Функциональный состав лабораторного комплекса NI elvis

В лабораторном комплексе NI ELVIS 11 программно реализованы следующие измерительные приборы.

1. Цифровой мультиметр (Digital Multimeter – DMM). Этот прибор позволяет измерять следующие величины:

· напряжение постоянного тока (DC Voltage);

· напряжение переменного тока (AC Voltage);

· силу постоянного и переменного тока (Current DC and AC);

· активное сопротивление (Resistance);

· емкость (Capacitance);

· индуктивность (Inductance);

· работоспособность диода (Diode test);

· проверять целостность электрических проводников – выполнять "прозвонку" (Audible continuity)

При измерении емкости и индуктивности эти элементы подключаются к мультиметру с помощью макетной платы. При всех остальных измерений исследуемая цепь подключается к цифрового мультиметру с помощью проводов и разъемов штекерного типа, расположенных на рабочей станции (см. рис.2 поз. 3.

2. Осциллограф

Осциллограф (Oscilloscope – Scope) обладает всеми функциональными возможностями стандартного настольного прибора, который можно найти в любой учебной лаборатории. Осциллограф NI ELVISmx имеет два канала и снабжен регуляторами выбора масштаба, сдвига лучей, переключателями временной развертки, выбора источника и режима запуска. Свойство автомасштабирования позволяет регулировать масштаб по оси Y в зависимости от размаха переменного напряжения для лучшего отображения сигнала. Запуск может быть цифровой и аналоговый. Вы можете подключиться к осциллографу NI ELVIS II через BNC-разъемы налицевой панели рабочей станции. Программное обеспечение компьютеризированного осциллографа позволяет использовать курсоры для точных измерений параметров сигналов по осциллограмме на экране.

3. Функциональный генератор

Этот прибор (Function Generator – FGEN) позволяет выбирать форму сигнала (синусоидальную, прямоугольную или треугольную), задавать его амплитуду и частоту. Кроме того, прибор дает возможность регулировать постоянную составляющую сигнала, осуществлять развертку сигнала по частоте, формировать сигналы с амплитудной (АМ) и частотной (ЧМ) модуляцией.

4. Регулируемые источники питания

Программное обеспечение регулируемых источников питания (Variable Power Supplies) позволяет изменять напряжения на их выходах – для источника отрицательного напряжения от –12 до 0 В, для источника положительного напряжения – от 0 до +12 В.

5. Анализатор амплитудно- и фазочастотных характеристик (АЧХ/ФЧХ)

Полнофункциональный анализатор АЧХ/ФЧХ (Bode Analyzer) в NI ELVISmx реализован путем развертки по частоте тестового сигнала, формируемого функциональным генератором, и измерения сигналов устройством. Вы можете устанавливать частотный диапазон прибора, а также выбирать шкалу отображения – линейную или логарифмическую. В NI ELVISmx Help приведена информация о подключении анализатора.

6. Анализатор спектра

Анализатор спектра (Dynamic Signal Analyzer – DSA) особенно полезен на занятиях по углублѐнному изучению электротехники и физики. Этот прибор использует аналоговый вход устройства для измерений, которые выполняются в непрерывном или в однократном режиме. В этом приборе для определения спектра можете фильтровать сигнал и накладывать различные окна.

7. Генератор сигналов произвольной формы

Программа генератора сигналов произвольной формы (Arbitrary Waveform Generator – ARB) использует возможности аналогового вывода устройства. Вы можете создавать сигналы различных типов, используя Waveform Editor (Редактор сигналов), который входит в состав программного обеспечения NI ELVISmx. Для генерации сигналов, созданных ранее этим редактором, их можно загружать в генератор из файлов. Более подробная информация о программе Waveform Editor содержится в справочной системе NI ELVISmx Help. Поскольку модуль ввода-вывода имеет два аналоговых выхода, одновременно могут генерироваться два сигнала. Формирование сигналов может осуществляться в однократном или в непрерывном режиме.

8. Устройство чтения цифровых данных

Это устройство (Digital Reader) считывает цифровые данные с цифровых линий NI ELVIS II. Одновременно можно считывать данные с восьмерки линий (портов): 0..7, 8..15, 16..23 как в непрерывном, так и в однократном режиме.

9. Устройство записи цифровых данных

 Этот прибор (Digital Writer) выдает на цифровые линии NI ELVIS II определенный пользователем шаблон цифрового сигнала. Шаблон можно создать вручную, а можно выбрать из определенных ранее, таких как "пила", "шахматная доска" или тест "бегущая единица". Прибор может управлять восьмерками линий (портами), осуществляя вывод в непрерывном или однократном режиме. Состояние выходов этого устройства не изменяются до тех пор, пока не будет подан следующий шаблон, пока не будут сконфигурированы на чтение используемые линии, или пока не будет отключено питание рабочей станции. Выходные уровни сигналов цифровых линий NI ELVIS II совместимы с уровнями ТТЛ-элементов.

10. Анализатор импеданса

Простой анализатор импеданса (Impedance Analyzer) предназначен для измерения активной и реактивной составляющих сопротивления пассивных двухполюсников на заданной частоте.

  11. Анализаторы вольтамперных характеристик двух- и четырехполюсников

Эти приборы (Two-wire - и Three-wire Current-Voltage Analyzers) позволяют проводить тестирование параметров диодов и транзисторов, наблюдать их вольтамперные характеристики. Анализатор двухполюсников предоставляет полную свободу в установке пределов изменения напряжения и тока, а также может сохранять данные в файл. Анализатор четырехполюсников позволяет задавать ток базы при измерениях параметров транзисторов n-p-n и p-n-p типов. Информация о подключении прибора приведена в справочной системе NI ELVISmx Help. В обоих приборах предусмотрены курсоры для точных измерений параметров по кривой на экране.

 

 

ПОРЯДОК ВКЛЮЧЕНИЯ И ПОДГОТОВКИ РАБОЧЕЙ СТАНЦИИ NI ELVIS II К РАБОТЕ

NI ELVIS II подключается к ПК с помощью USB кабеля, а через блок питания, идущий в

комплекте с устройством, к внешнему источнику питания 220 V. На задней панели NI ELVIS II переключатель необходимо перевести в положение «|». В этот момент на лицевой панели оранжевым цветом загорается индикатор Active. На рабочем столе появляется диалоговое окно New Data Acquisition Device, а на лицевой панели NI ELVIS II оранжевым цветом загорается индикатор Ready. Для работы с макетной платой необходимо перевести на лицевой панели NI ELVIS II переключатель Prototyping Board в положение «|», в этот момент индикатор Power загорается зелёным светом.

Примечание: СТРОГО соблюдайте последовательность, иначе установка не будет работать правильно:

§ Переключатель на задней панели NI ELVIS II необходимо перевести в положение «|».

§ Дождаться загорания на лицевой панели оранжевым цветом индикатора Active

§ Включить компьютер.

§ Переключатель на лицевой панели NI ELVIS II Prototyping Board в положение «|».

§ Подождать, когда индикатор Power загорится зелёным светом, теперь можно работать.

 

 

Работа с комплексом

1.Подключите ПК к NI ELVIS II с помощью USB кабеля.

2.На задней панели NI ELVIS II переключатель переведите в положение «|».

2.1 В этот момент на лицевой панели оранжевым цветом загорится индикатор Active.

2.2 На рабочем столе появится диалоговое окно New Data Acquisition Device.

2.3 На лицевой панели NI ELVIS II оранжевым цветом загорится индикатор Ready.

3.В диалоговом окне выберете пункт NI ELVISmx Instrument Launcher.

1 2 3 4 5 6    7 8 9 10 11 12

Модуль запуска приборов NI ELVISmx

 

1-Цифровой мультиметр;

2-Осциллограф;

3-Функциональный генератор;

4-Регулируемый источник питания;

5-Анализатор АЧХ и ФЧХ;

6-Анализатор спектра;

7-Генератор сигналов произвольной формы;

8-Устройство чтения цифровых данных;

9-Устройство записи цифровых данных;

10-Анализатор импеданса;

11-Анализатор ВАХ 2-х полюсника;

12-Анализатор ВАХ 3-х полюсника;

Цифровой мультиметр(DMM)

 

 

 

Кнопки измерения величин:

1-Напряжения постоянного тока;

2-Напряжения переменного тока;

3,4-Силы постоянного и переменного тока;

5-Активного сопротивления;

6-Ёмкости;

7-Индуктивности;

8-Работоспособности диода;

9-Поверять целостность электрических проводников - выполнять «прозвонку»;

Сектора прибора:

A-Экран;

B-Режим исследования (Авто и Заданный диапазон);

C-Схема подключения (Схема меняется в зависимости от выбранной велечины измерения);

D-Приборный контроль.(Запуск и остановка прибора)

Внимание

Для измерения ёмкости и индуктивности необходимо выполнить необходимые подключения для цифрового мультиметра/анализатора импеданса на макетной плате. Для всех остальных измерений выполните соединения с разъёмами штекерного типа цифрового мультиметра на рабочей станции.

 

ИЗМЕРЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ.

1. Для измерения сопротивления будем использовать два щупа, один из которых подсоединяем на боковой панели NI ELVIS II к разъему «COM» (земля), а другой – к разъему «VΩ».

 

2. Одним щупом цепляемся за одну ножку сопротивления, другим – за другую.

 

 

 3. Необходимо настроить виртуальный прибор NI ELVISmx Digital Multimeter.

 

4. Измерения сопротивления необходимо перевести виртуальный прибор в соответствующий режим, нажав на кнопку 5. Мультиметр обретет вид, представленный на рисунке ниже.

Примечание.

В выпадающем меню Mode вместо «Auto» можно выбрать режим «Specify range». В этом случае становится доступным поле «Range», с возможностью выбора диапазона для измерения сопротивления. Если оставить режим «Auto», то виртуальный прибор сам подберёт необходимый для измерения диапазон значений. В пункте «Acquisition Mode» есть возможность выбора двух режимов: непрерывного опроса (Run Continuously – в этом случае для начала измерения необходимо нажать на кнопку «Run») и однократного опроса (в этом случае для получения данных о величине сопротивления необходимо каждый раз нажимать на кнопку «Run»). Активация селектора «Null Offset» позволяет проводить относительные измерения сопротивления, установив определённое значение сопротивления за начало отсчёта. Этот режим можно использовать для получения информации о разбросе значений измеряемого сопротивления с помощью виртуального прибора «NI ELVISmx Digital Multimeter», т.е., фактически, об ошибке измерения.

 

ИЗМЕРЕНИЕ ЁМКОСТИ.

1.Для проведения измерений емкости необходимо, чтобы было подано напряжение на макетную плату NI ELVIS II (выключатель на лицевой панели NI ELVIS II справа вверху должен быть в положении «|», а индикатор «Prototyping power» должен гореть зелёным цветом).

2. Необходимо найти на макетной плате поле DMM/Impedance Analyzer. Правее располагается контактная полоса макетной платы: три ряда по 4-е контакта в каждом напротив надписей Base, DUT+, DUT- соответственно.

 

 

 

 

3.Для измерения ёмкости её выводы необходимо воткнуть в контакты DUT+ и DUT-, находящихся на одной вертикальной прямой. (Контактная полоса позволяет измерять суммарную ёмкость 4-х параллельно расположенных ёмкостей произвольного номинала)

 

 

 

4.Для измерения ёмкости необходимо перевести виртуальный прибор в соответствующий режим, нажав на кнопку 6

 

Примечание

       В выпадающем меню «Mode», вместо режима «Auto», можно выбрать режим «Specify range». В этом случае становится доступным поле «Range» с возможностью выбора диапазона измерения ёмкости. Если оставить режим «Auto», то виртуальный прибор сам подберёт удобный для измерения диапазон. В пункте «Acquisition Mode» есть возможность выбора двух режимов опроса: непрерывный (Run Continuously) и однократный.

               

ИЗМЕРЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ

1. Для измерения индуктивности необходимо перевести виртуальный прибор в соответствующий режим, нажав на кнопку 7. Индуктивность измеряется в единицах Гн (Генри).

2. Необходимо найти на макетной плате поле DMM/Impedance Analyzer. Правее располагается контактная полоса макетной платы: три ряда по 4-е контакта в каждом напротив надписей Base, DUT+, DUT- соответственно.

 

3. Для измерения индуктивности её выводы необходимо воткнуть в контакты DUT+ и DUT-, находящихся на одной вертикальной прямой.

 

Примечание

Появление сообщения «-Over» в правом верхнем углу лицевой панели виртуального прибора свидетельствует о том, что либо нижняя граница выбранного диапазона измеряемых индуктивностей «Range» в режиме Mode →Specify Range больше, чем измеряемое значение индуктивности, либо такой номинал индуктивности просто не предусмотрен для измерения с помощью данного виртуального прибора, если виртуальный прибор находится в режиме Mode →Auto. Функциональность работы виртуального прибора NI ELVISmx Digital Multimeter в режиме измерения индуктивности аналогична рассмотренным упражнениям выше.