2 Виртуалды ақпарат-өлшеу аспаптары мен Компас- 3d бағдарламасында моделдеудің мысалдары
2.1 Виртуалды аспаптар тұжырымдамасы.
Заманауи компьютерлердің қолжетімділігі және қуаты оларды дәстүрлі аспаптарға тән алгоритмдерді жүзеге асыру үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Осылайша, өлшеуіш құрылғының рөлі сигналдарды санға аудару болса, ал оларды өңдеу мен нәтижелерді экранға шығару бағдарламалық тәсілдермен жүзеге асады. Дербес өлшеу құрылғысының құрылымдық сұлбасы 2.1-суретте көрсетілген. Виртуалды аспаптың құрылымдық сұлбасы 2.2-суретте көрсетілген.
Виртуалды аспаптар негізінде құрылған жүйенің функционалды сипаттамалары бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталатындықтан, қарапайым АЦТ/ЦАТ (Аналогты-сандық және сандық-аналогтық түрлендіргіштер) тақтасы бір уақытта вольтметр, осциллограф, генератор, тензометр және де басқа кез келген аспап бола алады. Бұл пайдаланушы құралдары мен жұмыс кеңістігін үнемдеуге мүмкіндік береді. Шынайы аспаптарды виртуалды аспаптармен алмастыру 2.3-суретте келтірілген.
Өлшеуіш зертханаға сай келетін АЦТ/ЦАТ модульдерін және бағдарламалық қамтамасыз етуі бар ноутбукты қолдану далалық жағдайлар кезінде өлшеулердің мүмкіндіктерін айтарлықтай кеңейте түсті.
Мәліметтерді санға алмастырушы мен компьютер арасындағы сымсыз байланыс технологиясын пайдалану конструкцияның қозғалмалы элементтерінде өлшеу жүргізуге мүмкіндік береді.
2.1-сурет – Дербес өлшеу құрылғысының құрылымдық сұлбасы
2.2-сурет – Виртуалды аспаптың құрылымдық сұлбасы
2.3-сурет – Шынайы аспаптарды виртуалды аспаптармен алмастыру
Аппараттық және бағдарламалық ресурстарды бөлу үлестірілген өлшеуіш жүйелерді құруға мүмкіндік берді. Мәліметтерді жинау түйіндерінде АЦТ/ЦАТ тақтасы орналасады. Олар Ethernet желілері арқылы компьютерге қосылады. GPS немесе ГЛОНАСС арқылы құрылғыларды синхрондау кезінде барлық тақталардан сигналдар компьютерге бірыңғай ағынмен келіп түседі және бір уақытта өңделеді.
Мәліметтерді жинаудың үлестірілген жүйесінің құрылымдық сұлбасы 2.4-суретте көрсетілген.
2.4-сурет – Мәліметтерді жинаудың үлестірілген жүйесінің құрылымдық сұлбасы
Сонымен, виртуалды аспаптардың келесідей артықшылықтарын көрсетуге болады:
шығынның төмен болуы;
зертханадағы орынның үнемді болуы;
көптеген параметрлерді қатар талдау;
қолдану аясының кең болуы: далалық жағдайлар кезінде, конструкцияның қозғалмалы элементтерінде өлшеу жүргізу, дербес жағдай кезінде;
үлестірілген көп арналы жүйелерді құру;
автоматтандырылған жүйелерді жасаудың жеңілдігі.
2.2 Zetlab виртуалды аспаптары
ZETLAB бағдарламалық қамтамасыз ету – 50-ден асатын аспаптардан тұратын виртуалды зертхана болып табылады. Барлық аспаптар тағайындалуы бойынша топтарға бөлінген: талдау, өлшеу, көрсету, генераторлар және т.б. АЦТ/ЦАТ түрлі құрылғылары - тағайындалуы мен сипаттамалары сәйкес келетін түрлі бағдарламалық пакетпен қамтамасыз етіледі. ZETLAB виртуалды зертханасы 2.5-суретте көрсетілген.
Сондай-ақ, ZETLAB бағдарламалары күрделілік деңгейі бойынша ажыратылады. Мысалы, вольтметрдің тек қана үш опциясы бар: орташаланған уақытты ауыстырушы опциясы, дБ-да нәтижелерді көрсетуге көшу опциясы, орташа квадраттық мәнді өлшеу ауыстырғышы немесе амплитудалық мәнді өлшеу ауыстырғыш опциясы. Ал, генераторда синусоидалық және импульстіктен бастап, Баркер кодтарымен аяқталатын сигналдардың 12 түрлі типтері бар. Олардың әр қайсысы өз параметріне ие болып келеді. Синусоидалық сигналдың параметрлері 2.6-суретте көрсетілген. Амплитудалық модуляцияның параметрлері 2.7-суретте көрсетілген.
2.5-сурет – ZETLAB виртуалды зертханасы
2.6-сурет – Синусоидалық сигналдың параметрлері
2.7-сурет – Амплитудалық модуляцияның параметрлері
Бағдарлама бір уақытта бірнеше мәліметтер файлын жүктеуге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, мәліметтерді графикалық және кестелік түрде қарауға және түзетуге мүмкіндік береді. Нәтижелерді қарау мен өңдеу 2.8-суретте көрсетілген.
2.8-сурет – Нәтижелерді қарау мен өңдеу
Вольтметр, генератор және т.б. негізгі құрылғылармен қатар, ZETLAB сигналдарды өңдеу үшін құралдардың жиынтығын құрайды. ZETФормула бағдарламасы ондаған математикалық және өлшеуіш функцияларды жүзеге асырады. Сонымен қатар, 20-дан аса фильтр түрлері бар және бастапқы сигналдармен де, өңделген сигналдрамен де жұмыс жасауға мүмкіндік береді.
ZETLAB бағдарламасында бір уақытта бірнеше бағдарламалар талдануы мүмкін және бағдарламалар бір-бірінің нәтижелерін пайдалана алады. Мысалы, санға аударылған сигнал алдымен сүзгіден өтіп, содан кейін, есептеу жүргізіледі, ал, соңғы нәтиже график түрінде екі немесе үш өлшемді түрде көрсетіледі.