14.3. Построение VI, реализующего двухстробовый метод dlts

Для построения двухстробового режима регистрации необходимо выделять из всего массива, описывающего переходный процесс релаксации емкости, два значения в заданные моменты времени. Эти временные моменты t₁ и t₂ (стробы) задайте на лицевой панели с помощью элементов управления (20 и 50 мс).

1. Воспользуйтесь функцией Index Array из палитры Array. Она выделяет из всего массива элемент с заданным индексом. Вам понадобятся два Index Array, чтобы получить два значения на переходном процессе.

2. Разность полученных значений выведите на второй дисплей. В качестве дисплея используйте Waveform Chart – с его помощью можно имитировать постепенное вычерчивание спектра. Запустите виртуальный прибор. Объясните, почему на выходе двухстробового интегратора возникает колоколообразная кривая с максимумом?

3. Отметьте положение максимума спектра и повторите измерения с другим значением энергии активации, например 220 мэВ. Положение максимума оказывается функцией энергии активации, представление результатов также становится наглядным, и в этом смысле можно говорить о том, что использование режима двухстробового интегратора делает измерения спектроскопичными.

4. Для более подробного изучения эффекта включите на первом дисплее Cursor Legend, чтобы появилась палитра курсора. Активизируйте ее инструментом Оператор. При нажатой левой кнопке мыши выберите стиль курсора, как показано на рис. 14.2. Свяжите курсор с графиком переходного процесса (операция Lock to plot). Повторите операцию для второго курсора.

5. Н еобходимо, чтобы эти курсоры на дисплее соответствовали выбранным временам стробирования. Для этого создайте Property Node, выберите свойства управления первым и вторым курсорами аналогично тому, как это делалось в занятии 7 (см. рис. 7.6). Задайте (Change To Write на соответствующем свойстве!) курсорам горизонтальную координату t₁ и t₂, соответственно.

Анализ показывает, что максимум в спектре DLTS (на втором дисплее) возникает, когда постоянная времени переходного процесса примерно равна величине разности между двумя стробами. Поэтому говорят, что стробы формируют окно скорости двухстробового интегратора.

6. Сохраните виртуальный прибор.

7. Составьте отчет по лабораторной работе. Отчет должен содержать цель работы, основные формулы, блок-диаграмму виртуального прибора и лицевую панель с необходимыми графиками.

Рассчитайте, какой постоянной времени переходного процесса соответствует максимум на спектре DLTS при заданных временах стробирования.

Занятие 15. Встраиваемые платы сбора и обработки информации. Цифровая плата pc-dio-96

Цель работы: установка и конфигурирование встраиваемых плат сбора и обработки информации на примере платы цифрового ввода-вывода PC-DIO-96.

15.1. Устройства связи с объектом

Аппаратура (платы, модули, конструктивы и т. д.), позволяющая сопрягать измерительные датчики или приборы с компьютером, называется устройством связи с объектом (УСО). Существует несколько разновидностей УСО. Рассмотрим некоторые из них.

1. Выносные устройства связи с объектом, построенные по модульному принципу в стандартах КАМАК (разработка 1969 г.), VXI (разработка 80-х гг.), PXI (предложен фирмой National Instruments в 1997 г.). Их основной конструктив – корпус (крейт), имеющий внутри себя информационную магистраль и соединяющийся плоским шлейфом с компьютером. В крейт вставляются платы (модули) различного назначения (АЦП, ЦАП и др.). Они позволяют построить автоматизированную информационно-измерительную систему любой сложности. Свойство данных стандартов – каскадируемость (к одному компьютеру может быть подключено несколько крейтов и, наоборот, к одному крейту может быть подключено несколько компьютеров).

2. Альтернативный вариант – встроенные в компьютер платы сбора и обработки информации (plug-in data acquisition boards, DAQ). Они подразделяются на платы цифрового ввода-вывода, аналогового ввода и аналогового вывода. Стремительный прогресс интеграции микросхем обеспечил современным встраиваемым платам автоматизации высококачественные характеристики: разрядность, быстродействие и помехозащищенность. Это делает DAQ-платы конкурентноспособными с точки зрения технических параметров по отношению к традиционным измерительным приборам: вольтметрам, частотомерам и др. В то же время, интеграция плат с мощным программным обеспечением персональных компьютеров обеспечивает гибкость и многофункциональность измерительных комплексов. На сегодня высший достигнутый в данном направлении уровень – использование технологии виртуальных приборов. Появление технологии виртуальных приборов символизирует коренной переход от измерительных систем, в которых ядром является измерительный прибор, к системам, где центральное звено – компьютер с соответствующим программным обеспечением.

Нужно отметить, что наблюдается и другая тенденция – современные измерительные приборы насыщаются микропроцессорной техникой (происходит интеллектуализация приборов), увеличивается встроенная память, на их лицевой панели появляются дисплеи. Это может сопровождаться превосходными техническими характеристиками, но вместе с тем приводит и к удорожанию приборов.

3. Следующая разновидность устройств автоматизации – встраиваемые платы управления, выполненные в стандарте IEEE-488 и его модификациях (IEEE-488.2, GPIB, отечественный КОП и т. д.). Эти платы призваны обеспечивать сопряжение с компьютером цифровых измерительных приборов, выполненных в том же стандарте. В такой системе функция измерений возложена на цифровой прибор, а обеспечение взаимодействия с компьютером (протокол обмена информацией) распределено между прибором и встраиваемой платой.

Подводя итог, отметим, что персональный компьютер стал наиболее продвинутым, массовым и потому относительно дешевым прибором. Оснащенный встраиваемыми платами сбора информации и соответствующим программным обеспечением, PC способен выполнять большинство возникающих в лабораторной практике задач измерения и обработки. В то же время, такие информационно-измерительные комплексы обладают большой гибкостью и, что немаловажно, относительно дешевы по сравнению с традиционными цифровыми измерительными приборами. Назначение интеллектуальных измерительных приборов – специальные высокоточные измерения.