Педагогические науки/1. Дистанционное
образование
Шапран А. И., Циделко В.Д.,
Бурченков Г.К., Затока С.А.
Национальный технический университет
Украины «Киевский политехнический институт», Украина
Виртуальная
лабораторная работа «Поверка измерительных трансформаторов тока»
Постановка задачи
При использовании дистанционных форм обучения в
технических дисциплинах возникают сложности, связанные с необходимостью
изучения принципа действия тех или иных приборов, устройств и процессов на
реальных физических приборах и макетах. Доступ к ним у обучающихся может
отсутствовать. Поэтому необходимо создание виртуальных приборов и устройств,
функциональность которых в рамках поставленной задачи приближалась бы к
реальным.
Поставленную задачу целесообразно решить с использованием
пакета LabView т.к. он позволяет с легкостью создать внешний вид интересуемого
прибора и реализовать его правильную и точную работу с помощью уже готовых
вычислительных блоков.
Описание решения
Виртуальная лабораторная работа [1]
предназначена для поверки измерительных трансформаторов тока.
Лабораторный стенд представляет собой
виртуальную модель лабораторной работы на компьютере. Стенд состоит из 3
закладок: варианты, порядок выполнения, опыт.
Закладка «Варианты» представлена на
рисунке 1.1.
Эта закладка состоит из кнопки для выбора
варианта, и полей для отображения значений.
В данной закладке пользователь имеет
возможность выбрать вариант путем нажатия стрелки вверх или вводом вручную с
клавиатуры для того, чтобы на экране отобразились исходные данные. При выборе
другого варианта исходные данные соответственно меняются.
Поля для отображения значений имеют 5
составляющих: поле для отображения типа поверяемого трансформатора, поле для
отображения номинального значения первичного тока, поле для отображения
сопротивления нагрузки, поле для отображения косинуса, поле для отображения
значений вторичного тока.
Рисунок 1.1
– Закладка «Варианты».
1. Кнопка
выбора варианта. 2. Поле для отображения типа поверяемого трансформатора. 3.
Поле для отображения номинального значения первичного тока. 4. Поле для
отображения сопротивления нагрузки. 5. Поле для отображения косинуса. 6. Поле
для отображения поверяемых точек.
Внутренняя схема [2] закладки преставлена
на рисунке 1.2.
Принцип работы внутренней схемы следующий:
при выборе варианта (5) меняется окно цикла (6) на выставленный вариант, при
этом меняются значения на индикаторах (7) – (11). Таким образом, в схеме
прописаны 25 вариантов.
Рисунок 1.2
– Внутренняя схема закладки «Варианты»
1. Блок
индикаторов для отображения подключения трансформатора к поверочной схеме, 2.
Блок индикаторов для отображения подключения трансформатора к поверочной схеме.
3. Блок индикаторов для отображения подключения трансформатора к источнику
тока. 4. Блок индикаторов для отображения подключения трансформатора к
источнику тока. 5. кнопка выбора
варианта. 6. Цикл для выбора варианта. 7. Индикатор отбражения типа
трансформатора. 8. Индикатор отбражения первичного тока. 9. Индикатор отбражения
нагрузочного сопротивления. 10. Индикатор отбражения значения косинуса. 11.
Индикатор отбражения значений вторичных токов.
На
рисунке 1.3 представлена закладка «Опыт».
Данный макет состоит из моделей приборов:
источника питания для установки первичного тока, частотомера для отображения
частоты, образцового трансформатора И509, поверяемого трансформатора, тумблера
для выбора нагрузочного сопротивления, схемы для поверки трансформаторов.
Принцип действия следующий: при включении
тумблера «Сеть» загорается индикатор питания, далее нужно установить на
источнике питания первичный ток, на приборе вторичный ток, чувствительность
нуль-индикатора выставить в минимальное положение «1», при этом на
соответствующих шкалах будут отображатся все значения.
Рисунок 1.3
– Передняя панель закладки «Опыт»
1 –
Частотомер. 2 – Источник питания. 3 – Образцовый трансформатор. 4 – Поверяемый
трансформатор. 5 – Схема поверки трансформаторов тока. 6 – Тумблер
включения\отключения нагрузочного сопротивления.
Путем регулировки ручек "f" и
"b" уравновешиваем схему, при этом внутри происходит необходимый
расчет по определенным формулам. При включении тумблера нагрузочного
сопротивления в верхнее положение происходит подключение дополнительной
нагрузки в схему, что влияет на результат измерения. В процессе эксперимента
необходимо увеличивать чувствительность нуль-индикатора для более точных
значений погрешности.
Внутренняя схема опыта (рисунок 1.4)
состоит из блока включения\выключения нагрузочного сопротивления [3], блока
индикации, регуляторов для установки чувствительности нуль-индикатора,
установки первичного и вторичного токов, установки компенсирующего напряжения.
Рисунок 1.4
– Внутренняя схема закладки «Опыт».
1 – Тумблер
включения или выключения нагрузочного сопротивления. 2 – Цикл для отображения
нагрузочного сопротивления. 3 – Регулятор
"f". 4 – Регулятор "b". 5 – Индикатор для
отображения значения "f" . 6 – Регулятор чувствительности
нуль-индикатора. 7 - Индикатор для отображения значения "b". 8 –
Шкала нуль-индикатора.
Используемое оборудование и ПО
Для разработки учебного
стенда использовалась версия 8.0 пакета LabVIEW. Разработанный стенд рассчитан
на работу на мониторе
Внедрение и развитие решения
Внедрение виртуального
макета будет реализовано в дистанционном курсе «Методы и средства измерения»
кафедры информационно-измерительной техники НТУУ «КПИ», размещенного на
информационных ресурсах Украинского института информационных технологий в
образовании в рамках проекта дистанционного образования по бакалаврскому
направлению «Метрология и измерительная техника».
Литература:
1. Основи метрології та вимірювальної техніки: Підручник: У 2 т./ М. Дорожовець, В. Мотало, Б. Стадник, В. Василюк, Р.
Борюк, А. Ковальчик; За ред. Б.
Стадника.-Львів:
Видавництво Національного університету “Львівська політехніка”, 2005.
2. Л.И. Пейч, Д.А. Точилин, Б.П. Поллак. LabVIEW для
новичков и специалистов. Москва: Горячая линия – Телеком, 2004. 384 с.
3. А. Я. Суранов "LabVIEW 7: справочник по
функциям", Москва, "ДМК Пресс", 2005г.