Опис експериментальної установки. з курсу “Керування документацією ”
з курсу “ Керування документацією ” для студентів спеціальності 7.02010501 “Документознавство та інформаційна діяльність”
Укладачі Комова М.В., к. філолог.н., доц. кафедри СКІД Білущак Т.М., асистент кафедри СКІД
Комп’ютерне складання Білущак Т.М. Лабораторна робота №4 Тема. Експериментальне дослідження амплітудно-частотних характеристик пульсацій тиску в полому циліндричному резонаторі. Мета роботи. Ознайомитись з методикою емпіричних досліджень нестаціонарних гідродинамічних процесів на прикладі аналізу пульсацій тиску в полому циліндричному резонаторі. Теоретичні відомості Опис експериментальної установки Коливання тиску в полому циліндричному резонаторі створювали спеціально розробленим пристроєм. В основу роботи даного пристрою (рис. 1) покладено принцип автоколивань, тобто генерування коливань потоку при натіканні швидкісного струменя рідини на порожнину циліндричного резонатора.
Рис. ІІ.5. Пристрій для генерування пульсуючого потоку: 1, 2 – штуцера для подачі та відведення робочої рідини; 3 – трубчастий резонатор; 4 – кріплення датчика тиску; 5 – патрубок для під’єднання манометру.
Амплітуда та частота коливань потоку регулювалась зміною швидкості струменя рідини, що направлявся соплом 1 на вхід в порожнину резонатора 3. Після проходження ділянки сопло-порожнина робоча рідина виходила з генератора коливань через канали 2 і направлялась по трубопроводу в бак. Створювані пульсації тиску фіксували датчиком марки IPT-600, що був під’єднаний через спеціальне кріплення 4 до порожнини резонатора 3. Додатковим конструктивним параметром генератора коливань зміна якого впливала на значення амплітуди та частоти є довжина полого циліндричного резонатора. Тому в експериментах використовували резонатори різної довжини: 144 мм, 239 мм та 718 мм, які відповідали основним частотам полого циліндричного об’єму: 2500 Гц, 1500 Гц та 500 Гц. Діаметр всіх резонаторів був рівний 5 мм. Робота автоматизованої системи вимірювань (рис. 2) для фіксації сигналів датчика тиску проходила наступним чином.
Рис. ІІ.6. Структурна схема автоматизованої системи вимірювань: 1 – об’єкт дослідження; 2 – датчик; 3 – нормалізатор сигналу; 4 – аналого-цифровий перетворювач; 5 – персональний комп’ютер.
При запуску експериментальної установки досліджуваний об’єкт 1 починав діяти на чутливий елемент датчика 2, який при цьому генерував аналоговий сигнал і по з’єднувальних проводах передавав його через нормалізатор сигналів 3 на вхід АЦП 4. Після проходження АЦП сигнал перетворювався в цифровий код та записувався в пам’ять персонального комп’ютера 5. Однією з проблем, що пов’язані з використанням в наукових дослідженнях автоматизованих вимірювальних систем на базі персонального комп’ютера, є створення програмного забезпечення, яке б дозволяло виконувати необхідний режим роботи аналого-цифрового перетворювача (АЦП). У випадку дослідження швидкоплинних нестаціонарних гідродинамічних процесів необхідно використовувати режим АЦП, що забезпечує максимальну швидкість виборки даних, а також високостабільний інтервал вимірювань. У даному режимі програма проводить запуск АЦП від таймеру із записом значень в оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП) і автоматичне сканування по каналах. Інтерфейс програми „Цифровий осцилограф” в режимі сканування каналів АЦП, до яких підключені температурний датчик HEL-705 та датчик тиску Для написання програми використовувалась мова програмування 1. Змінює діапазон частот запуску АЦП в межах 1 Гц – 600 кГц. 2. Задає кількість та номера каналів аналогового мультиплексора, що використовуються під час вимірювань. 3. Встановлює частоту виборки даних по кожному з каналів. 4. Використовує таймер автоматичного відключення вимірювань. 5. Проводить запуск АЦП по команді. 6. Обчислює істині значення величини сигналу з урахуванням використання підсилювача та дільника вхідної напруги. 7. Проводить в режимі реального часу вимірювання та виводить значення величини сигналу на монітор. 8. Проводить екстрену зупинку вимірювань. 9. Конвертує дані в текстовий формат для проведення подальшого аналізу.
Рис. ІІ.7. Інтерфейс програми „Цифровий осцилограф” в режимі сканування каналів АЦП, до яких підключені температурний датчик та датчик тиску:
Створене програмне забезпечення стало проміжною ланкою в обробці результатів вимірювань. Структурна схема обробки даних представлена на
Рис. ІІ.8. Структурна схема обробки результатів вимірювань:
При запуску АЦП від команди „Цифрового осцилографа” 2 проходить передача та запис даних у цифровому вигляді в пам’ять персонального комп’ютера 1. Після закінчення часу проведення вимірювань, що задається таймером, по команді з програми проходить конвертування даних у текстовий формат. Отримані масиви 3 обробляються пакетом 4 MathCad 11, що дозволяє будувати графічні залежності змін вимірюваних величин в часі, а також використовувати програмні модулі пакету для отримання результатів 5. Таким чином створене програмне забезпечення дозволяє реалізовувати роботу системи збору даних для проведення вимірювань в автоматичному режимі.
|