Виртуальный прибор для измерения температуры

Цель: Смоделировать виртуальный прибор для измерения температуры, которая изменяется со временем. Полученные значения от разных каналов записать в один кадр вместе со служебной информацией, для дальнейшей передачи, хранения и обработки данной информации. Кадры необходимо записать в текстовый файл Temp.txt. Затем считать кадры из файла и преобразовать в вид удобный для визуального восприятия.

Кадр системы

виртуальный прибор температура кадр

Кадр системы - это совокупность посылок (слов) во временной области об одном изменении всех входных сигналов телеизмерительной системы ТИС, вместе со служебной информацией, позволяющей потребителю информации независимо выделить информацию о любом сигнале системы.

Кадровый маркер

Кадр системы

Рис.1.1Структура простейшего кадра.

Обычно для обозначения начала кадра передается специальное слово (кадровый маркер), а для обозначения каждого слова, в начале слова, передается символ. Все слова кадра имеют одинаковое количество символов m , включая синхропризнак кадра – кадровый маркер.

Количество слов в таком кадре равно числу входных сигналов. В нашем случаи количество сигналов – три, а, следовательно, и слов в каждом кадре будет по три.

Наша система представляет собой три измерительных канала, информация в канал поступает от термопары (случайные числа от -100 до 100).

Структура измерительного канала

Измерительный канал представляет собой последовательность преобразования физических и числовых величин, в результате которых получаем числовой эквивалент измеряемой физической величины с заданной погрешностью (в единицах этой величины).

Последовательность преобразований при измерении температуры:

T→ R→ e→ U→ N→ N_T → T_N ,

где Т – измеряемая величина; R – изменение значения сопротивления резистора; е – изменение значения напряжения на резисторе; U – изменение значения напряжения на входе АЦП; N – значение кода, соответствующее значению напряжения; N_T – значение кода в единицах измеряемой величины; T_N – числовой эквивалент измеряемой величины с заданной погрешностью.

Измерительный канал, при измерении температуры, представляет собой последовательность преобразователей: первичный преобразователь, нормирующее преобразование и аналого-цифровое преобразование. Обратное преобразование будем осуществлять после считывания информации из файла, так как хранить и передавать информацию в аналого-цифровом виде легче.

Первичный измерительный преобразователь – это термопара типа J, которая имеет функцию преобразования:

Температурная зависимость напряжения на выходе термопары является сильно нелинейной. Поэтому для нахождения температуры по измеренному значению напряжения необходимо использовать таблицу или нелинейную функцию, аппроксимирующую табличные данные.

Мы выбрали термопару данного типа, потому что она имеет широкий диапазон измеряемой температуры, в том числе отрицательной: от -210° до 760°.

Измерительный канал создадим как отдельный виртуальный прибор, так как далее нам их понадобится несколько. Блок – диаграмма виртуального прибора:

На входе виртуального прибора температура, случайное число. Преобразуем температуру в напряжения с помощью функциональной зависимости рассмотренной выше, с помощью узла ФОРМУЛА ( Formula Node ).

Далее осуществляем нормирующее и аналого-цифровое преобразование.

Нормирующее преобразование, от 0 до 10:

Uнор = k(U-Umin)

Tmin = -210° → Umin = -8,09538 В.

k = 0,196.

Аналого-цифровое преобразование: выходная вылечена изменяется от 0 до 255, целочисленные значения.

Формирование и запись кадра

В блок-диаграмму помещаем три виртуальных прибора - измерительных канала, смоделированных ранее. На их вход подаем случайную величину от -100 до 100, реализуем ее с помощью функции RandomNumber. Данная функция генерирует случайное число в диапазоне от 0 до 1 с равномерным амплитудным распределением.

Кадр буду формировать в строки, так проще соединяться слова в кадры и отслеживать, чтобы все строки были одной длинны. Данные для удобства восприятия буду записывать в десятичной системе счисления, в случаи необходимости можно воспользоваться другой.

Сначала данные из измерительного канала преобразуем в строки заданного размера, с помощью функции Number To Decimal String (Число в строку десятичных цифр). Функция преобразует число (number) в строку десятичных цифр (decimal integer string) с шириной, равной или большей значения, установленного на входе ширина (width). Если число дробное, то оно округляется до ближайшего целого. Число может быть скаляром, массивом или кластером чисел, массивом кластеров чисел и т. д. В таблице показано влияние числовых параметров на входах число и ширина на выходную строку строка десятичных цифр. Здесь и далее символ _ обозначает пробел.

Далее формируем слово, в качестве служебной информации номер канала и время, когда информация была зафиксирована. То есть у нас получается три отдельные строки. Номер канала задаем строковой константой, а время с помощью виртуального прибора Format Date/Time String (Форматировать строку даты/времени).

Функция отображает значение времени или числовое значение как вр

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать