2. Порядок виконання лабораторної роботи Завдання для всіх варіантів V 1...V 99

1. Під’єднати пристрій "LPT_Sensor_10h" (див. додаток А) до комп’ютера за допомогою стандартного кабелю принтера, ввімкнути живлення плати (напруга 4.5 В, полярність „+”). Запустити керуючу програму „LPT_Sensor_10s” (див. додаток Б) на виконання.

2. Тумблером S2 на платі пристрою встановити значення „Т”, тобто в такому режимі сигнал на АЦП подається з термосенсора.

3. Отримати два значення напруги з термосенсора командою „Зчитати_U” при розміщенні сенсора на пристрої в початковому положенні. Для кожного виміру в звіт записати отримані значення U_Bit, U_d та U, які відповідають напрузі на вході АЦП. При цьому, оскільки резистивний дільник (атенюатор) зменшує напругу з термосенсора в k_U разів (k_U=2.18 для пристрою „LPT_Sensor_10h_1” і k_U=2.11 для пристрою „LPT_Sensor_10h_2”), тому напруга на виході термосенсора U_T = U ∙ k_U (рис. 2.1). На основі формули (1.3) абсолютна температура сенсора T=U_T / k_T. Для двох зчитаних значень напруги розрахувати абсолютну температуру T сенсора та температуру T_С в градусах Цельсія.

Рис. 2.1. Звязок напруги U_T  на виході термосерсора та напруги U  на вході АЦП

4. В

   Лабораторна робота № 1

   иміряти температуру сенсора у часі t при короткочасному нагріванні. Зчитування сигналу почати командою „Пуск”. Після цього через 1 с тумблером S1 ввімкнути нагрівач сенсора два рази: на 1 с та на час секундах, рівний молодшій цифрі числа V, інтервал між нагріванням вибрати рівним 1 с. Виміри проводити при частоті дискретизації f_d = (20 + V₂) Гц, де V₂ – старша цифра варіанту V, кількість точок Q_I =501. Для встановлення частоти дискретизації вибрати відповідний час дискретизації (Time_Discret). Отриману екранну форму з графіком напруги на вході АЦП U_N(t) вставити у звіт, залежність U_N(t) зберегти у файлі. На основі значень U_N(t) обчислити Q_I значень напруги U_NT(t) на виході термосенсора. Враховуючи зв’язок напруги на сенсорі та його температури, розрахувати на основі U_NТ(t) залежність температури у градусах Цельсія від часу T_СN(t). Залежності U_NT(t), T_CN(t) зобразити у вигляді графіків та вставити у звіт. Зобразити у вигляді графіку такий фрагмент U_NT(t), для якого діапазон зміни напруги не перевищував би 0.01 В. До звіту додати у вигляді таблиці перші 10 значень сигналів: i (номер точки), t_i, U_N(t_i), U_NT(t_i), T_N(t_i), T_CN(t_i).

5. Виміряти температуру сенсора у часі t при тривалолому нагріванні. Тумблером S1 ввімкнути нагрівач сенсора через 3 с після команди „Пуск” на час t_N секундах, рівний номеру варіанта V при V<30 (якщо 30<V<60, то t_N = V-30; якщо 60<V<90, то t_N =V-60; якщо 90>V, то t_N = V-90). Виміри проводити при частоті дискретизації f_d = 2 Гц (кількість точок Q_I =201) для непарних варіантів та f_d = 4 Гц (Q_I =401) для парних варіантів. Отриману екранну форму з графіком напруги на вході АЦП U_S(t) вставити у звіт, залежність U_S(t) зберегти у файлі. На основі значень U_S(t) обчислити Q_I значень напруги U_ST(t) на виході термосенсора. Враховуючи зв’язок напруги на сенсорі та його температури, розрахувати на основі U_SТ(t) залежність температури у градусах Цельсія від часу T_СS(t). Залежності U_ST(t), T_CS(t) зобразити у вигляді графіка та вставити у звіт. До звіту додати у вигляді таблиці перші 10 значень сигналів: i (номер точки), t_i, U_N(t_i), U_NT(t_i), T_N(t_i), T_CN(t_i).

6. Визначити параметри АЦП: роздільну здатність h_U, абсолютну похибку Δ_U. Пояснити графік U_N(t), отриманий у п.4, враховуючи розраховане значення h_U.

7. Визначити наступні статичні характеристики пристрою: роздільну здатність за температурою h_T=h_U·T/U, абсолютну похибку за температурою Δ_T=Δ_U·T/U. В якості U і T вибрати максимальне значення U, отримане в п.3, та відповідне розраховане значення T.

8. Визначити наступні динамічні характеристики термосенсора (для першого нагрівання на основі залежності U_N(t), отриманої в п.4) (рис. 3.2).

1) час t_max, через який U перший раз досягає максимального значення U_max після початку нагрівання;

2) час t_min, через який U після першого максимуму досягає

мінімального значення U_min.

9. Виконати програмне моделювання сигналів (встановити перемикач „Модель”), на формі „АЦП_Моделювання” перемикачем S2 вибрати режим „Т” (термосенсор). Встановити середнє значення вхідної напруги U_S=(0.5 + 0.01·V) В, амплітуду випадкової складової напруги U_RndS=0.1 В, час дискретизації – 50 мс. Зчитати два графіки залежностей U₁₀(t) та U₁₀₀(t), для 10 та 100 точок відповідно. Графіки додати до звіту, для кожного графіку вказати значення U_S, U_RndS, розрахувати середні значення U_C10 і U_C100, середні квадратичні відхилення U_S10 і U_S100. Пояснити отримані значення.

10. Оформити звіт. Вивчити роботу пристрою АЦ-перетворення на рівні електричної схеми (крім блоків генератора та атенюатора) та роботу керуючої програми на рівні програмного коду.

Примітка. Всі виміри за допомогою пристрою та програми виконати під час першого заняття, розрахунки і оформлення звіту виконати до другого заняття.

Необхідні розрахунки та побудову графіків виконати, наприклад, засобами MS Excel.

Без доступу до пристрою „LPT_Sensor_10h” виміри можна виконати самостійно в режимі моделювання (Simulation).

Файли з залежностями U(t) зберігати в окремій папці, назви файлів повинні бути змістовними: вказувати на прізвище студента, № варіанту, номер завдання.

Після завершення вимірювань нагрівач термосенсора обов’язково вимкнути.