80272

ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ ВЛАСНИХ КОЛИВАНЬ П’ЄЗОКЕРАМІЧНОГО МЕМБРАННОГО ГЕНЕРАТОРА КОЛИВАНЬ

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Відкривається спадаюче меню. На екрані виникає меню Інструменти – Tools у вигляді матриці елементів. – Меню Палітра інструментів – Tools Plette. У меню Палітра інструментів – Tools Plette обрати піктограму у вигляді стрілки Позиціонування Розмір Вибір 12 – Position Size Select 12.

Украинкский

2015-02-16

2.71 MB

0 чел.

Лекція № 13_5к_10с_2011

ВИМІРЮВАННЯ ЧАСТОТИ ВЛАСНИХ КОЛИВАНЬ П’ЄЗОКЕРАМІЧНОГО МЕМБРАННОГО ГЕНЕРАТОРА КОЛИВАНЬ

Об’єкт дослідження – вимірювання частоти власних коливань п’єзокерамічної пластинки резонатора.

Мета – отримання навичок створення віртуального приладу та вимірювання частоти власних коливань пластинки резонатора, який містить структуру формульний вузол для розв’язання математичних рівнянь.

13.1. Теоретичні відомості

П’єзокерамічний мембранний резонатор виготовляється на базі п’єзокераміки типу LTSC-22, яка характеризується невеликими часовими змінами параметрів і їх достатньо низькими температурними коефіцієнтами [1]. В даний час п’єзокерамічні фільтри виготовляються на частоти від 1 кГц до 2 МГц. Для частот вище 3.5 кГц до 40 кГц більш зручним з точки зору практичного використання, є інша конструкція, в якій резонатори здійснюють коливання згину – так заний згин по грані. Конструкція такого резонатора показана на рисунку 13.1. Такий тип резонатора прийнятий в пристрої, що проектується. В діапазоні частот від 40 до 2000 кГц можуть бути використані резонатори з повздовжніми коливаннями по довжині.

Рисунок 13.1 - П’єзоелектричний резонатор з коливаннями згину по грані

В діапазоні частот 200…800 кГц резонатори виконують в вигляді дисків, які здійснюють радіальні коливання. Резонансна частота таких резонаторів обернено пропорційна діаметру диска. Дискові п’єзоелементи порівняно з кільцевими мають кращу моно частотність біля робочої частоти; спосіб налаштування частоти такий, як і у п’єзоелементів середнього діапазону частот.

Перевагами кільцевих п’єзоелементів є більш великі розміри, а також їх проста збірка, а недоліком є складність способу налаштування частоти, пов’язану зі зміною товщини п’єзоелемента після металізації і поляризації.

Математична модель (13.1) визначає частоту власних коливань п’єзокерамічної пластини при зміні її товщини і діаметру [1]:

                                              ,                                                          (13.1)

де  - товщина п’єзокерамічної пластинки LTSC-22 за завданням, см;

     - діаметр пластинки за завданням, см;

     - модуль пружності п’єзокераміки LTSC-22, [1];

     - густина матеріалу LTSC-22, .

Для переведення рівняння (13.1) з символьного до машинного вигляду та визначення вхідних параметрів складено таблицю 13.1

Таблиця 13.1 – Таблиця відповідності змінних формули символьному позначенню в оболонці LabView

Назва параметру

та одиниця виміру

Символьний

вигляд

Машинний

вигляд

Значення

Джерело

1

2

3

4

5

Частота  коливань, Гц

Fd

Товщина пластини, см

h

H

0,4

[5]

Діаметр пластини, см

d

D

3

[5]

Модуль пружності,

E

E

[5]

Густина п’єзокераміки, г/см3

ρ

г

7,0

[5]

13.2. Створення віртуального приладу для вимірювання власної частоти коливань п’єзокерамічної пластини

Для рішення рівнянь (13.1) необхідно скласти передню (контрольну) панель, Рисунок 13.2 а), та блок-схему на функціональній панелі, Рисунок 13.2 б).

     а)

Рисунок 13.2 Передня панель а) та блок - схема б) віртуального приладу для визначення частоти власних коливань п’єзокерамічної пластини при зміні її товщини

Якщо замість одного циклу For Loop використати три вкладених цикли можливо зробити змінними не тільки товщину, але й діаметр пластини і площу її поперечного перерізу. І провести багатофакторне дослідження власної частоти і інтенсивності коливань акустичного генератора.

13.3 Особливості формування передньої панелі віртуального приладу

13.3.1 Для вибору і розміщення необхідних на лицьовій панелі приладу елементів слід у верхній горизонтальній лінійці піктограм (ВГ-ЛП) обрати передостанню зліва закладку Вікно – Window і натиснути ЛКМ.

2.2.2 Відкривається спадаюче меню. У ньому обрати рядок Показати Палітру Інструментів - Show Tools Palette. Натиснути ЛКМ. На екрані виникає меню Інструменти – Tools, у вигляді матриці елементів, Рисунок 2.3.

Рисунок 2.3 – Меню Палітра інструментів – Tools Palette

2.2.3 У меню Палітра інструментів – Tools Palette обрати піктограму у вигляді стрілки, Позиціонування/Розмір/Вибір (1,2) – Position/Size/Select (1,2). Цифри у дужках тут і надалі позначають: перша цифра – номер рядка, друга – номер колонки у матриці, тобто позицію конкретної піктограми у матриці). Курсор мишки приймає вигляд стрілочки..

2.2.4 Натиснути лівою кнопкою мишки на вільному місці Контрольної панелі – Controls. На екрані виникає Меню віртуальних приладів контрольної панелі у вигляді матриці піктограм, Рисунок 4.4.

2.2.5 За допомогою ПКМ викликати меню Прилади керування - Controls на панель керування. В ньому обрати піктограму Класичні Прилади керування (4,2) - Controls Classic Controls (4,2). Відкривається підменю Класичні прилади керування - Classic Controls. В ньому обрати піктограму Цифрові (1,1) - Numeric (1,1).

2.2.6 Відкривається підменю Цифрові - Numeric. В ньому обрати піктограму Цифрове джерело (1,1) – Digital Control (1,1), Рисунок 2.4. Не відпускаючи ЛКМ перенести елемент Цифрове джерело (1,1) – Digital Control (1,1) на панель керування. Цей елемент буде виконувати функції задавача значень E – модуль пружності 2, Рисунок 2.5 а).

Рисунок 2.4 - Меню Прилади керування - Controls панелі керування.

2.2.7 Відразу ж підписати назву елементу E з клавіатури..

2.2.8 На функціональній панелі одночасно виникає цифровий задавач подвійної точності DBL, Рисунок 4.5, б), у вигляді двох помаранчевих прямокутників, внутрішнього з тонких ліній і зовнішнього з товстих ліній і написом в середині DBL. На функціональній панелі автоматично виникає назва елемента E

      а)                                                              б)

Рисунок 2.5 – Піктограми цифрового задавача: а) на контрольній панелі; б) на функціональній панелі 

2.2.9 Аналогічним чином вивести на контрольну і функціональну панель другий цифровий задавач параметру ”КО”

2.2.10 За допомогою ПКМ викликати меню Прилади керування - Controls на панель керування. В ньому обрати піктограму Класичні Прилади керування (4,2) - Controls Classic Controls (4,2). Відкривається підменю Класичні прилади керування - Classic Controls. В ньому обрати піктограму Масив і Кластер (2,1) – Array & Cluster (2,1), Рисунок 4.7.

Рисунок 2.6 – Вибір елементу Масив (1,1) – Array (1,1)

2.2.11 Відкривається підменю Масив і Кластер – Array & Cluster. В ньому обрати піктограму елемента Масив (1,1) – Array (1,1), Рисунок 2.6. Не відпускаючи ЛКМ перенести цей елемент на панель керування. Він буде виконувати функції коробки масиву значень h – товщини пластини.

2.2.12 Зображення коробки елементу Масив (1,1) – Array (1,1) на контрольній панелі показано на Рисунок 2.7 а), на функціональній панелі чорний прямокутник з прямокутними дужкам в середині – Рисунок 2.7 б).

а)                                                                            б)

Рисунок 2.7 - Зображення коробки елементу Масив (1,1) – Array (1,1) на контрольній панелі а), на функціональній панелі б)

2.2.13 Відразу ж з клавіатури підписати назву елементу Tovwuna. На функціональній панелі автоматично повторюється назва елемента Tovwuna

2.2.14 Натиснути лівою кнопкою мишки на вільному місці Контрольної панелі – Controls. На екрані виникає Меню віртуальних приладів контрольної панелі у вигляді матриці піктограм, Рисунок 2.4.

2.2.15 За допомогою ПКМ викликати меню Прилади керування - Controls на панель керування. В ньому обрати піктограму Класичні Прилади керування (4,2) - Controls Classic Controls (4,2). Відкривається підменю Класичні прилади керування - Classic Controls. В ньому обрати піктограму Цифрові (1,1) - Numeric (1,1).

2.2.16 Відкривається підменю Цифрові - Numeric. В ньому обрати піктограму Цифрове джерело (1,1) – Digital Control (1,1), Рисунок 2.4. Не відпускаючи ЛКМ перенести елемент Цифрове джерело (1,1) – Digital Control (1,1) на панель керування у коробку елемента Масив (d) – Array (d) . Цей елемент буде виконувати функції задавача значень масиву h – товщина пластини, Рисунок 2.8 а).

2.2.17 На функціональній панелі одночасно виникає цифровий задавач подвійної точності DBL, Рисунок 2.8 б), у вигляді помаранчевого прямокутника всередині якого у прямокутних дужках розміщено напис DBL.

       а)                                                              б)

Рисунок 2.8 – Піктограми цифрового масиву задавача значень h: а) на контрольній панелі; б) на функціональній панелі 

2.2.18 Навести ЛКМ на контур Масиву h на контрольній панелі. Не відпускаючи ЛКМ розтягнути за правий нижній кут масив вертикально вниз на 9 елементів.

2.2.19 навести ЛКМ на Задавач масиву і натиснути ЛКМ. Виникає спадаюче меню, Рисунок 2.9. В ньому обрати останній рядок Формат і Точність – Format & Precision і натиснути ЛКМ.

2.2.20 Виникає спадаюче меню рядка Формат і Точність – Format & Precision, Рисунок 2.9.

2.2.21 У вікні Точність після крапки – Digits of Precision з клавіатури набрати цифру 3, що означає округлювати значення до третьої цифри після коми. Розібратися з представленням чисел у необхідній формі. На рисунку 2.10 обрано форму представлення чисел З плаваючою комою – Floating Points Notations. Після встановлення необхідних значень натисніть клавішу ОК в нижній частині вікна.

Рисунок 2.9 - Спадаюче меню рядка Формат і Точність – Format & Precision

2.2.22 Для визначення значень здавачів на лицьовій панелі приладу елементів слід у верхній горизонтальній лінійці піктограм (ВГ-ЛП) обрати передостанню зліва закладку Вікно – Window і натиснути ЛКМ.

2.2.23 Відкривається спадаюче меню. У ньому обрати рядок Показати Палітру Інструментів - Show Tools Palette. Натиснути ЛКМ. На екрані виникає меню Інструменти – Tools, у вигляді матриці елементів, Рисунок 2.3.

2.2.24 У меню Палітра інструментів – Tools Palette обрати піктограму Редагування тексту (1,3) – Edit Text (1,3) у вигляді літери А. Курсор мишки приймає вигляд вертикальної риски.

2.2.25 Навести курсор мишки всередину верхнього задавача масиву h на контрольній панелі і з клавіатури внести в кожний задавач значення діаметру.

2.2.26 Для зміни кольору здавачів у меню Палітра інструментів – Tools Palette обрати піктограму Встановлення кольору (4,0) – Set Color (4,0) у вигляді пензля. Курсор мишки приймає вигляд пензля.

2.2.27 Після натискання ЛКМ відкривається меню піктограми Встановлення кольору – Set Color, Рисунок 2.10. В ньому обрати салатний колір і навести пензель в середину задавача масиву. Після натискання ЛКМ всі задавача приймають салатний колір.

Рисунок 2.10 - Меню піктограми Встановлення кольору – Set Color

2.2.28 Для того щоб зробити невидимим Індексний дисплей масиву – Index Display, якій знаходиться у лівій верхній частині зображення масиву діаметрів на контрольній панелі необхідно навести на нього курсор мишки і натиснути ПКМ.

2.2.29 Відкривається спадаюче меню елемента. В ньому обирають перший рядок Видимі частини – Visible Items і натискають ЛКМ. Відкривається додаткове меню, Рисунок 2.11, у якому треба зняти відмітку (галочку) з останнього рядка Індексний дисплей масиву – Index Display. Він зникне.

Рисунок 2.11– Меню елементу масив діаметрів

2.2.30 Аналогічним чином вивести на контрольну і функціональну панель другий масив задавач значень D - діаметр пластини;

2.2.31 Для організації виведення результатів розрахунку на контрольну панель приладу використано елемент Таблиця – Table. Його викликають наступним чином.

2.2.32 Натиснути лівою кнопкою мишки на вільному місці Контрольної панелі – Controls. На екрані виникає Меню віртуальних приладів контрольної панелі у вигляді матриці піктограм, Рисунок 2.4.

2.2.33 За допомогою ПКМ викликати меню Прилади керування - Controls на панель керування. В ньому обрати піктограму Класичні Прилади керування (4,2) - Controls Classic Controls (4,2). Відкривається підменю Класичні прилади керування - Classic Controls. В ньому обрати піктограму Листи і Таблиці (2,2) – List & Table (2,2).

2.2.34 Відкривається меню піктограми Листи і Таблиці - List & Table. В ньому слід обрати елемент Таблиця (1,3) - Table (1,3). Не відпускаючи ЛКМ перетягнути елемент Таблиця на контрольну панель, Рисунок 2.12 а. Блок – схема цього елементу автоматично виникне на функціональній панелі, у вигляді фіолетового прямокутника з товстих ліній. В середині у прямокутних дужках є напис [a b c], що вказує на тип данник – строкові змінні, Рисунок 2.12 б.

а                                                                                           б

Рисунок 2.12 – Спадаюче меню елемента Таблиця: а - на контрольній панелі; б – на функціональній панелі

2.2.35 Відразу ж за допомогою клавіатури підписати елемент Таблиця 4.2.

2.2.36 Навести стрілочку курсору мишки на тіло елементу Таблиця 42 на контрольній панелі і натиснути ПКМ. Виникає спадаюче меню елементу, Рисунок 2.12. В меню обрати верхній рядок Видимі частини – Visible Items. Відкривається додаткове меню, в якому слід зняти „галочки” з рядків Вертикальний скролінг - Vertical Scrollbar та Горизонтальний скролінг - Horizontal Scrollbar. Рисунок 2.12. Після чого вони зникають.

2.2.37 Ввести написи у шапки таблиці.

2..3 Формування блок - схеми віртуального приладу на функціональній панелі

2.3.1 Складання блок - схеми віртуального приладу починається з виведення на функціональну панель структури Цикл з фіксованим числом ітерацій – For Loop, Рисунок 2.13. Ця структура працює аналогічно оператору циклу з заданим числом кроків ітерацій - count N, який записується при звичайному програмуванні, як:

For i=0 to N-1 do

Такі структури представляють собою вузли, які керують процесом виконання операцій заданої блок – схеми певну кількість разів.

Рисунок 2.13 - Вигляд структури Цикл з фіксованим числом ітерацій - For Loop на функціональній панелі

2.3.2 Виклик структури Цикл з фіксованим числом ітерацій - For Loop здійснюється з функціональної панелі за шляхом: Functions\Structures\For Loop (1,3). Для цього треба натиснути ПКМ на вільному місці функціональної панелі. На екрані виникає меню Функції – Functions. В ньому обрати піктограму Структури (1.1) - Structures (1,1). Відкривається додаткове меню Структури Structures, в якому обрати піктограму елементу Цикл з фіксованим числом ітерацій (1,3) - For Loop (1,3), Рисунок 2.13. Не відпускаючи ЛКМ перетягнути обраний елемент на функціональну панель. Структуру  можливо розтягнути до необхідних розмірів, якщо зачепити ЛКМ за кут структури і тримати кнопку мишки натиснутою.

2.3.3 Структура Цикл з фіксованим числом ітерацій - For Loop виконує код всередині його границь (підпрограму) деяке число ітерацій (count) Це число дорівнює величіні, яка введена у Термінал числа ітерацій N (count terminal). Число відліків встановлюють, при подачі певного значення з зовні циклу на Термінал числа ітерацій. Якщо підключити до цього терміналу значення 0, то цикл не буде виконуватися. Крім того, структура вміщує Термінал (генератор) рахівника ітерацій і (iteration terminal), він визначає поточне число завершених ітерацій циклу; 0 – під час першої ітерації, 1 – під час другої і так далі до N -1, де Nкількість виконань циклу, яка задана.

2.3.4 Елемент Цифрові Константи - Numeric Constant у вигляді блакитного квадратика з цифрою, яка визначає кількість ітерацій. Константу викликають на функціональну панель натиснувши ПКМ на вільному місці функціональної панелі. Виникає меню Функції – Functions. В ньому оборати піктограму Цифрові (1,2)– Numeric (1,2). Відкривається додаткове меню Цифрові – Numeric, в якому слід обрати елемент Цифрові Константи (5,1) - Numeric Constant (5,1),. Він буде виконувати функції Генератора ітерацій і.

2.3.5 Після викликання константи її значення записують у прямокутник і з’єднують з рахівником. При і= N процес операцій у петлі зупиняється. Загальна кількість значень і (з урахуванням і=0), у яких виконуються ітерації, дорівнює N (для даного випадку 9).

2.3.6 Структура Формульний вузол – Formula Node не впливає на потік даних програми. Вона є вікном зі змінними розмірами для введення алгебраїчних формул безпосередньо у блок діаграму. Це значно простіше достатньо складної процедури складання текстових програм при використанні не графічних мов програмування.

2.3.7 Виклик структури Формульний вузол – Formula Node здійснюється з функціональної панелі за шляхом: Functions\Ctructs & Constants\Formula Node (2,1). Для цього треба натиснути ПКМ на вільному місці функціональної панелі. На екрані виникає меню Функції – Functions. В ньому обрати піктограму Структури (1.1) - Structures (1,1). Відкривається додаткове меню Структури Structures, в якому обрати піктограму елементу Формульний вузол (2,1) – Formula Node (2,1), Рисунок 2.14. Не відпускаючи ЛКМ перетягнути обраний елемент на функціональну панель і розмістити її всередині структури Цикл з фіксованим числом ітерацій - For Loop. Структуру Формульний вузол можливо розтягнути до необхідних розмірів, якщо зачепити ЛКМ за кут структури і тримати кнопку мишки натиснутою. Після цього в середину формульного вузла вводять необхідний аналітичний вираз

Рисунок 2.14 - Меню Функції – Functions з піктограмою Структури (1.1) - Structures (1,1) і додатковим меню Структури Structures з піктограмою елементу Формульний вузол (2,1) – Formula Node (2,1)

2.3.8 Для введення параметрів аналітичних виразів призначені Вхідні і Вихідні термінали структури Формульний вузол. Їх обирають натисканням ПКМ на границі вузла і обрання опції Додати ввідAdd Input або Додати вивід – Add Output у контекстному меню, Рисунок 2.15. Коли термінали вводу і виводу створені, треба надати їм назви змінних, які використовуються у математичному виразі. Пам’ятайте, що ім’я змінної чутливе до регістру літер. Та що кожний рядок у формульному вузлі повинен закінчуватися крапкою з комою (;). Введіть математичні вирази (4.1) в середину формульного вузла на функціональній панелі.

Рисунок 2.15 – Контекстне меню для вибору опцій Додати ввід – Add Input або Додати вивід – Add Output.

2.3.9 Навести курсор мишки на ліве вертикальне ребро структури Формульний вузол. Натиснути ПКМ і з розгорнувшогося меню, Рисунок 2.16, викликати елемент Додати ввід – Add Input. На лівому вертикальному ребрі структури виникає помаранчевий прямокутник з тонких ліній.

2.3.10 Відразу ж з клавіатури набрати його назву у відповідності до системи рівнянь (2.1). У даному випадку це буде „Е”.

2.3.11 Аналогічним чином створити на лівому вертикальному ребрі структури Формульний вузол ще вісім елементів Додати ввід – Add Input та назвати їх відповідно вхідним параметрам системи рівнянь (2.1): D”, “h”, “КО. Зверніть увагу, елементи Додати ввід – Add Input дозволено розміщувати не тільки на лівому вертикальному ребрі структури Формульний вузол, Рисунок 2.2 б, а й на горизонтальних ребрах структури.

2.3.12 Викликати і розмістити на правому вертикальному ребрі структури Формульний вузол у відповідності до системи рівнянь (2.1) тринадцять елементів Додати вивід – Add Output. Назви вихідним елементам, які є функціями системи рівнянь (2.1) є: Fd”, “S. Зверніть увагу, елементи Додати вивід – Add Output також дозволено розміщувати не тільки на лівому вертикальному ребрі структури Формульний вузол, Рисунок 2.2 б, а й на горизонтальних ребрах структури.

2.3.13 Функції Масиву - Array з’єднані зі структурою Цикл з фіксованим числом ітерацій – For Loop за допомогою Вхідних Тунелів – Input Tunnels у яких виключено авто індексування.  

Примітка: Оскільки Цикл з фіксованим числом ітерацій дуже часто використовують для обробки масивів, то по замовчуванню в ньому включено авто індексування. Для виключення авто індексування слід викликати контекстне меню точки введення/виведення масиву і обрати у першому рядку меню опцію Виключити індексування –Disable Indexing, Рисунок 2.16. Після цього Тунель біде повністю зафарбовано помаранчевим кольором.

Рисунок 2.16 – Контекстне меню точки введення/виведення масиву для вибору опції Виключити індексування –Disable Indexing

Якщо Індексування включено – Enable Indexing , як це показано на Рисунку 2.16 то цикл буде переходити до наступного індексу масиву при кожній ітерації і до циклу при кожній ітерації буде входити скалярна величина, а не весь масив. Слід звернути увагу на зменшення товщини з’єднувального дроту під час його входу в цикл.

Якщо ж Індексування відключено – Disable Indexing, тунель зафарбовано повністю помаранчевим кольором, то масив повністю подається у цикл.

2.3.14 Далі від вхідних тунелів з відключеним індексуванням структури Цикл з фіксованим числом ітерацій – For Loop значення D i h підключені до відповідних входів структури Формульний вузол – Formula Мode.

2.3.15 Вказані масиви підключені до Циклу з фіксованим числом ітерацій – For Loop через вхідний тунель, у якому по замовчуванню включено авто індексування, Рисунок 2.16.

2.3.16 Далі від вхідних тунелів зі включеним індексуванням структури Цикл з фіксованим числом ітерацій – For Loop значення D I h підключені до відповідних входів структури Формульний вузол – Formula Node.

2.3.17 Структура Цикл з фіксованим числом ітерацій – For Loop вміщує елемент Термінал (генератор) рахівника ітерацій і (iteration terminal), він визначає поточне число завершених ітерацій циклу; 0 – під час першої ітерації, 1 – під час другої і так далі до N -1, де Nкількість виконань циклу, яка задана.

Для того, щоб у систему рівнянь на вводилися значення, які дорівнюють нулю, а Термінал (генератор) рахівника ітерацій і (iteration terminal) починав свій підрахунок не з нуля, а з одиниці було створено наступну блок схему, Рисунок 2.17.

Рисунок 2.17 – Фрагмент блок схеми, якій показує яким чином зробити, щоб Термінал (генератор) рахівника ітерацій і (iteration terminal) починав свій підрахунок не з нуля, а з одиниці .

2.3.18 За допомогою ПКМ викликати на функціональну панель меню Функції - Functions. В ньому обрати піктограму Цифрові (1,2) - Numeric (1,2). Відкривається додаткове меню Цифрові – Numeric, Рисунок 2.18.

2.3.19 У підменю, яке відкрилося обрати піктограму Додати (1,1) - Add (1,1), Рисунок 2.18. Не відпускаючи ЛКМ перемістити елемент Додати (1,1) - Add (1,1) на функціональну панель і розмістити його у лівій нижній частині блок – схеми між структурами Цикл з фіксованим числом ітерацій – For Loop і структурою Формульний вузол – Formula Node.

2.3.20 За допомогою ПКМ викликати на функціональну панель меню Функції - Functions. В ньому обрати піктограму Цифрові (1,2) - Numeric (1,2). Відкривається додаткове меню Цифрові – Numeric, Рисунок 2.18.

2.3.21 У додатковому меню обрати піктограму Числова Константа (5,1) - Numeric Constant (5,1) і не відпускаючи ЛКМ перетягнути елемент  на функціональну панель. Розмістити елемент Числова Константа над елементом Термінал (генератор) рахівника ітерацій і (iteration terminal) структури Цикл з фіксованим числом ітерацій – For Loop.

Рисунок 2.18 – Меню для виведення елементів Додати (1,1) - Add (1,1) і Числова Константа (5,1) - Numeric Constant (5,1) на функціональну панель

2.3.22 З’єднати елементи Числова Константа (5,1) - Numeric Constant (5,1) і Термінал (генератор) рахівника ітерацій і (iteration terminal) з елементом Додати (1,1) - Add (1,1), а вихід останнього з входом і Формульного Вузла. Вхід і на структурі Формульний Вузол стане синього кольору.

2.3.23 Функція Побудова масиву - Build Array комбінує або об’єднує два масиви, додає у масив додаткові елементи. Елемент Побудова масиву формує n вимірний масив з n і n-1 вимірних вводів (елементи або під-масиви). Вводи зв’язані таким чином щоб, якщо всі вводи – однакові (n - потускніє), Ви можете його виділити і вибрати “Зв’язати Вводи”, щоб зв’язати їх у більший n-вимірний масив, або зняти виділення з цього вводу для створення n+1 вимірного масиву.

2.3.24 Функція Побудова масиву - Build Array має два типи вводу: для масиву і для елементу масиву. Таким чином, за допомогою цієї функції створюють масив одночасно з масиву даних і зі скалярних елементів. Ввід для масиву зображується у вигляді двох квадратиків з крапками всередині. Ввід скалярної величини показано пустим квадратиком. В залежності від того, який тип даних підключається ввід цієї функції автоматично адаптується до вхідного елементу, чи то скаляр, чи то масив.

2.3.25 Блок – схема функції Побудова масиву - Build Array на функціональній панелі показана на Рисунку 2.19

Рисунок 2.19 – Зображення блок – схеми функції Побудова масиву - Build Array на функціональній панелі

2.3.26 На функціональну панель цю функцію викликають за наступним алгоритмом. За допомогою ПКМ викликати на функціональну панель меню Функції - Functions. В ньому обрати піктограму Масив (2,2) - Array (2,2)

2.3.27 Відкривається додаткове меню Масив - Array. В ньому обрати піктограму Побудова масиву (2,2) - Build Array (2,2), Рисунок 2.20, і не відпускаючи ЛКМ перетягнути елемент Побудова масиву - Build Array на функціональну панель та розмістити його праворуч в центрі поза структурою Цикл з фіксованим числом ітерацій - For Loop, Рисунок 2.2 б. Натиснути ЛКМ.

Рисунок 2.20 - Меню Функції – Functions з піктограмою Масив - Array та додаткове меню Масив – Array з піктограмою функції Побудова масиву (2,2) - Build Array (2,2)

2.3.28 У меню Палітра інструментів – Tools Palette обрати піктограму Котушка (2,1)– Connect Wire (2,1). Курсор мишки змінить вигляд на котушку. Провести необхідні з’єднання цих елементів, як показано на Рисунку 2.2 б). Тобто з’єднати проводами Вихідні тунелі Формульного вузла і Виходи структури Цикл з фіксованим числом ітерацій - For Loop. Після цього з’єднати проводами Виходи структури Цикл з фіксованим числом ітерацій - For Loop і Вхідні елементи функції Побудова масиву - Build Array

2.3.29 Рядки, як і масиви, можуть бути корисними при використанні вбудованих функцій. Функція Об’єднання рядків – Concatenate String об’єднує всі вхідні рядки в один вихідний. Крім простих рядків можливо підключати одновимірний масив рядків. У цьому випадку на виході буде один  рядок, який об’єднує рядки масиву.

2.3.30 Для створення шапки Таблиці 4.2 на контрольній панелі використовується функція Об’єднання рядків – Concatenate String. Функція, розміщенні на функціональній панелі має вигляд іконки. Для збільшення числа входів можливо змінити розмір функції за допомогою інструмента переміщення – курсору у вигляді стрілочки. Треба навести стрілочку на будь який кут піктограми функції і натиснути ЛКМ. Не відпускаючи ЛКМ розтягнути іконку до необхідної кількості вводів.

2.3.31 Для виклику функції навести курсор мишки на вільне місце функціональної панелі і натиснути ПКМ. Виникає меню Функції – Functions. В цьому меню слід обрати піктограму Рядок (2,1) – String (2,1).

2.3.32 Відкривається додаткове меню піктограми Рядок – String. В ньому обрати піктограму функції Об’єднання рядків (1,2) – Concatenate String (1,2), Рисунок 2.21, і не відпускаючи ЛКМ перетягнути піктограму функції на функціональну панель, розмістивши її в центрі, вище структури Цикл з фіксованим числом ітерацій – For Loop. Розтягнути функцію на 7 входів.

2.3.33 Викликати на функціональну панель з меню Функції – Functions, в ньому обрати піктограму Рядок (2,1) – String (2,1). Відкривається додаткове меню піктограми Рядок – String. В ньому обрати піктограму функції Табулятор (4,6) – Tab (4,6), Рисунок 2.21. і не відпускаючи ЛКМ перетягнути піктограму функції Табулятор – Tab на функціональну панель і розмістити ліворуч і вище функції Об’єднання рядків – Concatenate String.

Рисунок 2.21 - Меню Функції – Functions, з піктограмою Рядок (2,1) – String (2,1) і додатковим меню піктограми Рядок – String.

2.3.34 Викликати на функціональну панель з меню Функції – Functions, в ньому обрати піктограму Рядок (2,1) – String (2,1). Відкривається додаткове меню піктограми Рядок – String. В ньому обрати піктограму функції Кінець Лінії (4,5) – End of Line (4,5), Рисунок 2.21 і не відпускаючи ЛКМ перетягнути піктограму функції Кінець Лінії – End of Line на функціональну панель і розмістити ліворуч і нижче функції Об’єднання рядків – Concatenate String.

2.3.35 Виконати дії попереднього пункту, але з додаткового меню піктограми Рядок – String слід обрати піктограму Рядкова Постійна (4.1) – String Constant (4,1). Не відпускаючи ЛКМ перетягнути піктограму функції Рядкова Постійна – String Constant на функціональну панель і розмістити ліворуч функції Об’єднання рядків – Concatenate String. Відразу ж за допомогою клавіатури підписати цю функцію як і.

2.3.36 Аналогічним чином, як у попередньому пункті викликати на функціональну панель ще 2 функції Рядкова Постійна – String Constant. Розміщуючи їх одна під одною нижче Рядкової постійної і та підписуючи відповідно: Fd i h.

2.3.37 З’єднати елементи блок-схеми, як показано на Рисунку 2.21. Для цього використовують меню Палітра Інструментів – Tools Palette. У меню Палітра Інструментів – Tools Palette обрати, елемент ”Котушка” (2,1) – Connect Wire (2,1.

2.3.38 Якщо дріт, якім проводили з’єднання приймає вигляд чорної пунктирної лінії, треба у меню Палітра Інструментів – Tools Palette обрати піктограму у вигляді стрілки, Позиціонування/Розмір/Вибір (1,2) – Position/Size/Select (1,2).

2.3.39 Потім у верхній горизонтальній лінійці піктограм обрати другу зліва клавішу меню Редагування – Edit. Натиснути ЛКМ. Розкривається спадаюче меню команди Редагування.

2.3.40 В спадаючому меню Редагування обрати і натиснути ЛКМ на третьому знизу рядку, якій активізує команду Переміщення Поганого Дроту - Remove Broken Wires, Рисунок 2.22.

Рисунок 2.22 Команда Переміщення Поганого Дроту - Remove Broken Wires з меню Редагування – Edit верхньої горизонтальної лінійки піктограм

2.3.41 Навести курсор на трасу дроту невірного з’єднання і видалити його з блок – схеми, після цього провести правильне з’єднання, наведеним вище способом.

2.3.42 Функція Перетворення масиву – Transpose 2D Array, Рисунок 2.23, перебудовує елементи двомірного масиву таким чином, що двомірний масив [і, j] стає перетвореним масивом [j, і]. Двовимірний масив може бути будь якого типу.

Рисунок 2.23 - Функція Перетворення масиву – Transpose 2D Array

2.3.43 На функціональну панель цю функцію викликають за наступним алгоритмом. За допомогою ПКМ викликати на функціональну панель меню Функції - Functions. В ньому обрати піктограму Масив (2,2) - Array (2,2)

2.3.44 Відкривається додаткове меню Масив - Array. В ньому обрати піктограму Перетворення масиву (4,1) – Transpose 2D Array (4,1), і не відпускаючи ЛКМ перетягнути елемент Перетворення масиву – Transpose 2D Array на функціональну панель та розмістити його праворуч функції Побудова масиву - Build Array, Рисунок 2.2 б. Натиснути ЛКМ.

2.3.45 З’єднати вихід функції Побудова масиву - Build Array зі входом функції Перетворення масиву (4,1) – Transpose 2D Array (4,1). При вірному з’єднанні провід буде мати вигляд помаранчевої товстої подвійної лінії, що підтверджує можливість передачі даних 2D масиву.

2.3.46 Функція конвертує (перетворює) ввід Числове значення до формату з плаваючою комою - Number To Fractional String, Рисунок 2.24. Входи функції Номер -Number, Ширина - Width, і Точність – Precision визначають відповідно числове значення, кількість позицій для запису числа і точність, тобто кількість знаків після коми. Вони повинні бути скалярами. Якщо значення з плаваючою комою, функція округлює їх до найближчого цілого числа.

Рисунок 2.24 – Піктограма функції Числове значення до формату з плаваючою комою - Number To Fractional String

2.3.47 Для виведення функції Числове значення до формату з плаваючою комою - Number To Fractional String необхідно натиснути ПКМ на вільному місці функціональної панелі. Виникає меню Функції – Functions.

2.3.48 У цьому меню обрати піктограму Рядки (2,2) - String (2,2), виникає додаткове меню Рядки - String, у якому слід обрати піктограму функції Перетворення числової у строкову(2,6) - String/Number Conversion (2,6).

2.3.49 Виникає додаткове меню Перетворення числової у строкову -  String/Number Conversion. У цьому меню обрати піктограму функції Числове значення до формату з плаваючою комою (1,4) - Number To Fractional String (1,4), Рисунок 2.25 і не відпускаючи ЛКМ перетягнути піктограму на функціональну панель. Розмістити праворуч нижче функції

Рисунок 2.25 – Меню для виклику функції Числове значення до формату з плаваючою комою (1,4) - Number To Fractional String (1,4)

2.3.50 Викликати на функціональну панель дві Числові константи. Першу зі значенням 8 і розмістити ліворуч від функції Числове значення до формату з плаваючою комою - Number To Fractional String. Ця числова константа біде визначати ширину Стовпчика у вісім позицій для занесення результатів розрахунку у Таблицю 2.1. Друга Числова константа зі значенням 3 розміщується під першою і визначає кількість знаків після коми у результатах розрахунку. Алгоритм виведення Числових констант на функціональну панель наведений вище.

2.3.51 Для запису результатів розрахунків використана функція Записати у файл табличного типу – Write To Spreadsheet File. Vi, Рисунок 2.26. Вона перетворює двомірний або одномірний масив чисел з одинарною точністю у текстову строку, а потім записує рядок у новий файл або додає у існуючий. Не слід подавати дані одночасно на входи одномірного і двомірного масивів. Один з них буде проігнорованим. Текстові файли, які створені цією функцією читають всі програми, які працюють з текстовими файлами.

Рисунок 2.26– Піктограма функції Записати у файл табличного типу – Write To Spreadsheet File. Vi,

2.3.52 Пояснимо призначення входів - виходів функції Записати у файл табличного типу – Write To Spreadsheet File. Vi:

  •  Шлях файлу – file path - назва (ім’я) шляху файлу. Якщо шлях файлу не визначений користувачем, тобто пусте (значення по замовчуванню) або – Не вказано шлях - Not A Path, VI відображує діалогове вікно файлу з якого користувач може обрати необхідний файл. Помилка 43 виникає, якщо користувач обирає команду Відмінити з діалогового вікна.
  •  Символьний рядок – Character string - данні, які VI записує у файл.
  •  Додати у кінець к файлу? – Append to file ? - Встановлює Правда - True, якщо Ви бажаєте додати данні у кінець існуючого файлу. Ви можете також встановити Правда - True для запису нового файлу. Встановіть Не правда – False (значення по замовчуванню), якщо бажаєте писати данні до нового файлу або замінити існуючий файл.
  •  Конвертація (перетворення) eol? – Convert End of Line (eol) - Визначає, чи конвертує (чи перетворює) функція Кінець маркерів лінії – End of Line, це читає у LabVIEW Кінець маркерів лінії. Системно - специфічний кінець маркеру лінії - переводить каретку, яка супроводжується переведенням рядка у Windows.
  •  Якщо конвертація (перетворення) eol має значення Правда - True, функція конвертує (перетворює) усі значення кінець маркерів ліній, з якими зустрічається у переведення рядків. Якщо конвертація eol має значення Не правда – False, функція не конвертує кінець маркерів ліній, які читаються. По замовченню Конвертація має значення Не правда – False.
  •  Новий шлях файлу – New file path - шлях файлу, від якого VI читає данні. Ви можете використовувати цей вивід, для того щоб визначити шлях файлу, який Ви відкриваєте при використанні діалогового вікна. Новий шлях файлу повертає Не вказано шлях - Not A Path, якщо Ви обираєте Відмінити з діалогового вікна.

2.3.53 Для виведення функції необхідно натиснути ПКМ на вільному місці функціональної панелі. Виникає меню Функції – Functions. В ньому слід обрати піктограму Файл Вхід/Вихід (3,3) - File I/O (3,3) і навести на неї курсор мишки.

2.3.54 Відкривається додаткове меню Файл Вхід/Вихід - File I/O. В додатковому меню обрати піктограму функції Запис даних з файлу табличного формату (1,1)Write To Spreadsheet File (1,1), і не відпускаючи ЛКМ перетягнути піктограму на функціональну панель вище функції Перетворення масиву – Transpose 2D Array, Рисунок 2.2 б.

2.3.55 Щоб додавати данні у кінець файлу, який створюється, або заміняти існуючий файл новим, треба до входу Додати у кінець к файлу? – Append to file ? функції Запис даних з файлу табличного формату (1,1)Write To Spreadsheet File (1,1) підключити буле вий елемент Константа Правда – True Constant. 

2.3.56 Елемент Константа Правда – True Constant викликається з функціональної панелі, через меню Функції - Functions, якщо обрати піктограму Булеві функції (1,3) - Boolean (1,3).

2.3.57 У меню Булеві функції - Boolean, яке розкрилося, обрати піктограму Константа Правда (4,1) – True Constant (4,1). Не відпускаючи ЛКМ перемістити елемент Константа Правда (4,1) – True Constant (4,1) на функціональну панель і розмістити нижче функції Запис даних з файлу табличного форматуWrite To Spreadsheet File. 

2.3.58 З’єднати дротом вхід Додати у кінець к файлу? – Append to file ? функції Запис даних з файлу табличного форматуWrite To Spreadsheet File з виходом елемента Константа Правда – True Constant. Якщо всі дії виконані вірно дріт буде суцільним зеленого кольору.

2.3.59 Для того, щоб записати у файл, якій створюється шапку Таблиці 4.2, використовують функцію Записати символи у файл – Write Character To File, Рисунок 2.27

Рисунок 2.27 – Піктограма функції Записати символи у файл – Write Character To File

2.3.60 Для виведення функції необхідно натиснути ПКМ на вільному місці функціональної панелі. Виникає меню Функції – Functions. В ньому слід обрати піктограму Файл Вхід/Вихід (3,3) - File I/O (3,3) і навести на неї курсор мишки.

2.3.61 Відкривається додаткове меню Файл Вхід/Вихід - File I/O. В додатковому меню обрати піктограму функції Записати символи у файл (1.3) – Write Character To File (1,3) , Рисунок 2.27, і не відпускаючи ЛКМ перетягнути піктограму на функціональну панель вище функції Побудова масиву - Build Array, Рисунок 2.2 б.

2.3.62 Для вказування шляху розміщення файлу, який буде створено для запису результатів розрахунків необхідно викликати на функціональну панель меню. В цьому меню обрати піктограму Файлова Постійна (3,4) – File Constant (3,4).

2.3.62 Відкривається додаткове меню Файлова постійна – File Constant, , в якому необхідно обрати піктограму Константа Розділу (1,1) – Path Constant (1,1),

2.3.63 Не відпускаючи ЛКМ перетягнути цей елемент на функціональну панель та розмістити його над піктограмою функції Записати символи у файл – Write Character To File.

2.3.64 З меню Палітра інструментів – Tools Palette обрати піктограму Редагування Тексту (1,3) – Edit Text (1,3), навести курсор у вигляді вертикальної риски всередину піктограми Константа Розділу – Path Constant, і з клавіатури ввести напис С:\Vuhid.txt.

2.4 З’єднання елементів функціональної схеми

2..5 Запуск приладу і проведення дослідів

2.5.1 У верхній горизонтальній лінійці піктограм оберіть і натисніть першу зліва піктограму Пуск – Run, у вигляді білої суцільної стрілки, Рисунок 2.30, для того щоб запустити прилад у роботу. Якщо стрілка чорна і має розрив, то блок-схема на функціональній панелі зібрана не вірно і потребує коригування.

Рисунок 2.28 – Піктограма команди Пуск – Run з верхньої горизонтальної лінійки піктограм

2.5.2. Провести дослідження функціонування приладу при змінних значеннях вхідних параметрів на лицьовій панелі.

2.5.3 Провести аналіз. Підготувати висновки і Практичні рекомендації.

2.5.4 Оформити протокол звіту у відповідності з ДСТУ 3008-95 – Звіти в сфері науки і техніки. Правила оформлення.


ВИСНОВКИ

1  В результаті виконання РГР  досліджено 9 резонаторів у середовищі LabView і розраховано,що необхідна кількість вимірювань частоти власних коливань п’єзокерамічної пластини при проведенні експериментальних досліджень - 9 .

2 Створено 9 резонаторів з різною товщиною п’єзокерамічних пластин, і отримано різні частоти власних коливань пластини, таблиця 1:

Таблиця 1 – Результати виконання роботи

Діаметр пластини, см

Товщина пластини, см

Частота власних коливань, Гц

3

0,4

5189,19

3

0,45

5837,87

3

0,50

6486,46

3

0,55

7135,14

3

0,60

7783,79

3

0,65

8432,44

3

0,70

9081,09

3

0,75

9729,74

3

0,80

10378,39

З досліджень видно, що при збільшенні товщини пластини резонатора отримуємо більшу частоту власних коливань резонатора.

       3  На виконання даної роботи затрачено:

  •  На графічну побудову в оболонці LabView – 4 години;
  •  На підготовку звіту - 5 годин.

ПРАКТИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

Створені резонатори можуть використовуватися в роторних акустичних генераторах і кавітаторах для збільшення акустичних хвиль.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1 Назмиев И.М., Андрейцев С.В., Горюнов А.В. Низкочастотное ударно-волновое воздействие – эффективный метод повышения нефтеотдачи пластов // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. - 1977. - №12.

ДОДАТКОВА ЛІТЕРАТУРА

1 LabVIEW Инструкция по эксплуатации 7-8 www.ni.com © National Instruments Corporation 13-17 LabVIEW User Manual

2 LabVIEW для всех /Джеффри тревис: Пер. с англ. Клушин Н.А. – М.: ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2004. – 544 с.

3 Універсальна десяткова класифікація (УДК): У 2 кн. Кн.1. Таблиці: Пер. З англ./ Голов. Ред. М.І. Сенченко; UDC, Consortium, Кн. Палата України.-К.:Кн. палата України, 2002.-932с.

4 Государственный классификатор продукции и услуг (ДК 016-97). Издательство официальное. 2 том, разделы 24-29. Киев, Госстандарт Украины,      1998-176с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

20119. Средства измерения шероховатости поверхности 188.5 KB
  В настоящее время накоплен значительный теоретический и эксплуатационный материалы по связи шероховатости со следующими эксплуатационными показателями: 1 – износостойкость при всех видах трения; 2 – контактная жесткость; 3 – выносливость; 4 – прочность посадок с натягом; 5 – отражательная способность поверхности; 6 – прочность сцепления при склеивании; 7 – коррозионная стойкость; 8 – лакокрасочные покрытия; 9 – точность при измерении. После отражения от поверхности пучок проходит 2 и 10 и попадает на 6. Поэтому оператор через окуляр 7 видит:...
20120. Приборы для измерения резьбовых и зубчатых деталей 57.5 KB
  Рассмотрим наиболее распространённые методы и средства контроля основных параметров однозаходной цилиндрической резьбы. Изза сложности проверки внутренней резьбы в обычных производственных условиях производят её комплексный контроль. Погрешности среднего диаметра резьбы возникают изза действия тех же факторов что и при обработке гладких цилиндрических изделий. Влияние этих факторов в процессе резьбообразования может изменяться = изменяется величина погрешности по длине резьбы.
20121. Классификация средств измерений линейных и угловых величин 24.5 KB
  Средства измерения – техническое средство предназначенное для количественной оценеи измеряемых величин длина угол и имеюшее нормированные метрологические свойства. Измерительные приборы средства измерения предназначен ные для выработки сигнала измерительной информации в форме доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. По физическому принципу действия приборы для измерения длин и углов подразделяют на: Механические; Оптико механические; Оптические; Пневматическиеэлектрические; Электронные; Опто электронные. По назначению...
20122. Требования, предъявляемые к приборам для измерения длин и углов 25.5 KB
  К приборам для измерения длин и углов могут предъявляться следующие требования: Точности; Надежности; Экологичность; Техническая эстетика; Безопасности; Безопасность обслуживания – наличие устройств заземления блокировок аварийной сигнализации и т. ; Высокая точность измерения одно из основных требований предъявляемых к приборам для измерения длин и углов. Если раньше погрешность измерения в 15 2 считалась нормальной и достаточно удовлетворительной то в настоящее время нередко требуется иметь погрешность не более 02 05 .
20123. Визуальные и регистрирующие отсчетные устройства средств измерений 25.5 KB
  Мера есть средство измерений предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Измерительный преобразователь это средство измерений предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для передачи дальнейшего преобразования обработки и или хранения но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Отсчетное устройство средства измерений часть элементов средства измерений показывающая значение измеряемой величины или связанных с ней величин.
20124. Штриховые и концевые меры длин и углов 25.5 KB
  Меры являются необходимым средством измерений т. Меры как средства измерений могут изготавливаться различных классов точности которые регламентируются соответствующими ГОСТами и поверочными схемами. Меры подразделяют на однозначные и многозначные.
20125. Логометрическая схема соединения звеньев. Погрешность 115.5 KB
  Логометрическая схема делителя тока. Логометрическая схема делителя напряжения. Эта схема удобна для включения низкоомных резистивных преобразователей.
20126. Структурные схемы приборов для измерения линейных и угловых величин. Чувствительные и отсчетные устройства приборов 462.5 KB
  В ШОУ значение измеряемой величины представляется в виде взаимного смещения подвижных элементов шкалы и указателя. Если учесть что а принимают как десятую долю интервала деления шкалы то интервал на практике принимается равным 1 мм. Принятый метод определения интервала деления шкалы происходил из практики отсчета десятой доли интервала. Хотя оценка доли деления шкалы не увеличивает точность измерения т.
20127. Дифференциальный метод отыскания коэффициентов влияния 48 KB
  Коэффициент влияния – это отношение изменения сигнала на выходе измерительного устройства к вызвавшей его первичной погрешности. Коэффициент влияния определяет долю влияния конкретной погрешности на суммарную. Ti = ðS ðqi Дифференциальный метод применяют для определения влияния отклонений различных составляющих величин на выходной сигнал математически выраженный через величины входящие в передаточную функцию.