Многоканальный программно-аппаратный комплекс для прецизионных и синхронных измерений напряжения постоянного и медленно меняющегося тока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Методические указания

к выполнению лабораторных работ по курсу «Методы и средства измерений, испытаний и контроля»

Многоканальный программно-аппаратный комплекс для прецизионных и синхронных измерений напряжения постоянного и медленно меняющегося тока

Авторы:

Г.И. Коршунов

Д.В. Иванов

Санкт-Петербург

2012

Под редакцией Г.И. Коршунова

Рецензент: кафедра телекоммуникаций ГУАП доктор технических наук, профессор В.Ф. Михайлов

Приведены описания лабораторных работ по дисциплине «Методы и средства измерений, испытаний и контроля» и методические указания к их выполнению.

Предназначены для студентов специальностей «Управление качеством», «Метрология», выполняющих лабораторный практикум на факультетах: дневном, вечернем и заочном.

Подготовлен к публикации кафедрой конструирования и управления качеством радиоаппаратуры Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения.

Лабораторная работа 1

Цель работы: Ознакомится с прибором “Корипс-3А”, овладеть методикой измерения постоянного напряжения.

Описание лабораторного стенда

В данной лабораторной работе, студентам предлагается изучить принципы работы с прибором “Корипс - 3А”. Этот прибор имеет четыре гальванические развязанных канала для определения в реальном масштабе времени параметров в виде однополярного напряжения постоянного (медленно меняющегося) тока в диапазоне 100 В. Прибор обеспечивает преобразование параметров в цифровую форму, запоминание и индикацию значений параметров, поиск данных по дате и/или адресу, хранение и передачу в компьютер.

Для удобства изучения прибора вниманию студентов предлагается лабораторный стенд (лицевая панель с элементами управления представлена на рис. 1).

Стенд состоит из следующих составных частей:

1 - SA1 (включение и выключение сети)

2 - системная плата прибора “Корипс - 3А”

3 - группа клемм для подключения измеряемого напряжения к прибору

4 - группа клемм с напряжением

5 - SA2 (включает или выключает напряжение на клеммах 4)

6 - дисплей

7 - кнопки управления



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1

2. Порядок проведения работы

Ниже, приведена инструкция для работы в меню прибора “Корипс - 3А”. Внимательно ознакомтесь ней и попробуйте применить полученные навыки для работы с меню прибора.

Стенд включается тумблером SA1. После включения стенда, на экране дисплея (поз. 6 рис. 1) через 2 сек. появится первая строка меню - дата и текущее время:

Date=01-04-2001

Time=12:00:59

Последующие действия осуществляются кнопками управления (поз. 7 рис. 1)

Находясь в первой строке основного меню, можно перейти в режим передачи данных, нажатием клавиши

Transfer...

00000

В нижней строке отображается количество переданных значений из архивной памяти прибора. Возврат в основное меню осуществляется нажатием клавиши “”.

Перемещение на следующую строку меню осуществляется нажатием клавиши “”.

Во второй строке меню индицируется период измерения по времени:

Regim

time period=XXs

Для изменения параметров режима - нажать клавишу “BR”. Текущая позиция изменяемого значения подсвечивается мигающим курсором. Изменение самого параметра осуществляется нажатием клавиш “” и “”. Подтверждение выбранного значения параметра производится нажатием клавиши “CR”.

Перемещение на следующую (третью) строку меню осуществляется нажатием клавиши “”.

В третьей строке меню индицируются режим работы каналов, которые обозначаются цифрами 0, 1, 2, 3. Режимы работы всех каналов представлены на дисплее 4-значным числом, где первая цифра отображает режим первого канала, вторая - второго и т.д.:

Mode canal=XXXX

Редактирование режимов по каналам осуществляется нажатием клавиши “BR”, после чего клавишами “” и “” устанавливаются необходимые значения по каналам. Подтверждение выбранных режимов производится нажатием клавиши “CR”.

Перемещение на следующую (четвертую) строку меню осуществляется нажатием клавиши “”.

В четвёртой строке меню устанавливается время пуска прибора на измерения и длительность измерения (например):

Pusk=19:22:00

Last=00000s

Изменение самого параметра осуществляется нажатием клавиш “” и “”. Подтверждение выбранного значения параметра производится нажатием клавиши “CR”. Если длительность LAST не равно нулю, то измерения запустятся в указанное время.

В пятой строке меню индицируются измеренные значения по каналам или координата в памяти прибора (например):

Во втором окошке содержится следующая информация:

#0184 - адрес ячейки памяти свободной для записи (представлен в шестнадцатеричной системе счисления).

12:00:59 - время на данный момент

05 - период измерения по времени

01-04-2001 - дата на данный момент

Переход из одного приведенного меню в другое и обратно осуществляется нажатием клавиши “BR”. В левом меню представляются последовательно измеренные значения по всем четырем каналам. Значками XXXX представляется канал, по которому измерения не проводятся. В правом меню в верхней строке первое значение представляет порядковый номер записи во флэш-памяти прибора. В нижней строке этого меню может находиться период дискретизации по времени (в секундах, два знака).

Нажатием клавиши “” осуществляется перемещение на первую строку меню.

Для выполнения измерения и записи значений во флэш-память используется клавиша “F”. При этом производится периодическая запись во флэш-память с заданным периодом дискретизации. В режиме измерения в первых позициях строк дисплея появляются значки “ ”. Вторичное нажатие на клавишу “F” отключает периодические измерения.

Выполните действия, описанные в инструкции. После того как вы ознакомились с меню прибора, выполните следующие:

1. Установите период измерения по времени согласно своему варианту (пункт 2.3 инструкции)

Запомните адрес ячейки свободной для записи (пункт 2.6 инструкции)

Произведите запись в память прибора (пункт 2.5 инструкции).

Посмотрите адрес ячейки после прекращения записи.

Выясните, сколько измерений было произведено за время записи их в память прибора. Выяснить это можно двумя способами.

Первый способ. Если известен период измерения по времени и длительность записи данных в память, то, разделив одно на другое получим количество измерений.

Второй способ. Если известен адрес ячейки до записи и адрес ячейки после записи, то разность между двумя адресами будет равна количеству ячеек использованных под эту запись, а одна ячейка памяти соответствует одному измерению. Следовательно, вычислив количество ячеек мы найдем количество измерений.

Адреса ячеек представлены в шестнадцатеричной системе счисления. Поэтому, вам предлагается перевести значения адресов в десятичную систему и произвести вычисления количества измерений.

Перевод из одной системы счисления в другую можно выполнить при помощи калькулятора или произвести вручную.

Для перевода вручную, воспользуйтесь следующим правилом.

Для перевода шестнадцатеричного числа в десятичное необходимо это число представить в виде суммы произведений степеней основания шестнадцатеричной системы счисления на соответствующие цифры в разрядах шестнадцатеричного числа.

-0,022V XXXX

+31,41V -,2815V

0184 12:00:59

05 01-04-2001

Например, требуется перевести шестнадцатеричное число F45ED23C в десятичное. В этом числе 8 цифр и 8 разрядов (помним, что разряды считаются, начиная с нулевого, которому соответствует младший бит). В соответствии с вышеуказанным правилом представим его в виде суммы степеней с основанием 16:

F45ED23C₁₆=(15·16⁷)+(4·16⁶)+(5·16⁵)+(14·16⁴)+(13·16³)+(2·16²)+(3·16¹) + (12·16⁰) = 4099854908₁₀

Исходные и расчетные данные для вычисления количества измерений по первому способу занесите в таблицу 1

Таблица 1

Период измерения по времени, сек	Длительность записи в память прибора, сек	Количество измерений

Исходные и расчетные данные для вычисления количества измерений по второму способу занесите в таблицу 2.

Таблица 2

Период измерения по времени, сек	Адрес ячейки памяти до записи (шестнадцатеричная с/c)	Адрес ячейки памяти после записи (шестнадцатеричная с/c)	Адрес ячейки памяти до записи (десятичная с/c)	Адрес ячейки памяти после записи (десятичная с/c)	Количество измерений

Лабораторная работа 2

Цель работы: ознакомиться с элементами калибровки и выполнить измерения в заданном режиме работы.

Методика калибровки

Условия калибровки и подготовка к калибровке.

При проведении калибровки должны соблюдаться следующие нормальные условия:

температура окружающего воздуха от 15 до 25 С;

относительная влажность до 95 %;

атмосферное давление от 84 до 107 кПа.

Подготовка к калибровке включает в себя следующие действия

Включить стенд

Согласно своему варианту (номер варианта получить у преподавателя, а данные находятся в приложении 1) установить настройки прибора

Согласно своему варианту собрать схему измерения

Проведение калибровки

Внешний осмотр

При внешнем осмотре определяют соответствие маркировки и комплектности прибора паспорту ЛКЖС.421000.003 ПС, убеждаются в отсутствии механических повреждений корпуса и разъема.

Опробование

Опробование производить в соответствии с п.6 «Паспорта и инструкции по эксплуатации».

Определение основной погрешности

Определение основной погрешности прибора проводят по 4-м каналам на 3-х диапазонах измерений. Для этого необходимо снять замеры напряжения и результаты замеров занести в таблицу 1

Таблица 3. Результаты измерений

Значение входного сигнала, В

Канал1

Канал 2

Канал 3

Канал4

Диапазон прибора

Диапазон прибора

Диапазон прибора

Диапазон прибора

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0

9

0,3

5

Определить основную приведенную погрешность по формуле

= (U_В - U_И)*100% / U_В,

где

U_В - значение входного сигнала ,

U_И - измеренное значение

Значения основной приведённой погрешности занести в таблицу 4.

Таблица 4. Значения основой приведённой погрешности

Значение входного сигнала, В

Канал1

Канал 2

Канал 3

Канал4

Диапазон прибора

Диапазон прибора

Диапазон прибора

Диапазон прибора

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0,5В

10В

100В

0

9

0,3

5

Выполнение измерений

Подготовительные операции

Необходимо, на приборе выставить правильное время. Это действие поможет правильно идентифицировать нужный блок данных. Синхронизация проводится при помощи программы “VoltNew”. Программа запускается при помощи соответствующего ярлыка на рабочем столе компьютера. После запуска программы на главной панели нажать кнопку “время”. Появится окно, в котором надо нажать кнопку “запись”, после чего в прибор будет записано правильное время.

Проведение измерений

Для проведения измерений необходимо установить таймер, согласно заданию.

Ввод измеренных данных в память компьютера

Для ввода данных выполнить следующие действия:

Выполнить действие, рассмотренное в Лабораторная работа 1, выбрать в программе пункт меню Файл>Загрузить блоки из прибора.

Открывается окно с информацией для ввода:

Установить начало интересующего интервала и нажать кнопку Пуск.

Программа прочитает из прибора предварительную информацию и выведет пользователю окно с возможностью выбора пределов загрузки

Выберете интересующие вас пуски и нажмите ввод.

По окончании загрузки полученные данные будут организованы в последовательность пусков, информация о которых появится в главном окне программы. Для сохранения данных в памяти компьютера нажмите Файл>Сохранить блоки в БД укажите путь и нажмите Сохранить. Сохраните файл в доступном для вас месте, так как эти данные понадобятся в следующей лабораторной работе.

Лабораторная работа 3

Обработка результатов измерений

Цель работы: ознакомиться с программой “VoltNew” и выполнить действия, которые может выполнить программа “VoltNew”, без её помощи.

1. Получение навыков работы с программой

Для получения навыков работы с программой ознакомьтесь с описанием этой программы. Проделайте действия, описанные в инструкции используя данные, полученные в предыдущей лабораторной работе.

Инструкция по работе с программой

Основное окно программы содержит меню, область управления и область отображения. В области управления расположены список загруженных в программу блоков данных (пусков), а также кнопок управления графиком. Основное окно программы представлено на рис. 2.



Рис. 2

Меню файл содержит следующие пункты:

Загрузить блоки из прибора - при помощи этого пункта осуществляется считывание данных из прибора

Загрузить блоки из БД - загружает, сохранённые ранее, данные из БД, для работы с ними

Сохранить блоки в БД - сохраняет блоки данных в БД

Очистить список блоков - производится очистка списка блоков

Удалить блок из списка - удаляет выделенные блоки из списка блоков

Свойства блока - отображает свойства измерения

Выход - выход из программы

Меню время необходимо для синхронизации прибора с компьютером

Отображение данных

При отметке какого-либо блока в списке загруженных в программу блоков, его одержимое (коллекция измерений) немедленно отображается в основной зоне программного окна в виде графика.



В левой части с помощью кнопок U1-U4 можно манипулировать наличием на графике линий конкретного потенциала. Внесенные изменения отображаются на картинке после нажатия кнопки Перерисовать. Для каждого потенциала выводятся значения минимума и максимума. Формат и содержание оцифровки оси времени выбираются в специальной зоне органов управления в левой части окна. Прямо над графиками присутствует ряд кнопок для манипулирования изображением. Можно изменить форму отображения, масштабы осей, цвета, запросить математическое сглаживание кривых, ввести заголовки и т.д.

Статистические функции

Программа может выполнить подсчет корреляции между двумя потенциалами. Для этого рядом с кнопками U1-U4 нужно отметить птичками две интересующие кривые и нажать кнопку Корр. В окошке рядом с кнопкой Корр. появится значение корреляции. Пользователь может увидеть регрессионную прямую с нанесенными реальными значениями. Для этого нужно при двух отмеченных птичками кривых нажать кнопку Регр.

По этой части лабораторной работы, студентам предлагается самостоятельное ознакомление с органами управления, которые не были описаны выше. После того, как органы управления будут изучены, необходимо сделать отчет, в котором они будут описаны.

2. Ручная обработка данных

В этой части лабораторной работе необходимо подсчитать корреляцию и построить линейную регрессионную по результатам измерений. Ниже будут рассмотрены примеры расчетов. Аналогично этим примерам нужно будет просчитать свой вариант.

Для представления данных в удобном для чтения и работы виде, необходимо в программе “VoltNew” выполнить следующие действия:

при использовании команды Загрузить блоки из БД из меню Файл появляется окно:

В этом окне выбирается интересующий нас блок данных и после выбора блока появляется окно, в котором представлен перечень имеющихся в блоке записей:



Записи загружаются в программу и по одной из них рисуется диаграмма.

- установите количество интервалов по оси X равное 1(по умолчанию стоит 5) и нажмите кнопку Перерисовать

- на панели инструментов надо нажать кнопку с изображением ножниц:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Это действие приведет к копированию данных в буфер обмена.

создайте новый файл Word и вставьте данные из буфера обмена. Перед вами будут представлены столбцы данных. Каждый столбец представляет собой измерения по одному из четырех каналов прибора.

(Если нажать кнопку с изображением фотоаппарата, то в буфер обмена будет скопирован график)

Пример вычисления корреляции

Имеем следующие данные:

U1	U2
-0,120	-0,691
-0,117	-0,694
-0,120	-0,696
-0,120	-0,691
-0,120	-0,694
-0,120	-0,691
-0,120	-0,696
-0,120	-0,698
-0,112	-0,667
-0,107	-0,657
-0,107	-0,647
-0,107	-0,642
-0,103	-0,637

Перед тем как перейти к подсчету корреляции, необходимо найти для каждого столбца среднее значение (и ) и дисперсию. Среднее значение находится по формуле:

(1)

Дисперсия находится по формуле:

(2),

где - среднее переменной , - среднее переменной .

В данном примере = -0,11458, а = -0,677.

Отсюда

Корреляция рассчитывается по формуле:

(3),

Подставляя данные в формулу (3) получим:



Пример построения линейной регрессии

При рассмотрении данного примера используются те же данные, что и при подсчете корреляции.

Регрессионная модель описывается следующим уравнением:

, (4)

где a - пересечение линии регрессии с осью y; b - угол наклона линии регрессии (коэф. регрессии).

Формулы для определения угла наклона линии регрессии и её пересечения с осью OY следующие:

, (5)

где n - размер выборки

, (5)

Данные для расчета линии регрессии представлены в таблице 5.

Таблица 5

X2	X1	X1*X2	X12
-0,691	-0,12	0,08292	0,0144
-0,694	-0,117	0,081198	0,013689
-0,696	-0,12	0,08352	0,0144
-0,691	-0,12	0,08292	0,0144
-0,694	-0,12	0,08328	0,0144
-0,691	-0,12	0,08292	0,0144
-0,696	-0,12	0,08352	0,0144
-0,698	-0,12	0,08376	0,0144
-0,667	-0,112	0,074704	0,012544
-0,657	-0,107	0,070299	0,011449
-0,647	-0.107	0,069229	0,011449
-0,642	-0.107	0,068694	0,011449
-0,637	-0.103	0,065611	0,010609
Итого: -8.801	--1,493	1,012575	0,171989

Подставив, данные из таблицы в формулу (5) и (6) получим:

Подставим полученные значения в формулу (4):

Построим график этой функции.

Полученные данные сравнить с результатами, полученными в программе “VoltNew”

Для упрощения вычислений и построения графиков, рекомендуется пользоваться MS Excel.

Лабораторная работа 4

Цель работы: ознакомление с системой “MatLab”.

В предыдущей лабораторной работе, была рассмотрена программа “VoltNew” для работы с данными. Эта программа обладает ограниченными возможностями, поэтому необходимо уметь пользоваться другими средствами для обработки данных.

MATLAB - это высокопроизводительный язык для технических расчетов. Он включает в себя вычисления, визуализацию и программирование в удобной среде.

Наиболее известные области применения системы MATLAB:

математика и вычисления;

разработка алгоритмов;

вычислительный эксперимент, имитационное моделирование, макетирование;

анализ данных, исследование и визуализация результатов;

научная и инженерная графика;

разработка приложений, включая графический интерфейс пользователя.

Слово MATLAB означает матричная лаборатория (matrix laboratory)

MATLAB - это интерактивная система, основным объектом которой является массив, для которого не требуется указывать размерность явно. Это позволяет решать многие вычислительные задачи, связанные с векторно-матричными формулировками, существенно сокращая время, которое понадобилось бы для программирования на скалярных языках типа C или FORTRAN.

В методических указаниях не будут рассмотрены все возможности MATLAB и поэтому описаны будут те команды, которые понадобятся в ходе выполнения лабораторной работы.

Командное окно. Инструментальная панель

Командное окно системы MATLAB показано на рис. 3. Здесь же показано ниспадающее меню File.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3

Оно содержит следующие опции:

Опция	Подопции	Назначение
New	M-file Figure	Открыть в редакторе/отладчике новый файл Открыть графическое окно
Open		Открыть в редакторе/отладчике указанный файл
Open Selection		Открыть в редакторе/отладчике файл, выделенный в произвольной строке командного окна
Run Script		Вызов окна для запуска Script-файла
Load Workspace		Вызов окна загрузки МАТ-файла
Save Workspace As		Вызов окна сохранения МАТ-файла
Show Workspace		Вызов средства просмотра рабочей области Workspace Browser
Set Path		Вызов средства просмотра путей доступа Path Browser
Preferences		Выбор характеристик
Print Setup		Установка опций принтера
Print		Установка опций вывода на печать
Print Selection		Печать выделенного фрагмента

Особого рассмотрения заслуживает опция Preferences (Выбор характеристик), которая включает 3 окна. В первую очередь, рассмотрим окно General (Общее) (рис. 4).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4

В этом окне можно видеть 3 поля и 3 маркера, имеющие следующие назначения:

Формат данных	Назначение
Numeric Format	Выбор формата представления чисел и межстрочного пробела. По умолчанию, формат Short, пробел Loose
Editor Preference	Выбор текстового редактора По умолчанию, встроенный редактор Built in Editor
Help Directory	Каталог справки Help
Echo on	Показывать на экране команды исполняемого Script-файла сценария/Не показывать
Show Toolbar	Показывать на экране инструментальную панель/Не показывать
Enable Graphical Debugging	Поддерживать отладку графики/Не поддерживать

Инструментальная панель.

Инструментальная панель командного окна системы MATLAB позволяет обеспечить простой доступ к операциям над М-файлами (рис. 5)

New File	Open File	Cut	Copy	Paste	Undo	Workspace Browser	Path Browser	Help
|	|	|	|	|	|	|	|	|

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5

Эти операции включают:

создание нового М-файла (New File);

открытие существующего М-файла (Open File);

удаление фрагмента (Cut);

копирование фрагмента (Copy);

вставка фрагмента (Paste);

восстановление только выполненной операции (Undo);

просмотр рабочей области (Workspace Browser);

просмотр путей доступа (Path Browser);

текущая помощь (Help)

Простейшие вычисления

Для арифметических вычислений применяются следующие знаки арифметических операций:

+ сложение

- вычитание

умножение

/ деление слева направо

\ деление справа налево

^ возведение в степень

Для выполнения этой лабораторной работы, так же понадобятся команды функции представленные ниже:

mean cсреднее значение

std - среднеквадратичное отклонение

corrcoef - вычисление коэффициентов корреляции

min -минимальный член массива

max - максимальный член массива

Использование MATLAB в режиме калькулятора может происходить путём простой записи в командную строку последовательности арифметических действий с числами, т.е. обычного арифметического выражения, например:

>> 5.5^2*2.25-3.14*10

Если после ввода с клавиатуры этой последовательности нажать клавишу [Enter], в командном окне появится результат выполнения в виде, представленном на рис. 6, т.е. результат действия последнего выполненного оператора выводится как значение системной переменной ans.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 6

Вывод промежуточной информации подчиняется следующим правилам:

если запись оператора не заканчивается символом “;”, результат действия этого оператора сразу же выводится в командное окно и наоборот;

если оператор не содержит знака присваивания (=), то значение результата присваивается специальной системной переменной ans;

если необходимо, в ваших вычислениях использовать более одной переменной, то целесообразно для каждой переменной присваивать своё имя. Для этого используется операция присваивания в соответствии со схемой:

<имя переменной>=<выражение > [;]

форма вывода результата в командное окно имеет вид:

<имя переменной>=<результат > [;]

Ввод векторов и матриц

Для ввода матрицы или вектора следует указать имя вектора, потом поставить знак присваивания “=”, открыть квадратную скобку “[” и за ней ввести значения отделяя их пробелами или запятыми. Для ввода значений в следующею строку матрицы в конце строки поставить точку с запятой “;”. Завершается всё квадратной скобкой“]”.

Если значения элементов вектора являются арифметической прогрессией, то, обозначив начальное значение “x” , конечное значение “y” и шаг “h”, получим вектор.

Например, ввод строки

>>V=1:0.5:5

приведёт к следующему результату

V=

1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

Действие с матрицами

Из матрицы данных можно вырезать различные “куски”. Делается это следующим образом.

Допустим, имеем матрицу:

>> D=[1,2,6,8; 5,92,11,8; 82,63,4,3]

Сформируем вектор из второго столбца матрицы:

V=D(:,2)

V=

2

92

63

Сформируем вектор из второй строки матрицы D

V2=D(2,:)

V2=

5 92 11 8

Допустим, необходимо из матрицы D создать матрицу 2х2, состоящую из элементов правого нижнего угла матрицы D

G= D(2:3,3:4)

G=

11 8

3

Так - же, можно из двух матриц составить одну. Объединение может быть по горизонтали, то есть объединяются матрицы с одинаковым числом строк.

A=[A1,A2,A3]

Или по вертикали, то есть объединяются матрицы с одинаковым числом столбцов.

A=[A1;A2;A3]

Для выполнения лабораторной работы, рассмотрим ещё несколько полезных функций связанных с работой над матрицами.

A' транспонирование матрицы

A.*B поэлементное умножение матриц

A./B поэлементное деление матриц

Find Функция find определяет индексы элементов массива, которые удовлетворяют заданному логическому условию. Как правило, она используется для создания шаблонов для сравнения и создания массивов индексов. В наиболее употребительной форме функция к = find(х <условие>) возвращает вектор индексов тех элементов, которые удовлетворяет заданному условию.

Size возвращает вектор, в котором первый элемент строки отображает количество строк в матрице, а второй элемент количество столбцов.

Графическое оформление данных

Построение графиков функций в линейном масштабе осуществляется при помощи функции plot.

В зависимости от входных аргументов функция plot позволяет строить один или несколько графиков, изменять цвет и стиль линии и добавлять маркеры на каждый график.

Ниже приведена таблица, в которой содержатся данные для изменения свойств линии.

Таблица 6

Цвет	Тип маркера	Тип линии
Y	Желтый	.	Точка	-	Сплошная
M	Розовый	o	Кружок	:	Пунктирная
C	Голубой	X	Крестик	-.	Штрих-пунктирная
R	Красный	+	Знак “плюс”	- -	Штриховая
G	Зеленый	*	Звездочка
B	Синий	S	Квадрат
W	Белый	D	Ромб
K	Черный	V	Треугольник вершиной вниз
		^	Треугольник вершиной вверх
		<	Треугольник вершиной влево
		>	Треугольник вершиной вправо
		P	Пятиконечная звезда
		H	Шестиконечная звезда

Например

>>x1=[-pi:0.01:2*pi];

>>y1= exp(-0.1*x1).*sin(x1).^2;

>>x2=[-2*pi:0.01:pi];

>>y2= exp(-0.2*x2).*sin(x2).^2;

>>plot(x1,y1,'m,+,:',x2,y2,'g,d,-.')

Получившийся график, представлен на рис. 7

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 7

Ниже приведены некоторые команды для работы с графиком

Figure открывает новое окно для графика

Grid on на график наносится сетка

Hold on для объединения графиков в одних и тех же координатных осях (задается перед построением графика)

xlabel и ylabel - подписи к осям

Например

xlabel(`Время измерений')

ylabel(`Напряжение')

title заголовок

Например

title(`Измерения')

legend легенда

Например

legend (`1 канал', 2 канал)

Пример графика с надписями представлен на рис. 8

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 8

Создание М-файла

M-файлы являются обычными текстовыми файлами, которые создаются с помощью текстового редактора. Для операционной среды персонального компьютера система MATLAB поддерживает специальный встроенный редактор/отладчик, хотя можно использовать и любой другой текстовый редактор с ASCII-кодами.

Открыть редактор можно двумя способами:

из меню File выбрать опцию New, а затем M-File.

использовать команду редактирования edit.

Для данной лабораторной работы М-файл можно использовать, во-первых, для хранения данных и работы с ними. Для записи данных в М-файл нужно открыть редактор. Ввести матрицу, как это было описано выше, и сохранить его под любым именем. Для использования данных, в командной строке введите название, сохраненного М-файла и нажмите Enter. Данные загрузятся в рабочую область MATLAB. Во-вторых, в М-файл можно записать программу для выполнения определенных задач.

Задание для выполнения лабораторной работы

Выполнение лабораторной работы состоит из следующих этапов:

Получение исходных данных

Запись данных в память прибора «Корипс-3А»

Передача данных в компьютер

Обработка данных в среде MATLAB

Подготовка и сдача отчета о выполненной работе

Получение исходных данных

Запись данных в память прибора “Корипс-3А”

Запишите в память прибора “Корипс-3А” данные. Запись данных в память прибора должна осуществляться с выполнением следующих условий:

Длительность записи данных в память прибора и период измерения по времени должны соответствовать вашему варианту (вариант выполнения лабораторной работы получить у преподавателя).

Сделайте несколько записей различных значений напряжения

Во время проведения записи в память прибора, с помощью SA2 (см. методические указания к выполнению лабораторной работы 1 рис. 1), прекратите подачу измеряемого напряжения на вход прибора, на время которое указано в вашем варианте.

В результате, диаграмма, построенная по результатам измерения должна отображать перепады напряжения и выглядеть, примерно, так как показано на рис. 9.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 9

Передача данных в компьютер

Передача данных в компьютер, выполняется так же, как в лабораторной работе 3.

После того, как данные были сохранены в базе данных, их необходимо скопировать в буфер обмена (копирование выполняется посредством нажатия кнопки с изображением ножниц, расположенной на панели инструментов программы VoltNew).

Создайте новый документ MS Word. Скопированные данные, вставьте в созданный вами, документ MS Word. В этом документе данные будут представлены в виде столбцов. Значения каждого из столбцов соответствуют напряжениям, измеренным на соответствующих каналах прибора. То есть значения первого столбца - это значения напряжений измеренных на первом канале прибора «Корипс-3А» и т.п.

Помимо значений напряжений, в документе содержится информация о дате записи в память прибора и имена каналов. Эта информация не нужна для последующего выполнения лабораторной работы и поэтому, ее нужно удалить.

Так как MATLAB для отделения дробной части от мантиссы числа применяется десятичная точка (вместо запятой при обычной записи), то все запятые требуется заменить точками. Делается это так: Меню Правка > Найти> Заменить.

Например. В документ были вставлены следующие данные:

9:40:02

U1	U2	U3	U4
-0,555	-0,554	-0,575	-0,579
-0,555	-0,554	-0,575	-0,579
-0,554	-0,552	-0,573	-0,578
-0,552	-0,552	-0,573	-0,576
-0,552	-0,551	-0,572	-0,576
-0,551	-0,549	-0,570	-0,575
-0,551	-0,549	-0,570	-0,575

После исправлений стало:

-0.555	-0.554	-0.575	-0.579
-0.555	-0.554	-0.575	-0.579
-0.554	-0.552	-0.573	-0.578
-0.552	-0.552	-0.573	-0.576
-0.552	-0.551	-0.572	-0.576
-0.551	-0.549	-0.570	-0.575
-0.551	-0.549	-0.570	-0.575

В таком виде данные готовы для восприятия их MATLAB.

2. Обработка данных в среде MATLAB

В первой части методических указаний к выполнению лабораторной работы 4, был кратко изложен тот минимум, который необходим для выполнения работы. Поэтому, пользуясь этими указаниями выполните следующее:

Запишите данные в M -файл

Постройте график на основе исходных данных. При построение графиков поэкспериментируйте с параметрами графика, которые описаны в первой части методического пособия.

Оцените корреляцию между напряжениями различных записей

Из матриц данных вырежьте сроки, соответствующие резкому перепаду напряжения.

Постройте графики на основании данных, прошедших “обрезку”.

Найдите корреляцию между значениями напряжений после “обрезки”

3. Подготовка и сдача отчета о выполненной работе

Отчет должен содержать:

Графики, полученные в ходе выполнения работы

Значения коэффициентов корреляции до и после “обрезки” скачков напряжения описание всех проделанных вами действий в ходе выполнения лабораторной работы.

цифровой индикация компьютер

Размещено на Allbest.ru

...