microbik.ru
1 2 3
УДК

621.398

Б-953 МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

А.П.БЫКОВ, Ю.С.СОЛОДОВ

КОМПЬЮТЕРНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Методическое руководство

для лабораторных работ по дисциплине

“Компьютерные измерения”


Москва Издательство МЭИ 1998

УДК

621.398

Б-953

УДК: 681.3.08(072)
Утверждено учебным управлением МЭИ
Рецензент: доцент, к.т.н. В.Ю.Кончаловский

Подготовлено на кафедре Информационно-измерительной техники
А.П.Быков, Ю.С.Солодов. Компьютерные измерения: Методическое руководство для лабораторных работ по дисциплине “Компьютерные измерения”.-М: Изд-во МЭИ, 1998.- с.

Учебное пособие рассчитано на студентов пятых курсов различных специальностей, изучающих дисциплину “Компьютерные измерения”.

В пособие включены описания двух лабораторных работ: “Экспериментальное определение характеристик сигналов измерительной информации” (№ 83) и “Исследование погрешностей, вызванных дискретизацией, квантованием и восстановлением аналоговых сигналов” (№ 84).

Лабораторные работы проводятся фронтальным методом за 16 часов.

Продолжительность каждого лабораторного занятия — 2 или 4 часа.

Московский энергетический институт (технический университет) 1998 г.

Введение


Цифровая обработка аналоговых сигналов (процессов) предполагает предварительное проведение следующих операций: дискретизацию сигналов по времени, квантование по уровню, кодирование и ввод полученных цифровых сигналов в ЭВМ. Операции дискретизации, квантования и кодирования осуществляют аналого-цифровые преобразователи.

Дискретизация и квантование неизбежно приводят к потерям полезной информации и, следовательно, к погрешностям в результатах цифровой обработки аналоговых сигналов. Поэтому чрезвычайно важно технически грамотно выбрать аналого-цифровой преобразователь с требуемыми разрешающей способностью, точностью и быстродействием для решения конкретной задачи компьютерных измерений, а также методику цифровой обработки сигналов измерительной информации.

Целью данного лабораторного практикума является экспериментальное определение статистических и спектральных характеристик аналоговых сигналов измерительной информации, а также изучение погрешностей, связанных с дискретизацией, квантованием и последующим восстановлением исследуемых процессов.

Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд состоит из:

— источника исследуемого случайного процесса на базе генератора шума низкочастотного типа Г2-57;

— аналого-цифрового преобразователя типа ПФИ-18-03 (АЦП), снабженного по выходу стандартным интерфейсом типа RS-232C;

— персонального компьютера (ПЭВМ), совместимого с IBM PC AT.

Исследуемый низкочастотный случайный процесс представляет собой электрическое напряжение, которое поступает от генератора шума на вход АЦП, преобразуется в массив цифровых сигналов и вводится в ПЭВМ. Регистрация, отображение и обработка сигналов измерительной информации производится с помощью прикладного программного обеспечения “GeMiS” (программы GeMiS).
Основные технические характеристики АЦП:
1. Количество входных измерительных каналов............,.............................................4

2. Число двоичных разрядов (разрядность)................................................................18

3. Номинальное значение младшего разряда…….................................................5 мкВ

4. Диапазон измерений, не менее…………………................... ..........................± 0,6 В

5. Входное сопротивление на постоянном токе, не менее .................................3 МОм

6. Напряжение смещения нуля, не более........................................................± 200 мкВ

7. Основная относительная погрешность в конечной точке диапазона измерений,
не более............................................................................................................± 0,05 %

8. Приведенная погрешность линейности, не более......................................± 0,001 %

9. Приведенная погрешность дифференциальной линейности, не более....± 0,0004 %

10. Время преобразования (одновременно по 4-м каналам), не более.................50 мс

11. Время установления рабочего режима после включения, не более...............5 мин

12. Область рабочих температур...........................................................от 10°С до 35°С
В данном лабораторном практикуме АЦП используется только в одноканальном режиме работы (включен первый измерительный канал).

Запись любой реализации случайного процесса производится с максимальной разрешающей способностью, возможной для данного АЦП, при максимальном быстродействии (20 точек в секунду). Эта запись служит в качестве эталонной. Если выбрана меньшая разрешающая способность АЦП и (или) меньшее быстродействие, то эталонная запись исследуемого процесса используется для анализа погрешностей, вызванных дискретизацией, квантованием и последующим восстановлением этого процесса.

Краткое описание программы GeMiS, необходимое для выполнения данного лабораторного практикума, помещено в приложении. Более подробное описание этой программы можно вызвать на экран монитора ПЭВМ.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 83
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК

СИГНАЛОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
(продолжительность — 8 часов).




следующая страница >>