Программа "Исследование тензорезистивных преобразователей"

Разработчики:

Щелканов А.В.

Чередов А.И.

1. Функциональное назначение разработки, область применения, ее ограничения

Программа «Исследование тензорезистивных преобразователей» (далее - программа) предназначена для исследования тензорезистивных преобразователей и схем их включения.

Программа позволяет:

· использовать различные варианты включения тензодатчиков в мостовую схему;

· выбирать конкретный тип датчика;

· задавать ток мостовой схемы, параметры балки;

· исследовать температурную погрешность;

· отображать выходные данные как в цифровом, так и в аналоговом виде;

· автоматически строить график зависимости выходного напряжения моста и относительной деформации от приложенной силы для каждой схемы включения;

· автоматически строить табличный отчет;

· сохранять в файл и копировать в буфер обмена графический и текстовый отчеты.

2. Подготовка к работе

Для программы на жесткий диск достаточно создать на нем рабочий каталог программы и скопировать в него файл tenzo.exe и каталог pic со всем содержимым.

Программа в процессе работы создает в рабочем каталоге некоторые файлы, необходимые для ее работы.

Программа не вносит каких-либо изменений в системный реестр операционной системы и не создает файлов вне рабочего каталога, поэтому для деинсталляции системы достаточно удалить ее рабочий каталог со всем содержимым.

Для начала сеанса работы с программой необходимо запустить исполняемый файл TENZO.EXE из рабочего каталога программы.

3. Работа с программой

Элементами отображения информации и управления программой являются:

· поля окна;

· кнопки управления;

· дополнительные элементы.

Основное окно программы (рис. 2) содержит несколько полей.

Поля основного меню и инструментальной панели (рис. 1) содержит команды и кнопки управления работой программы.

Рисунок 1 - Меню и инструментальная панель

Назначение кнопок инструментальной панели приведено в таблице 1.

Таблица 1

Рисунок 2 - Основное окно программы

Поле основного окна «Измерительная цепь» (рис. 3) содержит анимированную схему измерительной цепи, слайдер выбора типа схемы и ручку задания питающего тока.

Рисунок 3 - Поле «Измерительная цепь»

Поле основного окна «Датчик» (рис. 4) служит для выбора типа датчика и просмотра его параметров.

Рисунок 4 - Поле «Датчик»

Датчик выбирается из выпадающего списка, в таблице отображаются параметры выбранного датчика, которые используются в расчетах выходной величины.

Поле основного окна «Параметры балки» (рис. 5) служит для задания параметров балки.

Рисунок 5 - Поле «Параметры балки»

С помощью соответствующих слайдеров задаются сила F в Н, действующая на балку, длина балки l в см., толщина балки h в мм., ширина балки b в мм и модуль упругости балки в 10¹⁰ Н/м.

В поле основного окна «Балка» (рис. 6) отрисовывается анимированное изображение балки, изгиб балки пропорционален силе, действующей на балку.

Рисунок 6 - Поле «Балка»

Поле основного окна «Приборы» (рис. 7) содержит два аналоговых и два цифровых прибора для отображения значения выходного напряжения моста и относительной деформации балки. Цифровые приборы имеют автоматический выбор предела измерения, переключение предела измерения аналогового вольтметра осуществляется с помощью переключателя. Напряжение отображается в милливольтах, относительная деформация - в процентах.

Поле основного окна «Температурная погрешность» (рис. 8) служит для задания параметров, необходимых для моделирования температурной погрешности.

тензорезистивный преобразователь температурный напряжение

Рисунок 7 - Поле «Приборы»

Рисунок 8 - Поле «Температурная погрешность»

Поле основного окна «Миниграфики» (рис. 9) служит для отображения истории измеренных значений выходного напряжения и относительной деформации.

Рисунок 9 - Поле «Миниграфики»

Работа с программой начинается с выбора типа датчика, измерительной цепи и установки питающего тока с помощью соответствующих органов управления. Пример главного окна с выбранным датчиком 2ФКПА-1-50ГВ, полномостовым включением датчиков и током 8.5мА показан на рис. 10.

Рисунок 10 - Начало работы с программой

Затем устанавливается требуемое значение приложенной к балке силы с помощью слайдера установки силы. При изменении его положения происходит автоматический расчет выходных параметров (напряжения и относительной деформации) и отображение на измерительных приборах (рис. 11).

Рисунок 11 - Изменение приложенной силы

При нажатии кнопки записи точки на панели инструментов происходит добавлении значения в таблицу и на график.

Текстовый отчет можно просмотреть нажатием на кнопку отображения окна отчета (рис. 12). В этом окне отображается таблица входных и выходных параметров исследуемой схемы. С помощью меню или кнопок на панели инструментов можно сохранить данные в файл либо в формате CSV либо в формате XLS.

Рисунок 12 - Окно текстового отчета

Графический отчет можно просмотреть нажатием на кнопку отображения окна графиков (рис.13, рис.14). С помощью соответствующих пунктов меню или кнопок на панели инструментов график можно скопировать в буфер обмена, очистить окно графиков или закрыть окно и перейти в основную программу.

Удерживая левую кнопку мыши и двигая мышь вправо, можно увеличить выбранную область графика. Для отмены масштабирования необходимо удерживая левую кнопку мыши двигать мышь вправо.

Рисунок 13 - Окно графического отчета. Зависимость выходного напряжения от приложенной силы

Рисунок 14 - Окно графического отчета Зависимость относительной деформации от приложенной силы

Для исследования влияния температуры на тензодатчик необходимо выбрать соответствующую схему («один датчик+dt») и изменяя температуру на поле «Температурная погрешность» снять зависимость. Примеры таблицы и графического отчета приведены на рис.15 и 16 соответственно.

Рисунок 15 - Окно текстового отчета при исследовании влияния температуры

Рисунок 16 - Окно графического отчета при исследовании влияния температуры

4. Используемые технические средства

Требования к техническим средствам

Для работы программы необходим персональный IBM PC-совместимый компьютер (в дальнейшем - компьютер) с характеристиками:

· быстродействие процессора - не менее 500 МГц;

· объем ОЗУ - не менее 128 Мбайт;

· объем НЖМД - 30 Гбайт;

· видеоадаптер - не менее 32 Мбайт;

· монитор с цветным изображением и разрешением не менее 1024х768;

· для печати протокола можно использовать любой принтер с возможностями графического вывода и совместимый с ОС Windows. Для печати графиков используемый принтер должен допускать цветную печать.

Требования к программным средствам

Для работы программы необходимо следующее установленное программное обеспечение:

· ОС Windows 98/ME/2000/ХР/7;

· Macromedia Flash Player (входит в комплект поставки программы)

5. Специальные условия и требования организационного, технического и технологического характера

Специальные условия и требования организационного, технического и технологического характера для работы программы не требуются, однако для комфортной работы необходима видеокарта, поддерживающая разрешение не менее 1024х768, 16 млн. цветов, а также манипулятор мышь.