13285

Навыки работы с программным пакетом Electronics Workbench (EWB) для виртуального моделирования физических измерительных процессов

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа №1 Навыки работы с программным пакетом Electronics Workbench EWB для виртуального моделирования физических измерительных процессов. Цель исследования: Получить начальное представление о базовых возможностях программного пакета EWB необходимых для мод...

Русский

2013-05-11

89.5 KB

86 чел.

Лабораторная работа №1

Навыки работы с программным пакетом Electronics Workbench (EWB) для виртуального моделирования физических измерительных процессов.

Цель исследования: Получить начальное представление о базовых возможностях программного пакета EWB, необходимых для моделирования физических измерительных процессов.     

Задание на выполнение лабораторной работы

1. Теоретическая часть 

  1.  Изучить основные сведения о структуре рабочего окна и системы меню программного пакета EWB 5.12 [1] (стр. 4-7)
    1.  Изучить особенности создания виртуальных электронных схем в среде Electronics Workbench 5.12 [1] (стр. 8-10)
    2.  Изучить элементную базу и контрольно-измерительные приборы    

     программного пакета EWB 5.12, которая будет использоваться в  

     ходе виртуального моделирования физических измерительных  

     процессов [1] (стр. 10-15).

2. Эксперементальная часть

2.1 Изучение закона Ома в рамках виртуального измерительного процесса.

2.1.1 Закон Ома для участка цепи

        Собрать схему рис.1.1.

Рис.1.1 Простейшая цепь постоянного тока. E = 10В Ri = 10 Ом R = 100 Ом

         а) Разомкнуть ключи X и K, так что в схеме  реализуется режим

             холостого хода. Убедиться в том, что вольтметр U  

             измеряет ЭДС источника E, а вольтметр Ui  имеет нулевые

             показания

         б) Замкнуть ключи X и K, так что в схеме реализуется режим

             короткого замыкания. Убедиться в том, что амперметр показывает ток короткого замыкания I0 = E/Ri, вольтметр Ui измеряет падение напряжения Ui = I0Ri, вольтметр U показывает нулевые значения:

        I0 = E/Ri = 10В/10 Ом = 1 А

       Ui = I0Ri = 1 А * 10 Ом = 10В

 2.1.2 Закон Ома для полной цепи

                  Собрать схему рис. 1.1.

          Замкнуть ключ X и разомкнуть ключ K. Убедиться, что амперметр показывает значение тока I, определяемое выражением I = E/(Ri + R). Данные измерений занести в таблицу.

Таблица 1.1

Ri (Ом)

1

3

5

7

9

10

I (А) (изм.)

0,099

99,01*10-3

0,097

97*10-3

0,095

95,3*10-3

0,093

93,5*10-3

0,092

91,8*10-3

0,091

90,9*10-3

I (А) (выч.)

0,099

0,097

0,095

0,093

0,092

0,091

         2.1.3 Обобщённый закон Ома

                  Собрать схему рис.1.2

                  Рис. 1.2 Одноконтурная цепь с двумя источниками напряжения.

                                E1 = 120В, E2 = 40В 

         

Убедиться, что амперметр показывает значение, определяемое обобщённым законом Ома: ток в замкнутой одноконтурной цепи равен отношению алгебраической суммы всех ЭДС к арифметической сумме всех сопротивлений. Направление обхода контура выбирается по часовой стрелке. Iизм = (E1 - E2)/(R1 + R2).

Показать, что напряжение Uab  определяется по закону Ома для участка цепи. Uab = E1IR1 = E2 + IR2. Данные измерений   занести в таблицу.    

Таблица 1.2

     

R1 (Ом)

12

10

8

4

R2 (Ом)

8

5

2

1

I (А) (изм.)

4

5,33

8

16

I (А) (выч.)

4

5,33

7,99

16

Uab (В) (изм.)

72

66,7

56

56

Uab (В) (выч.)

72

66,7

56

56

Литература:

[1] В.В. Шаров, Программные средства информационно-измерительных систем. Методические указания для самостоятельной работы студентов. Казань: Казан.гос.энерг.ун-т, 2004.

Контрольные вопросы к работе

1. Для чего используется программный пакет EWB.

2. Что является отличительной особенностью программный пакет EWB.

3. Как вводятся компоненты на рабочее поле EWB.

4. Как можно изменять параметры компонентов схемы.

5. Какие виртуальные инструменты используются в EWB.

6. Как осуществляется сохранение схемы на диске.

Ответы на вопросы

     1) Разработка любого радиоэлектронного устройства сопровождается физическим и математическим моделированием. Физическое моделирование связано с большими материальными затратами. Программный пакет EWB предназначен для моделирования электронных аналоговых и цифровых схем.

      2) Особенностью пакета является наличие контрольно-измерительных приборов, по внешнему виду и характеристикам  приближенных к их промышленным аналогам.

      3) Все операции в EWB доступны через пункты меню.

Выбор необходимых компонентов - производится следующим образом. На панели библиотеки компонентов (рис. 2) нажатием соответствующей кнопки выбирается интересующая пользователя категория, например Basic

(основные).

Рис. 2. Панель библиотеки компонентов

При этом раскрывается окно, в котором выводятся компоненты для построения схем. В этой категории присутствуют пассивные компоненты (резисторы, конденсаторы, индуктивности, переключатели и др.).  Нажав левой кнопкой мыши на требуемый компонент и не отпуская кнопку можно переместить его на рабочее поле программы. где получается изображение компонента на рабочем поле программы.

В процессе выполнения лабораторных работ потребуются следующие категории: Sources (источники), Basic (основные) и Instrument (приборы).

Создание электрических соединений - производится следующим образом. Курсор мыши устанавливается в точку, откуда необходимо осуществлять электрическое соединение. Нажимается левая кнопка мыши и курсор проводится в то место, где необходимо завершить электрическое соединение. Причем местами электрических связей должны быть выводы компонентов (при подведении курсора к выводу компонента появляется черная точка), электрические соединения или узлы электрических соединений.

      4) Редактирование свойств компонентов  производится двойным щелчком левой клавиши мыши по требуемому компоненту. В результате открывается окно редактирования свойств. Окно редактирования свойств резистора показано на рис. 3.

Рис. 3. Окно редактирования свойств резистора

В закладке Value - устанавливается значение параметров компонентов, таких как  электрическое  сопротивление для резисторов, емкость для конденсаторов, индуктивность для дросселей и т. д.

Для того чтобы изменить значение параметра необходимо в окне редактирования свойств компонента в закладке Value в соответствующем поле написать необходимое значение параметра и выбрать единицы измерения.

В закладке Label - присваивается название компонента и его обозначение на схеме.

      5) В EWB используются практически все виртуальные инструменты предназначенные для моделирования электронных аналоговых и цифровых схем любой сложности.

Некоторые из них:

  •  Batteryисточник ЭДС;
  •  Resistorрезистор;
  •  Inductorкатушка индуктивности;
  •  Switch ключ;
  •  Transistorsтранзисторы;
  •  Voltmeterвольтметр;
  •  Ammeterамперметр и т.д.

6) После того, как создана электрическая принципиальная схема ее необходимо сохранить на диске. Для этого в меню File выбирается пункт Save. Появляется диалоговое окно, в котором необходимо указать имя файла и место его расположения. По умолчанию схеме присваивается имя Untitled. Сохраненную схему можно при необходимости открывать  с помощью меню File/Open.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52690. Підприємницький дохід 58 KB
  Прибуток є основним стимулом створення і діяльності підприємства адже за рахунок нього окуповуються витрати на виробництво та збут товару оплачується робота працівників. Давайте пригадаємо формулу прибутку: Прибуток = доход витрати З неї випливає що добиватися збільшення прибутку можна двома способами: зменшуючи витрати на виробництво збільшуючи доход від реалізації продукції Отже слід ретельно вивчити обидва способи. Що таке витрати Виробничі витрати це фактичні витрати виробника на придбання й використання всіх необхідних...
52691. Влияние проектной деятельности на повышение качества знаний учащихся 57.5 KB
  Ученик это не сосуд который надо заполнять знаниями а факел который нужно зажечь Л. Качество современного образования соответствие требованиям общества определяется не только тем что ребенок знает и чему научился в школе сколько способностям и умениям добывать новые знания и использовать их в нових условиях. Все что я познаю я знаю для чего мне это надо и где и как я могу эти знания применить вот основной тезис современного...
52692. Правовое воспитание младших школьников 41.5 KB
  Вечная задача педагогики воспитание умного доброго честного и сильного человека сегодня как никогда остро встает перед школой. Начальная школа это время формирования человекаличности. Основываясь на положения следующих государственных нормативноправовых актов: Общая декларация прав человека; Декларация прав ребенка; Конвенция ООН о правах ребенка; Конституция Украины; Национальная программа Дети Украины . основной целью можно считать: познакомить учащихся младших классов с основными...
52693. Здоровьесберегающие технологии в начальной школе 68.5 KB
  А так как дети находятся в школе до вечера важное значение имеет воспитание у детей потребности в здоровье как жизненно важной ценности сознательного стремления к ведению здорового образа жизни. Здоровье одна из сущностных характеристик человека наряду с духовностью интеллектуальностью определяющая степень жизнеспособности устойчивости организма в соответствие среде обитания возможности реализовать свои биологические и социальные требования. На первый план выступает не только задача физического развития детей сохранения и укрепления...
52694. Суть та структура проектно-технологтчної діяльності учнів 78.5 KB
  Суть та структура проектно-технологтчної діяльності учнів В останні десятирічча в центрі уваги психолого-педагогічної науки знаходиться вивчення особливостей і можливостей людини умов цілеспрямованої дії на розвиток її творчого потенціалу створення повноцінного навчаючого і розвиваючого середовища. Вона допомагая сформувати в учнів життєво важливі основи технологічних знань і вмінь залучити їх до різних видів практичної діяльності з...
52695. Новое время: встреча Америки и Европы. 4-й класс 44 KB
  Зачем люди отправлялись в путешествия ответы детей Что вы знаете об открытии Америки ответы детей слайд 1 см. На пути Колумба оказалась земля которую он принял за Индию слайд 2. Фернан Магеллан был португальцем слайд 3. Даниэль Дефо 16601731 написал знаменитый приключенческий роман âЖизнь и удивительные приключения Робинзона Крузоâ восславивший труд и волю к жизни слайд 4.
52696. Венерические болезни и меры профилактики 31.5 KB
  Проблемное обучение Тема: Венерические болезни и меры профилактики. Цель: сформировать понятия венерические болезни гонорея сифилис генитальный герпес знание мер профилактики симптомов возбудителей болезни. Планируемый результат: знать понятия венерические болезни гонорея сифилис генитальный герпес знание мер профилактики симптомов возбудителей болезни. На всем Земном шаре люди сталкиваются независимо от их желания с такой проблемой как венерические болезни а столкнувшись с ней не очень компетентны в данной области.
52697. Сценарій свята, присвяченого останньому дзвонику «Хай доля ваша буде дзвінка та крилата»! 111 KB
  Хай відкривають двері у майбутнє. На все життя запамятайте мить чудову Ми радо запрошуємо на свято 53 випуск Манвелівської середньої загальноосвітньої школи щоб їх благословити на доросле життя В Під рушниками оберегами Хай перший ваш проляже шлях Хай біжить він не по тернах по квітучих вже полях випускники зупиняються В. Побажаємо щастя хай доля стелиться їм світлим полотном танцюристи передають рушники батькам які роблять почесний коридор.