1. Обзор методов регистрации и логирования токов и напряжений электрических цепей

Современные методы регистрации и логирования токов и напряжений электрических цепей играют ключевую роль в анализе и оптимизации работы различных систем, от простых домашних приборов до сложных промышленных установок. Они позволяют получать ценные данные о поведении электрических цепей в реальном времени, проводить диагностику, выявлять проблемы и оптимизировать работу оборудования.

Методы регистрации и логирования можно разделить на следующие категории:

1.1 Аналоговые методы

Аналоговые осциллографы: Классический метод, позволяющий визуально наблюдать за изменением сигнала во времени. Современные аналоговые осциллографы могут иметь высокую частоту дискретизации и точность, но требуют ручного анализа полученных данных.

Аналоговые регистраторы: Записывают данные на ленту или магнитную карту, отличаются высокой скоростью записи и стабильностью, но требуют дополнительных действий для обработки данных.

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП): Преобразуют аналоговый сигнал в цифровой, что позволяет использовать компьютер для обработки данных.

1.2 Цифровые методы

Цифровые осциллографы: Позволяют не только визуально наблюдать за сигналом, но и записывать, анализировать и обрабатывать полученные данные. Современные осциллографы имеют широкие возможности по анализу сигналов, включая спектральный анализ, измерение определенных параметров сигнала, вычисление средних значений и т.д.

Логгеры данных: Специализированные устройства, которые записывают данные от сенсоров, включая токи и напряжения, на внутреннюю память или передают их по сети. Логгеры могут иметь различные интерфейсы (USB, Ethernet, Wi-Fi), а также дополнительные функции, такие как запись текущих температуры, влажности и других параметров.

Системы сбора данных (СКД): Комплексные системы, включающие в себя сенсоры, АЦП, обработку данных и хранилище. СКД позволяют собирать данные от большого количества сенсоров, включая датчики тока и напряжения, обрабатывать их в реальном времени и визуализировать результаты, и используются на крупных предприятиях.

1.3 Методы на основе микроконтроллеров

Микроконтроллерные системы: Позволяют создать гибкую и универсальную систему регистрации и логирования токов и напряжений. Микроконтроллер может обрабатывать данные от сенсоров, записывать их на внутреннюю память, передавать по сети и управлять выходными устройствами.

На данный момент использование микроконтроллерных схем для регистрации и логирования токов выглядит наиболее перспективным, так как они имеют достаточную частоту дискретизации сигнала, а так же имеют низкую стоимость в сравнении с высокоточным лабораторным оборудованием, таким как цифровые осциллографы. Однако, для работы с микроконтроллерами необходимо обладать достаточными знаниями в области проектирования, программирования и эксплуатации микроконтроллерных схем. Данная научно-исследовательская работа направлена на разработку лабораторного стенда с использованием микроконтроллерной схемы для регистрации токов в цепи зарядки-разрядки ячейки тяговой аккумуляторной батареи, и дальнейшую работу с полученной схемой.