Өлшеу құралының жұмысы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 38 бет
Таңдаулыға:

Ф.7.11-19
Тапалов Т

Технологиялық өлшеу мен құралдар

пәніне
зертханалық жұмыстарға арналған

ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР

Шымкент - 2022 ж.

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ МЕН ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

М.ӘУЕЗОВ атындағы ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН УНИВЕРСИТЕТІ

Автоматтандыру, телекоммуникация және басқару кафедрасы

Тапалов Т

Технологиялық өлшеу мен құралдар

пәніне зертханалық жұмыстарға

ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР

6В07110 – Автоматтандыру және басқару мамандықтарына арналған

Оқудың түрі: күдізгі және сырттай

Шымкент -2022 ж.

Құрастырушы: т.ғ.к., АТБ кафедрасынң доценті Тапалов Т, М.Әуезов
атындағы ОҚУ. Технологиялық өлшеулер мен құралдар, пәніне зертханалық
жұмыстарына арналған әдістемелік нұсқаулар.- Шымкент: М.Әуезов атындағы
ОҚУ.
Әдістемелік нұсқаулар Технологиялық өлшеулер мен құралдар, пәнінің оқу
бағдарламасына лайықталынып жүргзілінген және зертханалық жұмыстарын
орындау үшін керекті мәліметтер жинақталынған.

Технологиялық өлшеулер мен құралдар пәнінің әдістемелік нұсқаулары
6В07110 – Автоматтандыру және басқару мамандықтарының студенттеріне
арналған.
Әдістемелік нұсқауларда Технологиялық өлшеулер мен құралдар пәнінің
зертханалық жұмыстарына орындауға керекті мәліметтер келтірілген. LabVIEW,
Electronics Workbench фирмы Interactive Image Technologies (Канада)
программаларын қолдана отырып, жұмысты атқаруға керекті мәліметтер
келтірілген.
Рецензент: М.Әуезов атындағы ОҚУ, АТБ кафедрасының профессоры, т.ғ.д,
Есмағамбетов Б-Б;
М.Әуезов атындағы ОҚУ, АТБ кафедрасының доценті, т.ғ.к, Апсеметов А.
АТБ кафедрасының отырысында қаралып, қолдануға және АТ және Э жоғарғы
мектебінің Оқытудың инновациялық технологиялары және әдістемелік қамтамасыз
ету комитетінде мақұлдаған. Қайта қарастырылып, өңделді және толықтырылды,
хаттама № 5., 25.12. 2022 ж.

М.Әуезов атындағы ОҚУ Әдістемелік кеңесі басылымға шығыруға рұқсат
берді.
© М.Әуезов атындағы ОҚУ, 2022 ж.

© Жауапты Тапалов Т.

Мазмұны

Мазмұны 5
Кіріспе 6
LabVIEW, Electronics Workbench программаларына қысқаша шолу 7
№1 Лабораториялық жұмыс 9
1 LabVIEW графикалық программалау ортасындағы NI-DAQmx тақтасында
орналасқан өлшеу құралдарының жұмысымен танысу 10
1.1 Жұмыстың мақсаты 10
1.2 NI-DAQmx жұмысқа қосу реті 10
№2 Лабораториялық жұмыс 17
Сандық термометрдің жұмысы 17
2.1 Жұмыстың мақсаты: 17
2.2 Өлшеу құралының жұмысы 17
2.3 Лабораториялық жұмыс туралы 17
2.4 Жұмысты орындау реті 18
2.5 Бақылау сұрақтары 20
№3 Лабораториялық жұмыс 21
3 Термостабилизатордың жұмысы 21
3.1 Жұмыстың мақсаты 21
3.2 Өлшеу құралының жұмысы 21
3.3 Лабораториялық жұмыс туралы 21
3.5 Бақылау сұрақтары 23
№4 Лабораториялық жұмыс 24
4 Шығын өлшейтін анемометр 24
4.1 Жұмыстың мақсаты 24
4.3 Өлшеу құралының жұмысы 25
4.4 Жұмысты жүргізу реті 26
4.5 Бақылау сұрақтары 27
№ 5 Лабораториялық жұмыс 28
5 Автоматты потенциометрді тексеру 28
5.1 Потенциометрдің элементтерінің шамаларын анықтау 30
5.2 Поенциометрдің элементтерінің мәндерін анықтау реттері 33
№ 6 Лабораториялық жұмыс 36
6Автоматты теңестірілген көпірлерді тексеру 36
Әдебиеттер тізімі 47

Кіріспе

Технологиялық процестерді толық жетілдіре түсу және оны басқару
өндірістік объектілердің тиімділігін арттыра түседі. Сонымен қатар,
автоматты түрде өндірісті басқару үшін электронды есептеу машинасының
алатын орыны бөлек. Микро-электронды есептеу машинасының көмегімен
объектіде болып жатқан шексіз мәліметтерді өңдей отырып, технологиялық
процестерді ең жаксы, үйлесімді жүйеге келтіруге болады. Бірақ мұны іс
жүзіне асыру көптеген жағдайларға байланысты болып келеді. Мысалы,
объектіден келіп түсетін мәліметтерге, сезгіш элементтердің дәлдігіне,
өлшеу құралдарының күйіне сонымен қатар, объектіде болып жатқан құбылыстар
туралы белгі беретін кұралдарға байланысты болады.
Автоматты басқарудың жүйесін жобалаған кезде объектідегі жүріп жатқан
технологиялық процестердің негізгі деген параметрлерін өлшеу құралдарының
дәлдігінің төмендігінің салдарынан анықтауға мүмкіншілік болмай қалатын
жағдайлар кездеседі. Сонымен қатар, технологиялық процестерді білетін
технологтар, өлшеу құралдарының өлшеу мүмкіншіліктерін және метрологияға
қатысты сұрақтарды біле бермейді.
Технологиялық процестерді автоматты түрде реттегіш жүйенің негізі, сол
процестерді атоматты түрде бақылау болып табылады. Яғни, технологиялық
процестерді бақылау үшін, процестердің қайсыбір қасиетін сипаттайтын шаманы
(параметрін) өлшеу қажет. Өлшеу үшін арнайы өлшеу құралдарының құрылыстары
бір-біріне ұқсамайтын әрқилы болуы да мүмкін.
Зертханалық жұмыста технологиялық параметрлердің мәндерін бақылау және
олардың қателерін талдаулар қарастырылады.

LabVIEW, Electronics Workbench программаларына қысқаша шолу

Electronics Workbench (EWB) программалық комплексті пайдалана отырып,
радиоэлектронды схемаларды талдау мен оларды қазіргі кездегі
компьютерлердің көмегімен моделдеу әдістері қарастырылады.
EWB программасы электр тізбектерін моделдеуге, тестілеуге және электр
схемаларын құрастыруға, оларды дер кезінде жөндеуге мүмкіншілік береді. Бұл
программаның дұрыс істеуі үшін IBM фирмасының компьютерлері мен 486
жоғарғы процессорлар қажет.
EWB программасы болса, өте қарапайым электрлік схемадан бастап күрделі
схемаларды жинауға мүмкіншілік береді.
Осы программалардың көмегімен студенттер электрлік схемаларды жинап, оны
оқуға, түсінуге. Программалармен жұмыс істеудің нәтижесінде элетрлік
схемаларды талдауға мүмкіншілік береді. EWB схемаларын құра отырып,
студенттер олардың мәндерін өзгертуге, схемаларды дер кезінде жөндеуге
мүмкіншіліктері болады.
Сонымен қатар, студенттер EWB пайдаланып, өндірістерге енгізетін электр
схемаларын да жинай алады.
Қазіргі кездері радиоэлектронды схемаларды жасауды компьютерсіз жүзеге
асыру өте қиын. Сондықтан да EWB көмегімен схемалардың әртүрлілерін жинап
іс жүзіне асыру өте тиімді. Мұндай схемаларды жоғарғы оқу орындарында
лабораториялық жұмыс жүргізу үшін және де кәсіп орындарында күрделі
схемаларды жинайды.
EWB көптеген шет елдердің жоғарғы оқу орындарында қымбат лабораториялық
қондырғыларды осылармен алмастырған өте пайдалы екендіктеріне көздері
жетті. Схемаларды EWB тез арада жинап, арнайы көптеген талдауларды аз
уақыттың ішінде жүргізуге болады.
Electronics Workbench V.5.0C программасымен жұмыс істеу үшін IBM - жеке
компьютер керек (Pentium болғаны дұрыс). Windows 3.1 (Windows 95, Windows
98,Windows 2000, Windows ХР) операционды жүйе болуы керек..
Жұмыс істеу алдында Electronics Workbench программаларын компьютерге
енгізіп жұмысқа қосу керек.
Схемадағы детальдарды Electronics Workbench жұмысшы орнына, яғни
жұмысшы терезесіне шығару керек. Ол үшін тышқанның сол пернесін басып,
жаңадан шыққан терезеден керекті моделдерді алып, сол пернені жібермей
орналсатын жерге жеткізіп пернені босатады. Схеманы жинау үшін Function
Generator- импулстер генереторы, Resistor -кедергісі, конденсатор
-Capacitor, осциллограф- Oscilloscope және жерге қосу нүктесі –Ground
керек. Кедергі, конденсатор Basics – топтамасынан табылатын болса, жерге
қосу нүктесі Sources - топтамасынан, осциллограф пен импулстер генераторы
Instruments – топтамасынан табуға болады.
Әрбір элементтердің бір-бірімен қосу нүктелері бар. Элементтерді бір-
бірімен қосу үшін тышқанның сол пернесін басып отырып, қосу нүктесінен
сымды келесі элементтің қосу нүктесіне жеткізу керек.
Схема жиналып болғаннан кейін мәзірдегі арнайы команда арқылы жұмысқа
қосуға болады.
Схеманы талдау жасау үшін әрбір элементтің мәндерін өзгертіп
осциллографтан осцилограмманы көруге болады. Мұндай әдіс тез арада көптеген
тәжірбиелер жасауға мүмкіншіліктер береді.
LabVIEW ортасында өлшеу құралдарын, мультиметрді, осциллографты, яғни
физикалық құралдарды имитация жасайтын программаларды виртуальды өлшеу
құралдары деп атайды.
LabVIEW ортасы болса, мәліметтерді талдауға, сақтауға және оларды
түзеуге керекті құралдарға өте бай.
Мәліметтерді жинауда, оларды талдауда және басқаруда National
Instruments фирмасының программалар тобы мен құралдарының негізгі
принциптері дербес компьютерлерді метрологиялық сипаттамаларға сәйкес өлшеу
құралдарының жиынтығын ұйымдастыру болып табылады.
LabVIEW жүйесінде өлшеу құралдарының жиынтығын жасау, технологиялық
процестерді басқару мен бақылау үшін қолданылатын сезгіш элеметтер мен
басқару қодырғыларына дейінгі аралықты қамтиды.
Осы жүйенің программалар тобының пайда болуы және оны дұрыс пайдалана
білу, объектегі процестердің технолгогиялық параметрлерінің өзгеру
шамаларын және оны дер кезінде басқаруға мүмкіншілік туғызады. Бірнеше
сезгіш элементтердің, аналогті – сандық өзгерткіштердің және керекті
программалардың көмегімен, әртүрлі өлшеу құралдарын құрастыра отырып
көптеген өлшеулерді ұйымдастыруға болады. Бұл виртуальды өлшеу құралдарының
негізгі ерекшеліктері.
LabVIEW программалау график түрінде жүргізіледі. Бұрығы алгоритмдік
тілдердегідей жазба түренде жазылмайды. Тек қана құрастырушыға процестерді
басқару мен бақылау, параметрлерді өлшеу алгоритмдерін құрастырса болғаны.
LabVIEW программасының қазіргі 8.12. варианттарының мүмкіншіліктері өте
жоғары.
LabVIEW ортасында құрастырылған кез-келген программа екі бөліктен
тұрады. Біріншісі опрератордың интерфейсі орналасқан бет парақтан және
график түріндегі программалар кодынан тұратын диаграммалар блогынан тұрады.

LabVIEW программасын жазу, тұтынушының интерфейсін, басқаша айтқанада
бет парағын жасаудан басталады. Бұл бетте керекті басқару элементтері мен
индикаторлар орналасады. Басқару элементтеріне енгізу элементтері, басқару
пернелері және бағаналар жатады. Ал индикаторларға жарық диодтары,
графикткер мен басқа да шығару элементтері кіреді. Осы тұтынушы
интерфейсін жасап болғаннан кейін, блок- диаграммасын жасауға кірісу
керек. Ол үшін қосымша виртуальды өлшеу құралдары қолданылады.
Сонымен қатар, LabVIEW программалау ортасы, мәліметтерді жинақтайтын
қондырғылармен және GPIB, PXI, VXI, RS232, RS485 қондырғыларымен жалғасуды
ұйымдастыруға өте ыңғайлы екендігін көрсетті.

№1 Лабораториялық жұмыс

1 LabVIEW графикалық программалау ортасындағы NI-DAQmx тақтасында
орналасқан өлшеу құралдарының жұмысымен танысу

3 Жұмыстың мақсаты

LabVIEW графикалық программалау ортасындағы NI-DAQmx тақтасында
орналасқан өлшеу құралдарының жұмысымен танысу. Сезгіш элементтерден келіп
түсетін сигналдардың каналдарын дайындау. Компьютерге енгізуге дайындау.

4 NI-DAQmx жұмысқа қосу реті

Қарастырылатын мәселе, ол LabVIEW графикалық программалау ортасындағы NI-
DAQmx тақтасында орналасқан өлшеу құралдарының жұмысымен танысу. Мұнда да
аналогты және сандық кіру мен шығу сигналдарының жұмыстарымен және олардың
ерекшеліктерімен танысамыз.

1.1.сурет. DAQmx –Data Acquisition политрасы

NI-DAQmx программасын орнатқаннан кейін ондағы:
Measurement IO DAQmx –Data Acquisition политрасында –тақтайшасында
қажетті өлшеу құралдарының орналасқанын байқауға болады.
Осы құралдарды пайдаланып, LabVIEW графикалық программалау ортасында
өлшеу құралдарын құрастыруды қарастырамыз.
DAQmx Assistant көмегімен өлшеу құралдарын құрастыруға және NI-DAQmx
программаларын іске қосады. DAQmx –Data Acquisition тақтайшасындағы DAQmx
Assistant құралын Block Diagram тақтайшасына шығырып (1.2. сурет), кіретін
және шығатын сигналдарды өлшеуге болады.

1.2.сурет. Block Diagram тақтайшасына DAQmx Assistant шығару

Block Diagram тақтайшасына DAQmx Assistant шығарғаннан бастап, жаңа
тапсырмаларды, яғни, мәліметтерді жинастыру және сигналдарды генерациялау
жүргізіледі.

1.3.сурет. Analog Signals Analog Input Voltage таңдау

Орындалатын тапсырмалар анықталысымен NI-DAQmx баптау терезесі ашылады.
Жаңа тапсырмалар мен программалардың құрамын, құрылымын ұйымдастыруға
мүмкіншілік пайда болады.
Жоғарғыдағы суретте (1.3.сурет) көрсетілгендей Analog Signals Analog
Input Voltage рет ретімен шертсек, бұл дегеніміз кіретін сигнал
аналогты және оның өлшем бірлігі вольт екендігін білдіреді.
Voltage шерткен кезде төмендегі суреттегі (1.4.сурет) көрініс пайда
болады.
Осы суретте келтірілгендей физикалық каналдар анықталынады. Олар ао0,
ао1, ао2.
Келесіде Finich пернесін шертіп, ао0, ао1, ао2 каналдарын таңдағаннан
кейін, сол өлшеу құралына кіретін сигналдың шамасын 0-10 В деп белгілейміз.

Сонымен қатар өлшеу құралына келіп түсетін сигналды 0 -20 мА деп те
алуға да болады. Бұл дегеніміз сезгіш элементтерден келіп түсетін сигналдар
аналогты сигнал, әрі халықаралық стандартқа сай екендігін білдіреді. Бірақ
біздің шешетін мәселеміз технологиялық процестердегі технологиялық
параметрлерді өлшеп, оның шамаларына сәйкес шешімдер қабылдау қажет.

1.4.сурет. ао0, ао1, ао2 каналдарын таңдау

Сондықтан да сезгіш элементтерден келіп түсетін сигнал сандық сигнал, не
болмаса аналогты 4-20 мА сигналға тең.
Біз мысалы ретінде 0-10 В деп алып отырмыз. Және шкаланың шамасы MyScale
анықталынған.
Осы баптауларды ОК пенесін шертіп , келісетін болсақ, DAQmx Assistant
өлшеу құралының data деген терезесі пайда болады.
DAQmx Assistant өлшеу құралын Аналогты сигналды енгізу деп сақтап
қойған жөн.
DAQmx Assistant үстінде тұрып, тышқанның оң пернесін шертіп, Generate
NI-DAQmx code іске қоссақ, DAQmx Assistant өлшеу құралы NI-DAQmx кодына
ауысады.
Ол код автоматты түрінде өзі өлшеу (1.5.сурет) құралдарын құрастырады.
Қажет емес өлшеу құралдары белгіленеді. Оларды алып тастау керек.

1.5.сурет. Кіру сигналының шегін белгілеу

Белгілі, Rt = Ro(1+αt) теңдігінде келтірілгендей температура мен сезгіш
элементтің кедергісінің арасында тура пропорционалдық қатынасты оңай
байқауға болады.
аі0, аі1, аі2 каналдары арқылы объектен келіп түсетін температураға тура
пропорционал кедергілердің өзгеру шектерін орнатамыз.
Бұл суреттен кіру сигналына үш аi0- ai2 каналдарын дайындағандық болып
есептелінеді. Next пернесін, келесі суреттегі ‘Finich’ пернесін шертіп,
1.6. суреттегі келтірілген өлшеу құралының бағанасын анақтайтын, әрі
баптайтын кестені аламыз.
Мысалыға, аі0 каналының шамасын (min=100 Om; max=110 Om); аі1
каналының шамасын (min=110 Om; max=120 Om); аі2 каналының шамасын
(min=120 Om; max=130 Om) белгілесек, осы аралықтарда сезгіш элементтердің
кедергілері өзгеретіндігін көрсетеді.

1.6.сурет аі0 каналының шамасын белгілеу (min=100 Om; max=110 Om)

1.7.сурет. 1.6.суретке мысалы. Front Panel тақтайшасындағы программаның
көрнісі

Жұмысқа тапсырма мен орындалу реті:

а) 4-5 сезгіш элементтерден келіп түсетін сигналдардың каналдарын
дайындап, басқару құралына енгізуді жүргізу;
б) Front Panel мен Block Diagram тақтайшаларындағы программасын
құрастырыңдар;
в) 1.8.суретті негіз ретінде пайдаланыңыз.

1.8. сурет. Block Diagram тақтайшасындағы программаның көрнісі

г) 1.8.суреттегі Формула өлшеу құралындағы сезгіш элементтің номиналды
статикалық сипаттамасын (НСС) өзгертіңіз.
Кедергі сезгіш элементтердің НСС 100М, 100П, 50М, 50П., т.б. болатындығы
белгілі.
д) НСС өзгертіп, Front Panel мен Block Diagram тақтайшаларындағы
программасын құрастырып, оқытушыға көрсетіңіз.
е) зертханалық жұмыс туралы есеп жасаңыз. Оның құрамына қысқаша DAQmx
Assistant көмегімен өлшеу құралдарын құрастыруға және NI-DAQmx
программаларын іске қосу туралы мәліметтер және жұмысты орындау реті мен
программалар келтіріледі.

№2 Лабораториялық жұмыс

Сандық термометрдің жұмысы

2.1 Жұмыстың мақсаты:

Лабораториялық жұмыс сандық термометрдің жұмысын оқып білу, сонымен
қатар олардың шамаларын өзгертіп эксперименттер жасауға және пайда болатын
қателерді азайтуға негізделінген.
Электр тізбектері “Electronics Workbench EDA” жиналғандықтан осы
программаның жұмыс істеуін міндетті түрде білулеріңіз қажет. Ол үшін
“Electronics Workbench EDA” программасыны туралы мәліметтермен танысу
қажет. Ондай мәліметтер осы әдістемеде де аз мөлшерде келтірілген.
Толығырақ мәліметтерді арнайы әдебиеттерден оқуға болады.

2.2 Өлшеу құралының жұмысы

Сандық вольтметрдің жұмысы: аналогты-сандық өзгерткішке өлшенетін кернеу
беріледі де өзгертілген сандық сигнал (0111) дешифраторға беріліп, жеті
сегментті индикатордың кодына айналдырылады ( 2.1. сурет). Сандық индикатор
кіретін кернеудің мәнін көрсетеді.

2.1.сурет. Сандық вольтметрдің схемасы.

2.3 Лабораториялық жұмыс туралы

Лабораториялық жұмыстың схемасы 2.1,2.2.суреттерде келтірілген. Схеманың
сол жағында өлшейтін көпірдің схемасы келтірілген. Температураны сезгіш
элемент ретінде R Datchik кедергісі қолданылады.
V1 вольтметрі көпірден шығатын кернеудің мәнін көрсетеді. Ол кернеу
компараторға (суретте Compare – деп белгіленген) беріледі. Компаратор
болса, екі кернеуді салыстырып, 1 мәліметті береді, егер бір кернеу
екінші кернеуден үлкен болса, 0 мәліметті береді егер бірінші кернеу
екіншісінен кем болғанда. Такті генератордан импулстер И логикалық
элементке беріледі.
Бұл элемент есептеуіш Counterге такті импулстерді беретін кілт болып
есептелінеді. Осыдан шыққан такті сигналы 8- разрядты есептеуішке (схемада
- 8-Bit-C) беріледі. Ол болса кіретін импулстерді санап, екілік кодты
сандық-аналогты өзгерткішке (САӨ) жеткізеді. САӨ кернеу компараторға
(Compare) жеткізіліп, көпірден келетін кернеумен салыстырылады. Әрбір
есептеуіштен екілік сигнал дешифраторға ( схемада D1, D2, D3) жеткізіліп,
екілік кодтар ондық кодтарға өзгертіледі. Осы сандар 0 ден 100 C
аралығындағы температураның мәнін көрсетеді.
Мысалы: R Datchik көпірдің өзгеретін кедергісі болсын. 5ºC температураға
сәйкес келетін кедергінің мәнін 5% етіп орнатамыз. Өлшеу көпірінен Uвых1
сигналы компараторға береіледі. Бірақ копаратор болса, 1 сәйкес сигналды
береді. Себебі, САӨ кернеу нөлге тең.
Генератор такті импулсті ашық тұрған И элементіне береді де сол
импулсті есептеуішке өткізіп жібереді. Бірінші импулс 8- разрядты
есептеуішке жетіп оны 00000001 жағдайға ауыстырады. САӨ берілген екілік
сигнал одан шығарда көпірдің батареясының жүзден бір бөлігіне тең кернеу
орнатылады. Бұл кернеу Uвых1 кернеуінің мәнінен аз болғандықтан компаратор
1 жағдайын сақтап қалады. Такті импулстер есептеуіке келіп түсуін
жалғастырып жатады. Цикл қайталанады. Бір кездерде САӨ шығатын кернеудің
мәні Uвых1 кернеуінен көп, не болмаса, тең болғанда компаратор 0
жағдайына көшіп, такті сигналдарын есептеуішке беруін тоқтатады. Сандық
индикаторлар 5 санын көрсетеді. Бұл температураның 5% мәніне тең.
Бұл өлшеу құралы кернеудің өзгеруін өте сезгіш келеді. Сондықтан да
өлшеу құралына берілетін аналогты сигнал температураның өзгеруіне тура
пропорционал болғаны жөн.

2.4 Жұмысты орындау реті

Жұмыс басталмас бұрын өлшеу құралының өлшеу шектерін анықтап алу керек.
Содан кейін төмендегілерді орындау қажет:
SA1 қосқышын жоғағы қалыпқа көшіру керек;
Лабораториялық қондырғыны іске қос;
R Datchik кедергісін 0% орнат та вольтметрдің V1 көрсетуін жазып ал.
Umin кернеуі нөл градусқа сәйкес келеді.
R Datchik 100% жеткіз. Ол шкаланың ең жоғарғы мәніне сәйкес келеді. V1
вольтметрдің көрсетуін жазып ал. Бұл кернеу Umax, өлшеу құралының ең
жоғарғы мәніне сәйкес келеді.
∆U кернеуінің мәнін есептеп тап. Оның мәнін төмендегі теңдіктің көмегімен
анықтау керек.
∆U=(Umax-Umin)M; мұндағы M – шкаланың шамасы.
E2 ток көзінің мәнін, кернеудің мәнін, есептеп тап. Ол үшін ∆U-ды, 8-
разрядты есептеуіштің модуліне көбейту қажет (схемада 8-Bit-C), яғни, 256
санына.
Табылған Е2 кернеуінің мәнін схемадағы кернеу көзіне орнату қажет. Ол үшін
тышқанның пернесі арқылы Е2 ток көзінің үстінен екі рет басу керек те
Voltage(V) жолына оның мәні болатын ∆U*256 орнату қажет.
Осыдан кейін схеманы тексеріңдер. R Datchik кедергісінің мәнін 1% жеткіз.
Ол шкаланың 0.01 бөлігіне тең.
Қосқышты SA1 төменгге қаратып қою керек. Біраз уақыттан кейін өлшеу құралы
0.01*M көрсетеді.

2.1.сурет.

2.2.сурет.

2.5 Бақылау сұрақтары

Сандық вольтметрдің жұмысы туралы не білесіздер?
Термометрдің жұмысын түсіндіріңіз.
Компаратордің жұмысы туралы мәліметтер.
САӨ жұмысы мен қолданатын жері.
Қандай қателердің түрлерін білесіздер?
Жұмыс туралы оқытушыға жауап беріп, өткізуге дайындаңыздар.

2.6 Лабораториялық жұмыстың есебін дайындау

Лабораториялық жұмыстың жүргізу шартын, негізгі мақсатын келтіріңіз;
Жұмыстың схемасын келтіріңіз;
Жұмыстың орындалуы туралы мәліметтерді келтіріңіз
Керек болса кестегі енгізіңіз.

№2 Лабораториялық жұмыс

3 Термостабилизатордың жұмысы

3.1 Жұмыстың мақсаты

Лабораториялық жұмыс термостаблизатордың жұмысын оқып білуге, сонымен
қатар температураны өлшеуге және қателер көзін анықтап білуге арналған.
Электр тізбектері “Electronics Workbench EDA” жиналғандықтан осы
программаның жұмыс істеуін міндетті түрде білулеріңіз қажет. Ол үшін
“Electronics Workbench EDA” программасыны туралы мәліметтермен танысу
қажет. Ондай мәліметтер осы әдістемеде де аз мөлшерде келтірілген.
Толығырақ мәліметтерді арнайы әдебиеттерден [26] оқуға болады.

3.2 Өлшеу құралының жұмысы

Өлшеу құралын пайдаланудағы мақсат, ол бақылайтын ортаның
температурасын белгілі бір деңгейде ұстап тұру. Бұл құралдың жұмыс істеуі
термокедергіге түскен кернеудің мәнін өлшеу. Өлшенген кернеу компаратордың
міндетін атқаратын И-НЕ логикалық элементке жеткізіледі. Компаратрдың
жұмысқа қосылу шегі 2,5В. Ортаның температурасының өзгеруіне байланысты
термокедергінің мәні өзгеруіне байланысты оған түсетін кернеудің де шамасы
өзгереді. Өлшенетін температураның мәні белгілі бір шекті мәнге жеткен
кезде компаратор басқа тұрақты қалыпқа көшеді. Осының нәтижесінде
қыздыратын элементтің жұмысын басқарып отырады.

3.3 Лабораториялық жұмыс туралы

Лабораториялық жұмыстың схемасы 3.1.суретінде келтірілген.

3.1.сурет - Лабораториялық жұмыстың схемасы

Температураны өлшеу үшін сезгіш элементтер қолданады. Сезгіш элементтер
әртүрлі металдардан жасалады: мысалыға мыстан, платинадан, темірден т.б.
материалдардан. Сезгіш элементтерді өлшейтін ортаға орналастырады. Сол
ортаның температурасы өзгергенде сезгіш элементтердің электр кедергілері
температураға сәкес өзгереді.
Осы лабораториялық жұмыста сезгіш элеметтер рөлін жартылай өткізгіштер
атқарады. Сезгіш элементтер Rt1 және Rt2 кернеуді бөлгішке R1 мен R2
кедергілерімен бірге қосылған. Бұл екі сезгіш элементтер бір-бірін қолдап,
біреуі жұмыстан шықса екіншісі жұмысқа кіріседі. R1 и R2 кедергілері жұмыс
істеу шектерін шектеп отырады. Егерде, өлшенетін ортаның, мысалыға
бөлменің, температурасы шектен төмен болған жағдайда, онда Rt1 түскен
кернеу жұмысқа қосылу шегінен жоғары болады да логикалық элемент DD1.2 лог
0 күйге өтеді. Лог 0 күй болса, DD1.2 элементің шығу нүктесі арқылы
DD1.3 элементін лог 1 күйіне ауыстырады. Осы 1 күйі басқару схемасын
іске қосып қыздыру элементінің жұмысын басқарып отырады. Бөлмеде
температура көтеріле бастайды. Rt1 сезгіш элементінің кедергісі азая
түседі. Сезгіш элементтегі түскен кернеудің мәні болса төменгі шектен де
төмендеудің нәтижесінде DD1.2 элементі лог 1 күйіне өтеді де DD1.3
элементін лог 0 күйіне көшіреді. Осыған байланысты басқару схема қыздыру
элементін істен ажыратады.
Жұмыс істеу циклі қайталанады. Берілген кедергілердің R1 және R2
мәндеріне сәкес бөлменің, өлшенетін ортаның температурасы тұрақталынады. V1
и V2 вольтметрлері Rt1 и Rt2 сезгіш элементтеріне түсетін кернеулердің
мәндерін өлшейді. Е1 және Е2 лампалары Rt1 және Rt2 сезгіш элементтерінің
жұмысын сигналдайды.

3.4 Жұмысты жүргізу реті

R1=20% и R2=40% , Rt1=0 и Rt2=0% мәндерін орнатыңыз.
Термостабилизатордың жұмысын Rt1 және Rt2 мәндерінде зерттеу.
Схеманы қосыңыз.
Rt1=10% және Rt2=10% мәндерін орнатыңыз. Rt1 және Rt2 сезгіш элементтері
ажыратылып тасталған. Лампалар сигналдамайды.
V1 и V2 Вольтметрлердің мәндерін жазып алыңыз.
Rt1=30% и Rt2=30% мәндерін орнатыңыз. Rt1 сезгіш элементі жұмысқа
қосылады, ал Rt2 болса қосылмайды. Бұл жағдай Rt1 сезгіш элементінің
жұмысқа қосылу шегінің Rt2 қарағанда төмен екендігін көрсетеді.
V1 және V2 көрсетулерін жазып алыңыз.
Rt1=50% және Rt2=50% мәндерін орнатыңыз. Rt2 сезгіш элементі жұмысқа
қосылады. Бұл жағдай сезгіш элементтердің бір-бірінен тәуелсіз екендігін
көрсетеді.
Бірнеше мәндерін өзгерте отырып, мәндерін жазып алып кестеге енгізіңіз.

3.5 Бақылау сұрақтары

Өлшеу құралының жұмысын түсіндіріңіз.
R1 және R2 не үшін қолданады?
Сезгіш элементтер деген не?
Температураның өзгеруіне байланысты сезгіш элементтің қандай параметрі
өзгереді?
Тағыда қандай сезгіш элементтерді білесіз?
Жұмыс туралы тапсырманы оқытушыға тапсырып, өткізіңіз.

3.6 Лабораториялық жұмыстың есебін дайындау

Лабораториялық жұмыстың жүргізу шартын, негізгі мақсатын келтіріңіз;
Жұмыстың схемасын келтіріңіз;
Жұмыстың орындалуы туралы мәліметтерді келтіріңіз
Керек болса кестегі енгізіңіз.

№3 Лабораториялық жұмыс

4 Шығын өлшейтін анемометр

1 Жұмыстың мақсаты

Лабораториялық жұмыс анемометрдің жұмысын оқып білуге, сонымен қатар
шығынды өлшеуге және қателер көзін анықтап білуге арналған.
Электр тізбектері “Electronics Workbench EDA” жиналғандықтан осы
программаның жұмыс істеуін міндетті түрде білулеріңіз қажет. Ол үшін
“Electronics Workbench EDA” программасыны туралы мәліметтермен танысу
қажет. Ондай мәліметтер осы әдістемеде де аз мөлшерде келтірілген.

1. Теориялық бөлім

Шығынды өлшеу құбыр арқылы өтетін газ бен сұйықтың жылдамдығы мен
шығынының арасындағы тәуелділікке негізделінген:

, [м3с]

мұндағы: Q – газ бен сұйқтың шығыны,м3с; V – құбырдағы ағынның
жылдамдығы, мс; S – құбырдың қимасының ауданы, м2.
Сұйық пен газдың шығынын өлшеу үшін схемада сезгіш элемент ретінде
кремнийден жасалған диод қолданылады.
Өлшенетін ортаның жылдамдығының өзгеруіне байланысты сезгіш элемент
рөлін атқаратын кремний диодының өткізгіштігі өзгереді. Сезгіш элементтің
мұндай қасиеті ауаның, әртүрлі газдардың аз мөлшердегі шығынын өлшеуге
мүмкіншілік береді. Ал, сұйықтардың шығынын өлшеу үшін осы сезгіш
элементтің тұратын жерін аз ғана конструктивті өзгертіп оңтайлы қолдануға
болады.

4.3 Өлшеу құралының жұмысы

Өлшейтін орта газ, не болмаса, сұйық сезгіш элемент орналасқан құбыр
арқылы өткенде онымен жанасып өтеді. Осының нәтижесінде кремнийден жасалған
сезгіш элемент, диодтың аз да болса температурасы өзгереді.
Температурасының өзгеруі сол оратның жылдамдығының өзгеруіне байланысты.
Өлшенетін ортаның жылдамдығы жоғарылаған сайын сезгіш элементтің
температурасы да жоғарылай түседі.
Кремнийден жасалған сезгіш элементтің температурасы жоғарылаған сайын
диодтың p-n- өткелінің температурасы да көбейеді. Осы p-n- өткелінің
қызуына байланысты зарядтарды тасымалдаушы процес үдей түседі (тесік – +
және электрондар – –). Мұндай процес болса, сезгіш элементтің электр ток
өткізгіштігін арттыра түседі.
VD(t) диодының өткізгіштігінің көбейуіне байланысты оның кедергісі азая
түседі:
,
(4.1)
мұндағы y – диодтың өткізгіштігі; R – диодтың кедергісі.
Диодтың кедергісі R өзгерсе, R1-R2 және VD(t)-VD екі теңестірілген
иіннен тұратын VD(t) көпірі, тепе-теңдік қалыптан шығады да екі “a” және
”b” нүктелерінің арасында Uab кернеу пайда болады. Бұл кернеу опреационды
күшейткішке ОУ беріледі де UВЫХ мәніне дейін күшейтіледі.
UВЫХ кернеуі болса, өлшеу құралына жеткізіледі. Сонымен қатар осы сигнал
басқа да өлшеу құралдарына жеткізілуі мүмкін, мысалыға, элетронды есептеу
машинасына. Электронды есептеу машиналарын пайдалана отырып
технологиялық процестерді автоматты түрде басқаруға болады. Схемадағы VD
диоды сыртқы ортаның температурасының, не болмаса өлшенетін ортаның
температурасының өзгеруін ескеретін болады. Сондықтан да мұндай элементтер
өлшенетін ортаға орналастырылады.
Егер өлшенетін ортаның температурасы tср, онда сезгіш VD(t) элементте
VD диоды сияқты бірдей ортада болады. Осындай кезде сезгіш элемет пен
диодтың кедергілері мен өткізгіштері біркелкі болады да көпір тепе-теңдік
жағдайда болады.
Өлшенетін ортаның жылдамдығы өзгерсе, VD(t) диодының кедергісі өзгере
бастайды да VD диодының кедергісі өзгеріссіз қалады. Мұндай жағдай көпірдің
тепе-теңдік қалпын бұзады. Uab кернеуі өзгереді. Операционды күшейткіштің
көмегімен бұл сигнал күшейтіледі.

4.4 Жұмысты жүргізу реті

( Температура мен Uab және Uвых арасындағы байланысты анықтаймыз :
Uab=f(t) , Uвых=f(t).
VD(t) және VD диодтарының температурасын “0” етіп орнат;
Схеманы жұмысқа қосыңыз;
VD(t) диодының температурасын 100 қадаммен өзгертіп, V1 және V2
вольтметрлердің көрсетулерін 4.1.кестесіне енгізіңіз.
4.1.кесте

10-15 өлшеулерді жүргізіңіз де 4.1. кестедегі мәндерді пайдаланып: Uab=f(t)
, Uвых=f(t) графигін тұрғызыңыз.
Схеманы ажыратыңыз.
( Өлшеу құралының көрсетуі сыртқы ортаның температурасының өзгеруіне
тәуелділігін VD диодының көмегімен анықтаңыз.
Егер де өлшенетін ортаның температурасы 00 болса, сыртқы ортаның
температурасы 200 болған жағдайда, tVD(t)=00 , а tVD=200 .
Схеманы іске қосыңыз.
VD(t) және VD диодтарына жоғарыда берілген температураны орнатыңыз.
VD(t) бастапқы температурадан бастап әр 10 градус сайын 1000 дейін
орнатыңыз.
VD(t әрбір өзгеруінде кернеудің өзгеруін V1 және V2 көмегімен 4.2.кестеге
жазыңыз.
4.2.кесте

Uab=f(t) , Uвых=f(t) графигін келтіріңіз.
( Кестедегі мәндерді өңдеу:
( зерттеудегі V1 вольтметрінің көрсетуін( зерттеудегі V1 вольтметрдің
көрсетуімен салыстырыңыз.
Абсолютті қатенің мәнін табыңыз:
, мұндағы,
Uab1 – Uab бірінші зерттеудегі;
Uab2 – Uab екінші зерттеудегі.
VD диодын пайдаланудың маңызы туралы қорытынды.

4.5 Бақылау сұрақтары

Өлшеу құралының жұмысы неге негізделінген?
Сезгіш элемент рөлін не атқарады?
VD ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.