Состав рабочего места студента в лаборатории «Персональной  электроники».

 

1.     Персональный компьютер.

2.     Принтер.

3.     Совместимая с ПК плата измерений и управления: 8 каналов АЦП-12 разрядов;

2 канала ЦАП; 16 каналов управления-ТТЛ; последовательный и параллельнай порты.

4.     Матричный блок на 3 слота для усилителей-формирователей.

5.     Соединительный кабель.

6.     Программное обеспечение пользователя, позволяющее студенту самому создать программу по сбору и обработке сигналов с любых электронных устройств, создать систему автоматического контроля и управления физическими процессами в жилище или офисе.

 

Такая комплектация позволяет создать полный ряд измерительных приборов, требующихся для проведения лабораторных работ.

Как то: а) многоканальный осциллограф с запоминанием для сигналов частотой до 20кГц; б) широкодиапазонный быстродействующий вольтметр; в) частотомер звукового диапазона; г) анализатор спектра и т.п.

На основе универсальной программы можно сделать фронтальную лабораторную работу по изучению возможностей плат аналогового и цифрового ввода – вывода по сбору и обработке данных и дальнейшей выработки сигналов управления исполнительными устройствами.

Программное обеспечение позволит студенту уйти от ручной работы при оформлении отчета по лабораторной.

Это рабочее место будет использоваться для проведения лабораторных работ

3-го, 4-го, 5-го курсов ,в зависимости от того, какая лабораторная установка к нему подключена в данный  момент.

Выполнение Л.Р. каждым студентом будет представлять из себя оригинальный продукт, по которому преподаватель может более объективно оценить усвоенный материал.

 

Лабораторный практикум.

 

Цель: ознакомление студентов с элементами электронной системы «Интеллектуальный Дом и Офис»; проведение исследований характерных проблем, связанных с условиями эксплуатации и физическими процессами в самой элементной базе; обучение инженерным подходам в решении этих проблем.

Практикум поможет студентам получить навыки в создании систем сбора данных и управления процессами, научит оценивать качество этих систем, обеспечивать их устойчивость.

В процессе выполнения лабораторных работ студенты должны получить навыки расчетов основных элементов систем регулирования физических величин.

 

 

Лаборатория первичных измерительных преобразователей и аналоговой электроники.

 

Лабораторная работа № 1.

Исследование характеристик полупроводниковых датчиков давления.

6лаб.ч.

В ходе лабораторной работы исследуются температурные погрешности тензомодульных датчиков давления. На основании полученных данных рассчитываются параметры схемы термокомпенсации датчика, которая представляет собой аналоговый вычислитель. По работе датчика с этой схемой делается заключение о правильности проведения лабораторной.

 

Лабораторная работа № 2.

Исследование характеристик виброакустических датчиков.

6лаб.ч.

В процессе выполнения лабораторной работы необходимо рассчитать линейные размеры вибробалки и нагрузки в зависимости от требуемой полосы пропускания, рассчитать параметры преобразователя и , сняв АЧХ датчика, сравнитъ рассчетные и полученные значения частоты среза и начальной частоты.

 

Лабораторная работа № 3.

Изучение шумов и помех дифференциальных усилителей.

Способы выделения слабого сигнала, активные фильтры.

6лаб.ч.

В ходе лабораторной работы студенты знакомятся с видами шумов и помех, производят измерение различных шумов и рассчитывают:

1)    КШ- коэффициент шума;

2)    С/Ш – отношение сигнал – шум для сигналов разной амплитуды и частоты;

3)    КООС – коэффициент ослабления синфазной составляющей;

4)    Выбирают по справочнику операционный усилитель и схему фильтра из предложенных, рассчитывают параметры в зависимости от частоты выделяемого сигнала и заданного соотношения С/Ш;

5)    Подают зашумленный сигнал на вход своей схемы фильтрации и измеряют параметры на выходе.

По результату измерений дается заключение о правильности выполнения задания.

 

Лабораторная работа № 4.

Исследование точностных характеристик расходомера газа с соплом Виташинского.

6лаб.ч.

В расходомере применены датчики давления , изучавшиеся в Лаб.№ 1.

В ходе данной работы вычисляется основная и относительная погрешности измерений расхода воздуха, прогнанного через расходомер посредством эталонного задатчика в диапазоне от 0 до 10 л/сек. Строится зависимость погрешности от расхода, вычисляется интегральная погрешность. Исследуется зависимость изменения интегральной погрешности от температуры воздуха. Рассчитываются параметры схемы термокомпенсации для датчиков давления. В коначном итоге проводятся измерения с подключением этой схемы.

 

Лабораторная работа № 5.

Изучение методов А/Ц и Ц/А преобразований. Исследование основных типов погрешностей на примере КР572ПВ2А.

6лаб.ч.

По заданной частоте измеряемого (получаемого) аналогового сигнала и точности студенты должны расчитать параметры генератора тактовых  импульсов (скорость оцифровки) и построить  АЦП (ЦАП) нужной разрешающей способности. Далее, снимаются: погрешность сдвига, линейная погрешность шкалы, дифференциальная погрешность. Исследуются зависимость этих погрешностей от стабильности опорного напряжения.

 

Лаборатория импульсной техники и автоматики.

 

Лабораторная работа № 1.

Импульсные преобразователи напряжения. Преобразователь постоянное – постоянное напряжение (конвертор ДС/ДС).

30лаб.ч.

Студенты должны ознакомиться с назначением, принципами ШИМ – преобразования ( ШИМ – стабилизация, ШИМ – регулировка). В процессе работы предлагается рассчитать импульсный трансформатор на определенную нагрузку ( напряжение и мощность) для однополупериодного преобразователя, собрать схему. Измеряется добротность и производится расчет устойчивости этого контура, коэффициент стабилизации, нелинейные искажения, уровень пульсаций.

Может быть предложена схема двухтактного преобразователя, мостовая схема и т.д.

Изучив конвертор, студенты смогут рассчитывать и синтезировать инверторы, регуляторы напряжения, вольт-добавки с гальванической добавкой и т.д.

 

Лабораторная работа № 2.

Источники вторичного питания для нестационарных возобновляемых источников энергии.

6лаб.ч.

В процессе проведения лабораторной работы студенты должны ознакомиться с основными параметрами возобновляемого источника на примере ветроустановки.

По данным о характеристиках конкретного ветроколеса и конкретной картине временного распределения ветров должны рассчитать мощность вторичного источника и емкость аккумуляторной батареи, исходя из условия обеспечения бесперебойного электропитания на заданной нагрузке.

На лабораторной установке проводится проверка расчетных данных. Если расчет верен – питание на нагрузке непрерывно; разность между мощностью, потребляемой в нагрузке, + заряд АБ и мощностью, производимой ветроколесом

-         минимальна.

 

Лабораторная работа № 3.

Регулируемый привод. Привод постоянного типа замкнутый по положению.

12лаб.ч.

Студенты должны быть ознакомлены с электрическими машинами, датчиковой аппаратурой (квадратурный датчик), ШИМ – преобразователями.

В данной работе предлагается привод на базе микроконтроллера, содержащего преобразователь квадратурного кода, цифровой фильтр, систему регулирования с перестраиваемыми параметрами, микропроцессор связи с ПК.

В ходе работы студенты должны по предложенной методике рассчитать потребный интегро-дифференциальный закон регулирования, обеспечивающий требуемую точность и быстродействие привода.

Рассчитанный закон с ПК заносится в регистры микроконтроллера привода. Затем по работе привода замеряются погрешность позиционирования и оценивается качество системы. Далее производится корректировка регулирования.