jednosměrný posun, periodu a časové zpoždění. Když je však zvolen průběh „arbitrary“ (libovolný průběh), není možné jeho parametry nastavovat, ale je možné editovat jeho tvar. Na obr. 9 je obrazovka kombinovaného přístroje při generování libovolného průběhu. Zvláštní funkci má tlačítko „CPY“, kterým je možné nakopírovat na obrazovku generátoru libovolný ze standardních průběhů a pak jej editovat. Postup kopírováni je následující: po kliknutí na tlačítko „CPY“ je třeba kliknout na tlačítko toho průběhu, kterého kopii chceme získat.

obr. 8 Osciloskop s generátorem



z 47

EN ISO 9001

obr. 9 Generování průběhu libovolného tvaru



z 47

EN ISO 9001

4.3.5.3 Měření frekvenčních charakteristik Obrazovka měření frekvenčních charakteristik s popisem funkcí jednotlivých ovládacích prvků je na obr. 10.

obr. 10 Měření frekvenčních charakteristik Při měření frekvenčních charakteristik je nutné zapojit měřený čtyřpól dle obrázku.

obr. 11 Schéma zapojení měření frekvenčních charakteristik

Při měření se citlivost osciloskopu nastavuje automaticky na optimální hodnotu. V případě, že velikost signálu na výstupu měřeného čtyřpólu neumožní správné nastavení osciloskopu a naměřená data mohou být zatížena chybou, programové vybavení indikuje tuto skutečnost pomocí indikace nevhodného nastavení parametrů měření. Rudé zabarvení indikátoru „Overflow“ indikuje příliš vysokou úroveň výstupu měřeného čtyrpólu. Rudé zabarveni indikátoru „Underflow“ indikuje příliš nízkou úroveň. IČO 42767873 Bank. spojení: TEMEX, spol. s r. o. DIČ CZ42767873 1016345761/0100 Erbenova 19 Regist. u KOS v Ostravě KB Ostrava 703 00 Ostrava-Vítkovice oddíl C, vložka 2258 http://www.temex.cz/katalog/produkty-a-sluzby/didacticka-stavebnice-t-didactic


z 47

EN ISO 9001

Naměřená data je možné také zobrazit v komplexní rovině. Na obr. 12 je obrazovka měření frekvenčních charakteristik se zobrazením Nyquistova diagramu naměřených dat.

obr. 12 Frekvenční charakteristika včetně zobrazení průběhu v komplexní rovině 4.3.5.4 Měření voltampérových charakteristik Voltampérová charakteristika je závislost napětí dvojpólu na proudu, který jím protéká. Zapojení pro měření voltampérové charakteristiky je na obr. 11. Odpor R slouží pro transformaci proudu, který protéká dvojpólem, na napětí měřitelné osciloskopem. Programové vybavení předpokládá, že hodnota odporu bude jedna z následujících hodnot: 1 Ohm, 10 Ohm, 100 Ohm, 1 kOhm, 10 kOhm. Před měřením je nutné zvolit stejnou hodnotu, která je použitá v měřícím zapojení. Vzhled obrazovky měření voltampérových charakteristik spolu s popisem funkcí ovládacích a signalizačních prvků je na obr. 14

Obr. 13 - Zapojení pro měření voltampérových charakteristik



z 47

EN ISO 9001

obr. 14 Měření voltampérových charakteristik

Tvar měřícího napětí je možné volit ze dvou průběhů. Lineárně narůstající napětí (RMP), nebo napětí, které lineárně roste z nejnižší nastavené hodnoty až po nejvyšší nastavenou hodnotu a pak opět klesá na nejnižší hodnotu (TRI). Technické vybavení centrálního modulu systému T-DIDACTIC dovoluje použití proudů do hodnoty 200 mA. Nad tuto hodnotu je nutné použít řízený výkonový zesilovač. Při měření proudy většími jak 20 mA se nedoporučuje nastavit čas měření delší jak 10sekund.



z 47

EN ISO 9001

4.3.5.5 Logický analyzátor Vzhled obrazovky logického analyzátoru s popisem indikačních a ovládacích prvků je vyobrazen na obr. 15

obr. 15 Ovládání logického analyzátoru Sběr dat je možné spouštět pomocí volby externího zdroje synchronizace „EXT“, kdy dojde ke spuštění sběru dat na náběžnou hranu signálu, nebo volbou interního zdroje synchronizace „INT“ kdy je platnou spouštěcí událostí vznik spouštěcího slova, které je možné nastavit pomocí tlačítek. Každý měřený bit může být při tvorbě spouštěcího slova zohledněn. V tom případě má tlačítko nastavenou hodnotu 1, nebo 0, což je zároveň hodnota jeho očekávané spouštěcí úrovně. Když je hodnota příslušného bitu pro tvorbu spouštěcího slova nezajímavá, je na tlačítku nastavený znak „X“. Všechna naměřená data jsou zobrazována na pracovní obrazovce analyzátoru. Kdykoli je možné obsah pracovní obrazovky překopírovat do pomocné obrazovky.



z 47

EN ISO 9001

4.3.5.6 Generátor digitálních událostí a logický analyzátor

obr. 16 Generátor digitálních událostí a logický analyzátor Logický analyzátor je spouštěný z generátoru digitálních událostí. Ke spuštění sběru dat logického analyzátoru dochází vždy, když generátor startuje generování sekvence událostí. Tyto přístroje tedy fungují synchronně. Po spuštění programu jsou všechny signály generované generátorem nastaveny na konstantní úroveň log 0. Jejich editaci je možné uskutečnit třemi způsoby: Nastavit hodnotu každého bitu v daném časovém úseku pomocí myši na hodnotu log 0 respektive 1. Tento způsob editace se volí kliknutím na tlačítko „BIT“. Při editaci je zobrazován časový údaj související s polohou editujícího kurzoru. Tento způsob editace je zobrazen na obr. 17 Nastavit hodnotu celého osmibitového slova (bajtu). Tento způsob editace se volí kliknutím na tlačítko „BYTE“. Nastavení jednotlivých bitů je možné volit pomocí kliků na tlačítka a časový rozsah platnosti nastavovaného slova se určuje opět tak, jako v případě editace bitu kurzorem. obr. 18. ilustruje tento způsob editace. Nastavit impulzy pro libovolný bit generovaného slova. Impulzy jsou generovány vždy od začátku do konce, přičemž je možné volit počáteční hodnotu impulzu (log 0, nebo log 1) a jeho periodu. Tento způsob editace se volí kliknutím na tlačitko „CLK“. Je zobrazen na obr. 19



z 47

EN ISO 9001

obr. 17 Editace bitu

obr. 18 Editace bajtu

obr. 19 Generování impulzů



z 47

EN ISO 9001

4.3.5.7 Dvoukanálový čítač 4.3.6

Technická specifikace přístrojů

Osciloskop Počet měřících kanálů Rozlišení převodníků Typ vstupního propojení Diferenciální vstupní odpor Rozsah součtového napětí Bipolární měřící rozsahy Unipolární měříci rozsahy Statická chyba Frekvenční rozsah [±0.1 dB] Rozsah vzorkovací frekvence Metoda synchronizace Zdroj synchronizace Kapacita vyrovnávací paměti Ochrana vstupů Logický analyzátor Počet vstupních kanálů Prahová úroveň Kompatibilita Vstupní odpor

2 12 bit Diferenciální 10 MOhm -12 až +12V 50mV/div až 5V/div v sekvenci 1-2-5 ( 200mVfs až 20Vfs) 25mV/div až 2.5V/div (100mVfs až 10Vfs) ±1% 0 až 10 kHz 1 S/s až 1 MS/s Digitální Kanály A, B nebo Externí synchronizační vstup 500 bodů pro každý kanál V rozsahu ±50V neomezeně

Ochrana vstupů Rozsah vzorkovací frekvence Synchronizace Kapacita vyrovnávací paměti

8 Pevná cca +1.6 V TTL, CMOS 3,3V > 1 MOhm (do napětí 3.3V), > 20 kOhm (nad 3.3V do 5V) V rozsahu ± 15 V neomezeně 1 S/s až 1 MS/s Externí, nebo binární slovo volitelně 500 bodů pro každý kanál

Generátor libovolných průběhů (AWG) Počet výstupních kanálů Rozsah výstupních napětí Výstupní odpor Rozlišení převodníku Rozsah vzorkovací frekvence

1 100mVš až 10Vš (200mVšš až 20Všš) < 0.1 Ohm 10 bit 1S/s až 1.4 MS/s

Generátor digitálních událostí Počet výstupních kanálů Výstupní úroveň Kapacita vyrovnávací paměti Rozsah vzorkovací frekvence Odolnost proti externímu napětí

8 TTL 500 bodů 1 S/s až 1 MS/s -5V až +10V neomezeně, -10V až +15V v trvání 2s



z 47

EN ISO 9001

4.3.7

Specifikace základních parametrů měření

Měření frekvenčních charakteristik Rozsah frekvencí Rozsah zesílení Rozsah fáze Rozsah budícího napětí

10 Hz až 10 kHz -50 dB až +50 dB -180° až +180° Sinus 100mVš až 10Vš (200mVšš až 20Všš)

Měření voltampérových charakteristik Max. rozsah měřícího napětí Rozsah zobrazovaného napětí Rozsah zobrazovaného proudu Čas měření

-10V až +10V 50mV/div až 5V/div (±100mV až ±10V) 5uA/div až 5A/div (± 10uA až ±10A) Nastavitelný od 0.5ms do 500s

4.3.8

Návod na údržbu a doporučení k provozu

Měřící jednotku systému T-DIDACTIC není nutné pravidelně udržovat. V případe znečištění povrchu používejte k čištění výhradně vlhký hadřík tak, aby vlhkost nemohla vniknout do přístroje. Použití organických a jiných rozpouštědel se nedoporučuje. Mohou vážně poškodit povrch a konektory přístroje. Při provozu přístroje proto dodržujte následující zásady !!! Přístroj napájejte výhradně ze zdroje, který byl dodán výrobcem. Na připojení k počítači používejte dodaný připojovací USB kabel. Přístroj neotevírejte. V případě poruchy zašlete přístroj na opravu výrobci.



z 47

4.3 Měřící jednotka ADDU

Recommend Documents