Педагогические науки/1. Дистанционное образование

Якимчук Ю.В., Полтарецький С.О., Ціделко В.Д.,

Бурченков Г.К., Затока С.А.

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут», Україна

Віртуальна лабораторна работа:

«Вимірювання комплексного опору за допомогою компенсатора змінного струму»

Постановка задачі

Інформаційні технології відіграють дуже важливу роль в наш час. Їхній теперішній розвиток надає можливість здобувати освіту, не виходячи з дому, сидячи за власним комп’ютером. Саме тому в даний час поширюється тенденція створення дистанційного навчання студентів. На кафедрі інформаційно-вимірювальної техніки Національного технічного університету України «КПІ» проводиться активна робота по організації та впроваджені дистанційного навчання студентів. Особливе місце на кафедрі відводиться курсу «Методи і засоби вимірювань», який неможливо уявити без лабораторних робіт, тому проводиться робота по створенню віртуальних макетів для реальних лабораторних робіт.

В даній віртуальній лабораторній роботі було поставлено завдання створити макет з пристроями, максимально наближеними до їх реальних прототипів. Програмне середовище LabView зі своїми стандартними блоками та функціями дало можливість виконати поставлене завдання.

Опис рішення задачі

Етапу створення віртуальної лабораторної роботи передує етап моделювання вимірювання, який в даній роботі займає важливу роль. Вимірювання комплексного опору в даній лабораторній роботі здійснюється за допомогою компенсаційного методу вимірювання, який відноситься до методів порівняння. Суть методу полягає в наступному: дві напруги, одна з яких вимірювана, а друга встановлена, включаються зустрічно. Значення компенсаційної напруги змінюється до тих пір, доки вона не стане рівній вимірюваній. Рівність напруг встановлюється за допомогою нуль-індикатора. Ідея компенсації вимірюваної напруги покладена в основу компенсатора змінного струму. За допомогою компенсатора змінного струму можна також визначити не тільки напругу, а й струм, комплексний опір, його складові та інші величини.

Лабораторна робота складається з двох дослідів:

1 Вимірювання комплексного опору за допомогою компенсатора змінного струму.

2 Вимірювання комплексного опору з використанням вимірюючого трансформатора.

При розробці віртуального макету для лабораторної роботи з вимірювання комплексного опору за допомогою компенсатора змінного струму використовувалися стандартні компоненти і функції LabVIEW. Зовнішній вигляд макету першого досліду лабораторної роботи представлений на рисунку 1.

Рисунок 1 – Зовнішній вигляд першого досліду лабораторної роботи

У верхнії частині макету розміщено 5 закладок (див. Рисунок 2).

Рисунок 2 – Закладки макета лабораторної роботи

В закладці «Вариант» студент має змогу обрати заданий варіант. Відповідно до його вибору в програмі встановлюється значення комплексного опору, яке потрібно виміряти. Також студенту дається значення опору на вимірювальній котушці R0 .

Студент обравши варіант повинен перейти на вкладку «Порядок выполнения работы». Там він ознайомлюється з порядком виконання роботи, після чого може приступати до виконання першого або другого досліду.

Встановивши робочий струм за допомогою «ЛАТР 1» та амперметра «А1», та струм в вимірювальному електричному ланцюзі за допомогою «ЛАТР 2» студент має ввімкнути «Компенсатор переменного тока К-509» і відповідно до методичних вказівок врівноважувати комплексний опір. Результат врівноваження можна спостерігати на «Нульиндикаторе» задаючи рівні його чутливості. Вимірювання потрібно проводити двічі на клемах «Х1» та «Х2». У першому випадку визначаємо комплексний опір вимірювальної котушки з значенням опору «Zx» магазина «Р5018», а в другому – лише значення комплексного опору «Zx».

В закладці «Опыт 2» пропонується виконати вимірювання комплексного опору, але вже з використанням трансформатора струму. Зовнішній вигляд другого досліду представлений на рисунку 3.

Рисунок 3 – Зовнішній вигляд другого досліду лабораторної роботи

Студент згідно варіанту встановлює на трансформаторі первинний струм, натиснувши на відповідний індикатор, за допомогою «ЛАТР» встановлює робочий струм на амперметрі «А1». Потім вмикає «Компенсатор змінного струму К-509», встановлює «Чуствительность» на «Нульиндикаторе» і відповідно до методичних вказівок виконує врівноваження.

Устаткування

· для розробки лабораторного практикуму використався пакет
LabVIEW 8.0;

· лабораторний практикум виконаний у навчальному середовищі Learning Space з використанням пакета NI LabVIEW.

Впровадження та розвиток

Відбулося введення віртуальної лабораторної роботи «Вимірювання комплексного опору за допомогою компенсатора змінного струму» в програму студентів стаціонарної форми навчання. Лабораторна робота була успішно протестована.

На даний час створюється віртуальна лабораторна робота з використанням компенсатора змінного струму для вимірювання напруги на магнітному зразку.

Література

1. LabVIEW для всех / Джеффри Тревис: Пер. с англ. Клушин Н.А. – М.:ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2004. – 544с.: ил.

2. А. Я. Суранов "LabVIEW 7: справочник по функциям", Москва, "ДМК Пресс", 2005г.