ВИРТУАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ НА ПЕРСОНАЛЬНОМ КОМПЬЮТЕРЕ

К.А. Латышев, Д.П. Яковлев

Марков Владимир Владимирович, научный руководитель, к.т.н., доцент, заведующий кафедрой «Технология машиностроения» Карачевского филиала ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», г. Карачев

Одной из наиболее сложных проблем учебного процесса является обеспечение лабораторных практикумов современными контрольно-измерительными приборами в количестве, достаточном для проведения занятий в студенческой группе численностью 15…20 человек. Эту проблему очень сложно решить с помощью измерительных приборов, изготовленных в традиционном исполнении. Сложность заключается в стоимости приборов; например, стоимость только одного комплекта приборов для простейших электрофизических измерений (генератор сигналов специальной формы, электронный осциллограф, электронно-счётный частотомер) в настоящее время составляет от 300 до 900 тыс. рублей. Учитывая, что на студенческую группу численностью 15…20 человек необходимо 7…10 подобных комплектов, можно убедиться, что стоимость оснащения только одной электрофизической лаборатории становится недостижимо высокой. Одним из наиболее рациональных подходов к решению актуальной проблемы технического оснащения электрофизической лаборатории является приобретение так называемых «виртуальных» приборов и дополнение их лабораторными стендами собственного производства.

«Виртуальный» прибор – это средство измерений, выполненное в виде отдельного блока персонального компьютера [1].

Рис. 1. Диалоговое окно осциллографа-генератора-частотомера

USB-лаборатории PcLab2000LT

Виртуальные приборы отличаются от традиционных измерительных приборов наличием не только аппаратной, но и программной частей. Аппаратная часть виртуального прибора включает в себя следующие элементы: аттенюатор, нормирующий усилитель и аналого-цифровой преобразователь. Остальные структурные элементы, характерные для измерительного прибора в традиционном исполнении, заимствованы у персонального компьютера, с которым виртуальный прибор соединяется посредством интерфейса USB или с помощью некоторых других интерфейсов.

Программная часть виртуального прибора представляет собой пакет прикладных программ для визуализации диалоговых окон симулятора лицевой панели измерительных приборов, для выполнения функций которого предназначен данный виртуальный прибор. В качестве примера диалоговых окон на рисунках 1 и 2 показаны окна виртуальной USB-лаборатории PcLab2000LT. При этом на рисунке 1 показано окно осциллографа-генератора-частотомера, а на рисунке 2 – диалоговое окно анализатора спектра сигнала.

Рис. 2. Диалоговое окно анализатора спектра

USB-лаборатории PcLab2000LT

Виртуальная USB-лаборатория PcLab2000LT позволяет проводить измерения амплитудных и частотно-временных параметров электрических сигналов частотой от 20 Гц до 1 МГц, причём как от внешнего генератора, так и от внутреннего. Дополнение данного виртуального прибора комплектом лабораторных стендов расширяет области его применения до реализации большинства лабораторных работ, проводимых в электрофизической лаборатории.

Список литературы:

1 Атамалян, Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин [Текст]: Учебное пособие для вузов / Э.Г. Атамалян. – М.: Дрофа, 2005. – 415 с.