Порядок виконання роботи

Завдання: для ВІ, створеного в попередній лабораторній роботі, розробити програму обчислення середнього значення температури по заданій кількості вимірюваних значень N, вибору та індикації максимального та мінімального значень; обробку та відтворення результату виконувати за командою оператора; розробити програму побудови гістограми розподілу вимірюваних значень температури для реалізацій виборок розміру N.

1. Викличіть ВІ, створений в попередній лабораторній роботі. Використовуючи безумовний цикл, сформуйте масив вимірюваних значень температури, що містить N елементів. Для цього викличіть структуру безумовного циклу Functions»Structures»For Loop й охопіть нею всі елементи всередині умовного циклу (за винятком вимикача ВІ). На передній панелі установіть цифровий дисплей для введення кількості ітерацій циклу, який назвіть «Число усереднень». Приєднайте термінал дисплею кількості ітерацій до терміналу N структури безумовного циклу. За допомогою покажчика миші у вигляді котушки, з’єднайте вивід ПВІ вимірювання температури з границею циклу. При цьому буде сформований тунель, що накопичуватиме значення температури в одновимірний масив. Для цього встановіть режим його роботи із автоіндексуванням. Цей режим установлюється через контекстне меню тунелю й позначається квадратними дужками усередині тунелю. Слід зазначити, що при відключеному режимі автоіндексування (тунель цілком зафарбований) дані, що передаються зовнішнім пристроям на виході циклічної структури, формуються тільки при виконанні останньої ітерації циклу. Установіть значення розміру масиву вимірюваних значень температури N=20 за допомогою дисплею «Число усереднень».

2. Виведіть значення масиву температурних вимірів на графічний індикатор. Установіть дисплей графічного індикатора Waveform Graf на передній панелі ВІ. Підключіть термінал графічного індикатора за межами безумовного циклу до тунелю, що містить масив. Увімкніть ВІ на виконання та дослідіть різницю виведення температурних значень на індикатори Waveform Chart та Waveform Graf. Відмінності занесіть до протоколу.

3. Сформуйте та проведіть настроювання X і Y шкал графічних індикаторів. Натисніть ПКМ на графічному індикаторі і виберіть із контектного меню X(Y) Scale»Formatting. З'явиться діалогове вікно, що дозволяє встановлювати різні стилі зображення X(Y)-шкали, лінійний чи логарифмічний масштаб, різні опції сіток на екрані індикатора (вигляд сіток, колір), формат і точність відображення чисел на шкалі, ціну розподілу шкали. Нарисуйте й занесіть до протоколу стилі шкал, формати відображення чисел, нанесіть сітку на екран, змініть її колір. Змініть масштаб і форму зображення шкал. Відновіть вихідний стан опцій шкал і закрийте вікно.

4. Обчисліть середнє значення температури за формулою ,

де Т_і - і-й елемент масиву результатів вимірювань, загальна кількість яких становить N.

Установіть другу структуру безумовного циклу в середині умовного циклу While Loop для виконання послідовного введення елементів масиву і виконання операції їх усереднення. Термінал кількості циклів структури при цьому залишіть невизначеним, а кількість ітерацій виконання програми усередині циклу задайте рівним розміру масиву. Це дозволяє обробляти масиви різних розмірів, навіть тоді коли їх розмір не визначений заздалегідь. Для виконання операції усереднення в межах безумовного циклу побудуйте накопичуючий суматор, який в кожному такті ітерації буде поточно підсумовувати елементи масиву результатів вимірювань. Потім обчислену суму поділіть на число елементів підсумовування. Таким чином, після виконання останньої ітерації усереднення буде обчислено потрібне значення середньої температури.

Установіть суматор, подільник і пару шифтів (вхідний і вихідний) на границях структури. Підключіть вихід суматора до правого шифту, один його вхід – до лівого, а на другий вхід послідовно в кожній ітерації циклу подайте по одному елементу масиву. На виході суматора після виконання чергової ітерації буде отримана сума всіх елементів масиву, що надійшли на суматор. Таким чином, за допомогою суматора, шифтів і циклічної структури отримаємо пристрій, що називається накопичуючий суматор. Кількість ітерацій усереднення визначіть за допомогою термінала поточної ітерації і. Варто пам'ятати, що підрахунок кількості виконаних ітерацій починається з 0. Тому для визначення кількості виконаних ітерацій підсумовування (усереднення) збільшіть значення поточної ітерації на 1 (наприклад, за допомогою функції Increment). Поділіть накопичену суму з виходу суматора на число ітерацій та отримайте середнє значення температур. Підключення масиву значень температури здійснюйте через тунель на границі структури безумовного циклу усереднення. Установіть режим роботи тунелю – з автоіндексуванням (квадратні дужки усередині тунелю). При цьому введення елементів масиву виконується послідовно, а кількість ітерацій усереднення визначається розмірністю масиву. Для початкової ініціалізації лівого шифта до нього поза циклічною структурою підключіть константу з нульовим значенням (у іншому випадку останнє значення шифта після виходу з циклу зберігається до наступного звертання до циклічної структури).

Виведіть середнє значення температури із виходу правого шифта на цифровий дисплей передньої панелі, якому привласніть ім'я «Середнє». Дані на виході шифта з’являються тільки після закінченя роботи циклічної структури. Відзначте як змінюється товщина провідника, що передає дані значень температури від ПВІ вимірювання температури до накопичуючого суматора.

Запустіть ВІ і перевірте працездатність вузла усереднення для різних тривалостей реалізації вимірюваних температур, що залежить від числа N. Проаналізуйте залежність відхилення (похибки) середнього значення від значення температури, що задається при моделюванні, для спостережень різної тривалості (N=10, 50, 100). Результати оформіть у вигляді таблиці.

5. Збудуйте схему керування процесом виконання операції усереднення за допомогою касетної структури. Викличіть касетну структуру й охопіть нею безумовний цикл усереднення. Установіть на передній панелі кнопку «Пуск усереднення» і підключіть термінал кнопки до селектора касетної структури. Установіть на передній панелі світловий індикатор «Готово» для індикації закінчення процесу усереднення. Розмістіть термінал індикатора поза касетною структурою. На сторінці True касетної структури розмістіть логічну константу Т і з'єднайте її з терміналом індикатора. Тоді під час виконання операції усереднення світловий індикатор буде увімкнений. З'єднуючий тунель на границі структури буде не зафарбований, що свідчить про невизначеність стану тунелю на інших сторінках касетної структури. Переключіться на сторінку False, установіть логічну константу F і з'єднайте її з тунелем, який повинен тепер пофарбуватись. Це забезпечить вимикання світлового індикатора при вимиканні процесу усереднення.

Запустіть ВІ і за допомогою кнопки «Пуск усереднення» виконайте керування процесом усереднення. Змініть механізм дії кнопки. Дайте рекомендації з вибору механізму дії кнопки для разового виконання режиму усереднення.

6. Визначіть максимальне і мінімальне значення температури в обраному масиві вимірюваних значень розміром N. Установіть у межах безумовного циклу усереднення два пристрої, що виконують функції порівняння і сортування двох чисел Max&Min в меню Functions » Comparison . Установіть по одній парі шифтів для кожного з цих пристроїв сортування. Підключіть елементи масиву, що надходять, до одного з входів кожного пристрою сортування. На інші входи підключіть відповідні ліві шифти, один із яких має початкову ініціалізацію 0 (мінімально можлива температура), а інший – 100 (максимально можлива температура). Ініціалізацію виконайте константами, підключеними ліворуч від шифтів поза циклічною структурою. Зробіть правильне підключення виходів сортувальників до правих шифтів для виділення максимального і мінімального значення температур з масиву, що надходить. Установіть і підключіть цифрові дисплеї Min і Max для відображення цих значень. Запустіть ВІ і перевірте правильність роботи сортувальника значень температури. За необхідності виконайте налагодження ВІ в покроковому режимі. Поясніть роботу сортувальника.

7. Побудуйте гістограму статистичного розподілу вимірюваних величин у вибірці тривалістю N. Викличіть на функціональну панель функцію побудови гістограм Functions » Mathematics » Probability and Statistics » Histogramm. Установіть графічний індикатор XY Graf на передній панелі ВІ. Установіть цифровий дисплей для введення числа інтервалів розбивки діапазону зміни температур у досліджуваному масиві. Всі викликані термінали установіть в середині умовного циклу, але за межами інших структур. Підключіть досліджуваний масив і термінал цифрового дисплея до функції побудови гістограм. Виходи функції гістограм підключіть до графічного індикатора через функцію об'єднання Bundle, з огляду на положення входів координат X і Y при формуванні гістограми (дивіться схему підключення у вікні контекстної допомоги). Виберіть потрібну кількість інтервалів розбивки гістограми й обсяг вибірки, що аналізується. Запустіть ВІ і спостерігайте гістограму, відповідно вибравши режими її відображення за допомогою меню графічного дисплея.

8. Збережіть розроблене ВІ. Роздрукуйте передню панель і функціональні схеми ВІ і ПВІ для оформлення протоколу. Занесіть до протоколу висновки, рекомендації і результати дослідження випадкового процесу вимірювання температури.