Использование возможностей пакета прикладных программ LabVIEW в учебном процессе

Abstract

RU: Цель. Использование современных средств вычислительной техники позволяет нам моделировать практически любые технические процессы в электронном виде, тем самым экономя ресурсы и время на реализацию данных процессов. LabVIEW является идеальным программным средством для создания систем измерения, а также систем автоматизации управления на основе технологии виртуальных приборов. В работе исследуются возможности пакета прикладных программ LabVIEW для использовании в учебном процессе при изучения дисциплин, связанных с цифровой обработкой сигналов, компьютерными измерениями и автоматизацией эксперимента.

Методика. LabVIEW-программа в комплексе с такими аппаратными средствами, как встраиваемые в компьютер многоканальные измерительные аналого-цифровые платы, платы захвата и синхронизации видеоизображения для систем машинного зрения, платы управления движением и исполнительные механизмы, а также измерительные приборы, подключаемые к компьютеру через стандартные интерфейсы RS-232, RS-485, USB, GPIB, PXI, VXI позволяет разрабатывать системы измерения, контроля, диагностики и управления практически любой сложности. Решается задача построения виртуального прибора, преобразующего электрический сигнал датчика акселерометра в угловую меру с использованием LabVIEW.

Результаты. Разработана структурная схема уравнения разложения ряда Фурье до пятой гармоники. Построен виртуальный прибор, который отражает угловое отклонение датчика в зависимости от показаний вольтметра. Представлено графическое отображение зависимости показаний вольтметра от угла отклонения акселерометра.

Научная новизна. LabVIEW позволяет разрабатывать прикладное программное обеспечение для организации взаимодействия с измерительной и управляющей аппаратурой, сбора, обработки и отображения информации и результатов расчетов, а также моделирования как отдельных объектов, так и автоматизированных систем в целом.

Практическая значимость. Использование LabVIEW в научных исследованиях, технических экспериментах, а также в учебном процессе позволяет значительно сократить материальные затраты и время на проведение эксперимента. Эффективность использования среды LabVIEW заключается в одновременном построении математической модели объекта, а также снабжении этой модели экспериментальными данными с помощью аппаратных средств ввода-вывода, сопряженных с реальным объектом. Приобретение навыков программирования в LabVIEW позволит студентам направления подготовки «Метрология и информационно-измерительные технологии» по окончании обучения максимально адаптироваться в профессиональной среде и иметь высокий рейтинг специалиста.

UK: Мета. Використання сучасних засобів обчислювальної техніки дозволяє нам моделювати практично будь-які технічні процеси в електронному вигляді, тим самим заощаджуючи ресурси й час на реалізацію даних процесів. LabVIEW є ідеальним програмним засобом для створення систем виміру, а також систем автоматизації керування на основі технології віртуальних приладів. У роботі досліджуються можливості пакета прикладних програм LabVIEW для використання в навчальному процесі при вивчення дисциплін, пов'язаних із цифровою обробкою сигналів, комп'ютерними вимірами й автоматизацією експерименту.

Методика. LabVIEW- програма в комплексі з апаратними засобами, що вбудовуються в комп'ютер, такими як багатоканальні вимірювальні аналого-цифрові плати, плати синхронізації відеозображення для систем машинного зору, плати керування рухом і виконавчі механізми, а також вимірювальні прилади, що підключаються до комп'ютера через стандартні інтерфейси RS-232, RS-485, USB, GPIB, PXI, VXI дозволяє розробляти системи виміру, контролю, діагностики й керування практично будь-якої складності. Вирішується завдання побудови віртуального приладу, що перетворює електричний сигнал датчика акселерометра в кутову міру з використанням LabVIEW. Результати. Розроблена структурна схема рівняння розкладання ряду Фур'є до п'ятої гармоніки. Побудований віртуальний прилад, який відображує кутове відхилення датчика залежно від показань вольтметра. Представлене графічне відображення залежності показань вольтметра від кута відхилення акселерометра. Наукова новизна. LabVIEW дозволяє розробляти прикладне програмне забезпечення для організації взаємодії з вимірювальною й керуючою апаратурою, збору, обробки й відображення інформації й результатів розрахунків, а також моделювання як окремих об'єктів, так і автоматизованих систем у цілому.

Практична значимість. Використання LabVIEW у наукових дослідженнях, технічних експериментах, а також у навчальному процесі дозволяє значно скоротити матеріальні витрати й час на проведення експерименту. Ефективність використання середовища LabVIEW полягає в одночасній побудові математичної моделі об'єкта, а також постачанні цієї моделі експериментальними даними за допомогою апаратних засобів введення-виводу, сполучених з реальним об'єктом. Придбання навичок програмування в LabVIEW дозволить студентам напрямку підготовки «Метрологія та інформаційно-вимірювальні технології» по закінченню навчання максимально адаптуватися в професійному середовищі й мати високий рейтинг фахівця.

EN: Purpose. Using modern computer technology allows us to simulate almost any technical processes electronically, thereby saving time and resources to implement these processes. LabVIEW is an ideal software tool for creating measurement systems and automation control systems based on the technology of virtual work devices. In the possibilities of the application package LabVIEW to use in educational process at studying of disciplines related to digital signal processing, computer measurement and automation of the experiment.

Methodology. LabVIEW-program in combination with any hardware as embedded in the computer multi-channel measurement analog-to-digital boards, capture cards and synchronize video for machine vision systems, board motion control and actuators, as well as measuring devices connected to the computer via a standard RS -232, RS-485, USB, GPIB, PXI, VXI allows you to develop systems of measurement, monitoring, diagnostics and control of virtually any complexity. The problem of constructing a virtual device that converts an electrical signal of the accelerometer sensor in angular measure using LabVIEW. Findings. The block diagram of the equations of the Fourier series expansion to the fifth harmonic. Built virtual instrument that reflects the angular deviation of the sensor according to the indications of the voltmeter. Is a graphical representation of the voltmeter readings depending on the angle of deflection of the accelerometer.

Originality. LabVIEW can develop application software for interaction with the measurement and control instrumentation, acquisition, processing and display of information and the results of calculations and modeling of individual objects, and automated systems in general.

Practical value. Using LabVIEW in scientific research, technological experiments, as well as in the educational process significantly reduces material costs and time to carry out the experiment. Efficiency of use of LabVIEW environment is the simultaneous construction of a mathematical model of the object, as well as the supply of the model experimental data using the hardware input-output, coupled with the real object. Skills programming in LabVIEW allows students to areas of training "Metrology and Information-Measuring Technologies" at the end of training as much as possible to adapt to the professional environment and have a high rating specialist.