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

85 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

34819. Современный философский иррационализм: «философия жизни», экзистенциализм, психоанализ 36 KB
  Вопервых развитие всех трех иррационалистических типов можно подчинить следующей схеме: на первом этапе развития того или иного типа всегда наблюдается противопоставление иррационального рациональному что является реакцией на классическую философскую традицию которая подавляла и вытесняла иррациональное на периферию философии. Гегеля первый этап в философии С. Киркегора иррационализм принимает крайнюю форму антирационализм второй этап в философии французских экзистенциалистов ХХ века заметна тенденция к соединению рационального и...
34820. Философское учение о бытии и субстанции. Диалектика бытия и небытия. Бытие и ничто 58 KB
  Диалектика бытия и небытия. бытие от небытия и следовательно может считать все бытие как истинным с начала и до конца так и ложным в каждом его пункте. Поэтому чтобы окончательно добить софиста нужно бытие точнейшим образом отличать от небытия однако так чтобы небытие и ложь все же в известном смысле существовали рядом с бытием и истиной. А это приводит нас уже к диалектике бытия и небытия.
34821. Понятие материи. Специфика философского понимания материи. Онтологический и гносеологический аспекты понятия материи. Объективная реальность 43.5 KB
  Специфика философского понимания материи. Онтологический и гносеологический аспекты понятия материи. Понятие материи является одним из фундаментальных понятий материализма и в частности такого направления в философии как диалектический материализм.
34822. Материя как субстанция. Атрибуты материи ( пространство, время, движение) 25.5 KB
  Атрибуты материи пространство время движение Материя лат. Проство и времяфилософские категории всеобщие формы существования координации объектов. Но по теории относительности к 3 пространственным параметрам длина ширина высота добавляется время. Время как философская категория служит для обозначения всеобщего свойства материальных процессов протекать обладать длительностью и развиваться по этапам и стадиям.
34823. Основные формы существования материи: физическая, химическая, биологическая и социальная. Человек как высшая форма существования материи. Проблема сущности человека 32.5 KB
  Проблема сущности человека Соответственно иерархии форм материи существуют качественно разнообразные формы ее движения. Идея о формах движения материи и их взаимосвязи выдвинута Ф. В основу классификации форм движения он положил следующие принципы: 1 формы движения соотносимы с определенным материальным уровнем организации материи то есть каждому уровню такой организации должна соответствовать своя форма движения; 2 между формами движения существует генетическая связь то есть форма движения возникает на базе низших форм; 3 высшие формы...
34824. Мировоззренческое и методологическое значение понятия материя для медика 44.5 KB
  В соответствии с этим можно выделить различные формы материализма и идеализма. Так с точки зрения исторического развития материализма можно отметить следующие его основные формы. Материализм Древнего Востока и Древней Греции это первоначальная форма материализма в рамках которой предметы и окружающий мир рассматриваются сами по себе независимо от сознания как состоящие из материальных образований и элементов Фалес. Существуют и такие разновидности материализма как например последовательный материализм в рамках которого принцип...
34825. Постановка проблемы сознания в философии. Отражение как атрибут материи. Развитие форм отражения как предпосылка возникновения сознания. Сознание как высшая форма отражения 40.5 KB
  Развитие форм отражения как предпосылка возникновения сознания. Сознание как высшая форма отражения. Логично предположить что вся материя обладает свойством по существу родственным с ощущением свойством отражения. присущее всей материи свойство отражения.
34826. Сущность сознания. Проблема идеального. Критика альтернативных концепций сознания 38 KB
  Критика альтернативных концепций сознания. Таким образом речь как и орудия труда это важнейший фактор формирования сознания человека и его мира. Еще раз отметим что идеальное главнейший признак сознания обусловленный социальной природой человека.
34827. Сознание как субъективный образ объективного мира. Творческая природа сознания. Сознание и самосознание. Рефлексия и интенсивность. Проблема формирования человеческой психики у слепоглухих детей 40 KB
  Творческая природа сознания. Способность к целеполаганию специфически человеческая способность составляющая кардинальную характеристику сознания. В структуре сознания наиболее отчетливо выделяются прежде всего такие моменты как осознание вещей а также переживание т. Развитие сознания предполагает прежде всего обогащение его новыми знаниями об окружающем мире и самом человеке.