Библиографическое описание:

Розкиданый М. С. Применение LabView при реализации виртуальных измерительных устройств, для обучения студентов дисциплине «Основы метрологии» // Молодой ученый. — 2012. — №5. — С. 60-62.

Ключевые слова: LabView, виртуальные измерительные устройства

Key words: LabView, virtual measurement devices


Введение

Основное требование современного образования – подготовка специалистов, максимально адаптированных для самостоятельной работы и дальнейшего самообучения в выбранной сфере. Студенты-выпускники имеют хорошую теоретическую подготовку, но малые практические навыки к работе в реальных условиях. Частично эта проблема обусловлена социально-экономическими реалиями высших учебных заведений, но существуют и другие причины. По тому, в наше время, использование технологии виртуальных устройств является выгодным и оправданным шагом.

Обзор ситуации

Очевидно, что для специалистов по автоматизации и проектировщиков систем автоматизированного управления критично важно осознавать физику происходящих процессов и иметь представление о точности и скорости работы измерительных приборов в разрабатываемых системах. По тому компьютерное моделирование физических явлений и средств измерений физических величин стало неотъемлемой частью современного технического образования. Создаваемые компьютерные модели могут иметь самое широкое конечное предназначение. А именно, могут использоваться для создания компьютерных лабораторных практикумов. Для реализации которых необходимо надлежащее понимание сути процесса, умение определить начальные и граничные условия, четко изучить требования предмета к получаемым студентами знаниям и навыкам, выбрать соответствующий метод расчетов и способ представления результатов.

При подготовке будущих специалистов, большинство учебных заведений сталкиваются с проблемой морально устарелого оборудования в лабораториях и хронической нехваткой средств на обновление парка устройств.

Использование среды LabView позволяет найти удачный компромисс для реализации всех видов деятельности при обучении будущих инженеров. Программная среда LabView характеризуется наличием мощного комплекса для симуляции объектов различных типов и с разным назначением.

Концепция виртуальных устройств LabView строится на графическом программировании. Создание программы происходит одновременно в двух окнах, одно из которых называется «лицевая панель» и содержит элементы управления (переключатели, регуляторы, кнопки) и вывода данных (индикаторы, диаграммы). Другое окно называется «блок-диаграмма» и содержит графический код, а именно, процедуры программирования (циклы, операторы условий), математические операторы и т.д. Гибкость и удобство программирования в среде LabView позволяет постоянно модернизировать и обновлять программы виртуальных устройств, адаптируя их под выполнение определенных заданий.

Стоит отметить, что графические пакеты поддаются легкому освоению не только программистами-профессионалами, но и пользователями, которые не имеют значительного опыта в программировании.

Анализ требований

Рассмотрим требования, которые предъявляются к виртуальным измерительным устройствам, используемым в лабораторных практикумах для дисциплины «Основы метрологии».

За время обучения дисциплине студенты должны:

- освоить основные понятия метрологии и стандартизации, изучить азы теории погрешностей, ознакомится со структурами аналоговых и цифровых средств измерения;

- уметь вычислять погрешности и оценивать метрологические характеристики измерительных приборов.

Ознакомится со следующими темами:

  • исследование погрешностей, измерение токов и напряжений;

  • исследование аналогово-цифровых преобразователей, поверка средств измерений [2].

Для обеспечения достоверности выполнения поставленной задачи, в каждой работе необходимо обеспечить достаточное количество вариантов выполнения задачи.

Требования к виртуальным устройствам: наглядность – лабораторные макеты должны соответствовать реальным устройствам, которые описаны в методических указаниях; достоверность – соответствие исходных величин с результатами, на реальных устройствах; универсальность – возможность легкого комбинирования виртуальных приборов в стенды для проведения полноценного практикума по заданной теме; наглядность управления – интуитивно понятный интерфейс для ввода и считывания данных; эргономичность – оборудование не должно быть функционально избыточным, ничто не должно отвлекать от основной задачи [4, с. 1].

Реализация

Рассмотрев вышеописанные требования к практикуму, в виртуальном стенде, посвященном лабораторной работе «подтверждение класса точности», было реализовано достаточное количество вариантов заданий, понятный интерфейс, достоверность работы измерительных устройств. Так же были точно смоделированы задержки во время работы и погрешности, которые отвечают заданным классам точности.

Внешний вид рабочей области при выполнении задания можно увидеть на рис. 1.

Рис. 1. «Лицевая панель»

Логика работы стенда была запрограммирована в графической среде LabView и представлена на рис. 2.

Рис. 2. «Блок-диаграмма»

Заключение

Проведенный анализ позволил сформулировать необходимые эксплуатационные свойства и характеристики виртуальных тренажеров: функциональные требования, требования к полноте модели, требования к смысловому наполнению.

Разработанные виртуальные стенды могут быть использованы не только для обучения студентов метрологии, но, и при не большой доработке, послужить средством для изучения физических процессов, электротехники, и не только.


Литература:

  1. Батоврин В.К. LabView: практикум по основам измерительных технологий: учебное пособие для вузов / В.К. Батоврин, А.С. Бессонов – М.: ДМК Пресс, 2005. – 208 с.: ил.

  2. Коваленко І.О Метрологія та вимірювальна техніка: навчальний посібник /І.О.Коваль, А.М.Коваль. – Житомир: ЖІТІ, 2001. – 652 с.

  3. Тревис Дж. LabView для всех / Джеффри Тревис: пер. с англ. Клушин Н.А. – М. : ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2005. – 544 с. : ил.

  4. Батоврин В.К. Опыт разработки открытых образовательных ресурсов на основе технологии виртуальных приборов / В.К. Батоврин, А.С. Бессонов, В.В. Мошкин // Открытое образование. – 2009 .– № 5. – С.117-124.

  5. ПиКАД: Промышленные измерения, контроль, автоматизация, диагностика [Электронный ресурс]: [сайт]. – Режим доступа: http://www.picad.com.ua/lesson.htm. – Название с экрана.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle