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

83 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

3038. СОБЕСЕДОВАНИЕ: ВАШ ЯЗЫК ЖЕСТОВ 42 KB
  Итак, вам необходимо найти работу. В ходе телефонных переговоров вами заинтересовались и пригласили на собеседование. Вы мысленно прокручиваете в голове сценарий предстоящей беседы и предвкушаете желаемый результат. А ...
3039. Вступ до мовознавства 253.26 KB
  Лекція №1 Тема: Предмет, завдання, місце і значення науки про мову. Галузі мовознавства. Наукове і практичне значення мовознавства. Термінологічний словник теми Білінгвізм, гуманітарні науки, діахронія, етнолінгвістика, загальне мовознавство, індиві...
3040. Моя чудова рідна мова. Виховний захід 57 KB
  Тема: Моя чудова рідна мова Мета: Розширити знання учнів про  рідну мову, формувати розуміння того, що мова – скарб народу, розвивати комунікативну компетентність учнів, виховувати почуття національної гідності, любові і поваги до рі...
3041. Бухгалтерский учет, анализ и аудит 571 KB
  Настоящее учебно-методическое пособие разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования к уровню подготовки выпускника. Итоговым контролем процесса обучения в вузе и основанием для присвоения студенту высшей квалификации экономиста по специальности «Бухгалтерский учет, анализ и аудит» является междисциплинарный государственный экзамен...
3042. Будівельне матеріалознавство 2.45 MB
  Будівництво є частиною матеріальної культури суспільства, за ним можна судити про прогрес науки і техніки, особливості побуту, національні традиції. Людина почала будувати перші житла ще в епоху неоліту (3 тис. років до н.е.), використовуючи природні матеріали: камені, шматки дерева, глину.
3043. Расчет строительства многоквартирных домов города Новосибирск 144.5 KB
  Задачи, решаемые государством по ускорению социально-экономического развития страны всегда были неразрывно связаны с совершенствованием строительства и строительной техники. Создание первых отечественных государственных строительных организ...
3044. Правовая охрана программ для электронно-вычислительных машин и баз данных 115 KB
  В связи с переходом Российской Федерации к рыночным отношениям система законодательства претерпела кардинальные изменения. Это относится и к правовым нормам, регулирующим отношения, возникающие в связи с созданием и использованием продуктов...
3045. Процесс обучения и использование технических средств при получении знаний учащихся 382.5 KB
  Изменения, происходящие в России, приводят к тому, что у человека появляется больше «степеней свободы», его успешность в жизни менее детерминирована внешними обстоятельствами. В связи с этим все более востребованными становятся умения анали...
3046. Художественная обработка металлов на уроках технологии в 6 классе 588.93 KB
  Глубокие перемены, происходящие в современном образовании, выдвигают в качестве приоритетных проблемы  расширения содержания  и использования новых технологий обучения и воспитания. Совершенствование технологической среды, внедрен...