1. Комплекс виртуальных приборов (квп)

1. Общие сведения

КВП содержит четыре одноканальных прибора:

1. Генератор сигналов (ГС).

2. Осциллограф (О).

3. Цифровой вольтметр (ЦВ).

4. Аналоговый вольтметр (АВ).

Генератор построен на основе виртуального ЦАП, синтезирующего требуемую форму периодического сигнала в соответствии с выбранной пользователем частотой и уровнем. Измерительные модули имитируют работу автономных приборов.

После запуска КВП на экран монитора выводится окно передних панелей соединенных между собой приборов. Внешний вид программной оболочки на экране монитора представлен на рис. 1. Выходной сигнал ГС подан одновременно на входы всех приборов.

Рис. 1

Передняя панель каждого прибора имеет органы управления, с помощью которых можно включить прибор и установить его в нужный режим работы. Приборы имеют входные клеммы и кнопку «Питание» или «Сеть» для включения.

В верхней части главного рабочего окна имеются пиктограммы:

1. Стрелка слева – направо для однократного запуска.

2. Свернутые в кольцо две стрелки для установки периодического внутреннего запуска (активное состояние черного цвета).

3. Восьмиугольник (активное состояние красного цвета).

2. Передние панели виртуальных приборов Задание

Уровень 1: Изучение органов управления и работа с модулями КВП

Изучаются все виртуальные приборы, их возможности, передние панели и метрологические характеристики. Приобретаются практические навыки работы в различных режимах измерения путем апробации и пробных измерений:

1. Апробация работоспособности всех модулей КВП

Включить и запустить все приборы КВП, изучить реакцию приборов на изменения состояния органов управления. Выбрать сетку частот и уровней ГС для пробных измерений в границах работоспособности всех приборов.

2. Пробные измерения сигналов разных форм без шумов и с шумами

Измерить выходные сигналы ГС с помощью АВ и ЦВ во всех режимах работы последнего (СКЗ, Размах, Пик +, Пик - ). Сравнить полученные результаты, контролируя форму сигналов на экране осциллографа. Изменяя форму, уровень шумов, амплитуду и частоту сигнала, проследить за изменениями показаний приборов и убедиться в их работоспособности.

Уровень 2: Применение вольтметров

Здесь считается, что испытуемым является ГС, а ЦВ является образцовым и может применяться для исследования нестабильности выходного напряжения во времени и неравномерности уровня при перестройке частоты ГС с разными формами выходного напряжения. Перед испытаниями необходимо выбрать сетку частот и уровней ГС для пробных измерений в границах работоспособности всех приборов.

1. Измерение выходного уровня ГС и его неравномерности при перестройке частоты, а также при наличии и отсутствии шумов:

а) установите уровень шума и амплитуду ГС равными нулю, а частоту гармонического сигнала - 10 Гц;

б) увеличивая выходное напряжение ГС от нуля до верхнего предела (снизу вверх), а затем плавно уменьшая от верхнего предела до нуля (сверху вниз), фиксируйте показания ЦВ;

в) повторите пп. а)…б), выбрав другую частоту ГС (до 50000 Гц);

г) повторите пп. а)…в), выбрав другой уровень шума;

д) выбрать максимальное и минимальное значения (U_max и U_min);

е) оценить неравномерность в абсолютном и относительном масштабе:

=U_max - U_min, В; =200(U_max - U_min)/(U_max + U_min), %;

ж) построить графики относительной неравномерности (в %) в зависимости от частоты для нулевого и максимального шума;

з) повторите пп. а)…ж), выбрав другой вид сигнала.

2. Измерение нестабильности уровня ГС:

а) оценить с помощью ЦВ нестабильность амплитуды во времени за 5, 10 и 20 минут в начале, в середине и в конце рабочего диапазона частот ГС для разных форм сигналов при отсутствии и наличии шумов;

б) выбрать максимальное и минимальное значения (U_max и U_min);

в) оценить нестабильность в абсолютном и относительном масштабе:

=U_max - U_min, В; =200(U_max - U_min)/(U_max + U_min), %;

г) сравнить значения нестабильности уровня, полученные на разных частотах за разный промежуток времени.

3. Оценка значения коэффициента амплитуды с помощью ЦВ:

а) собрать массив данных для оценки коэффициента амплитуды для разных видов сигналов при отсутствии и наличии шумов на средней и крайних частотах ГС;

б) оценить значения коэффициента амплитуды