Написание программы, позволяющей работать с вольтметром через персональный компьютер

Лабораторная работа № 4.

Цифровой вольтметр.

Цель работы: получить навыки работы с цифровым вольтметром.

Задача: Написать программу, позволяющую работать вольтметру с персональным компьютером, выводя данные на монитор компьютера в виде графика.

Основные теоретические сведения.

Вольтметр 87– 60 предназначен для измерения постоянного напряжения, среднеквадратичного значения переменного напряжения произвольной формы, силы постоянного и переменного тока, сопротивление по постоянному току, частоты и периода синусоидального сигнала.

Вольтметр предназначен для работы от сети питания с напряжением (220±20) В., частотой (50±1) Гц.

Характеристики вольтметра.

Вольтметр обеспечивает измерение постоянного напряжения положительной и отрицательной полярностей от 0,5 мВ. до 1000 В. на диапазонах измерения с верхними пределами 400 мВ., 4, 40, 400, 1000 В.

Вольтметр обеспечивает измерение среднеквадратичного значения переменного напряжение произвольной формы (с коэффициентом амплитуды не более 3) от 5 мВ. до 750 В. в диапазоне частот от 20 Гц. до 100кГц. на диапазонах измерения с верхними пределами 400 мВ., 4, 40, 400, 750 В.

Вольтметр обеспечивает измерение силы постоянного тока от 0,01 до 2 А. на диапазоне измерения с верхним пределом 2 А..

Вольтметр обеспечивает измерение силы переменного тока синусоидальной формы  от 0,05 до 2 А. на диапазоне измерения с верхним пределом 2 А. в диапазоне частот от 20 до 5 кГц..

Вольтметр обеспечивает измерение сопротивление постоянному току от 1 Ом. до 40 МОм. на диапазоне измерения с верхними пределами 400 Ом., 4, 40, 400, 4000 кОм., 40 МОм..

Вольтметр обеспечивает измерение частоты синусоидальных сигналов от 0,1 до 100 кГц. с амплитудой сигнала от 0,5 до 150 В. на диапазонах измерения с верхними пределами 10, 100 кГц., свыше 100кГц. до 1 МГц. с амплитудой сигнала от 0,5 до 30 В.

на диапазоне с верхним пределом 1000 кГц..

Вольтметр обеспечивает измерение периода синусоидальных сигналов с амплитудой сигналов от 0,5 до 150 В. на диапазонах измерения с верхними пределами 9, 90 мс. и свыше 90 до 900 мс. с амплитудой сигналов от 0,5 до 30 В. на диапазоне с верхним пределом 900 мс.

Режимы работы вольтметра.

– периодические и разовые измерения (при управлении через интерфейс).

– ручной и автоматический выбор пределов измерения (при измерении частоты и периода сигнала только ручной выбор пределов).

– коррекция нуля.

– индикация режимов работы.

– звуковая индикация переключения режима работы.

– тест p – n перехода.

Программы работы вольтметра.

0 – управление яркостью свечения индикатора для адаптации к условиям освещенности на рабочем месте.

1 – задание адреса вольтметра в системе и выбор скорости обмена.

2 – калибровка по внешней мере.

3 – нахождение и индикация минимального результата измерения.

4 – нахождение и индикация максимального результата измерения.

5 – допусковый контроль.

6 – усреднение результата и индикация расчетного значения.

7 – программный шунт, т.е. измерение тока по падению напряжения на известном сопротивлении.

8 – тестирование интерфейса RS232и индикация.

Вольтметр позволяет производить обмен информацией по последовательному асинхронному интерфейсу типа “Стык С2” (RS232) в соответствии с ГОСТ 18145-81 или по интерфейсу RS485 (в режиме полудуплекс) по принципу ВЕДУЩИЙ / ВЕДОМЫЙ, ЗАПРОС / ОТВЕТ, а также дистанционное программирование от компьютера.

Вольтметр состоит из аналоговой и гальванически связанной с ним цифровой частью.

Аналоговая часть служит для преобразования измеряемой величины в цифровой код. Выдаваемый по 8 – разрядной мультиплексированной шине адрес/данные на микропроцессорный контроллер, и состоит из аналого–цифрового преобразователя (АЦП), источника опорного напряжения (ИОН), коммутатора входа, входного частотокомпенсированного масштабного усилителя (МУ), преобразователя переменного напряжения в постоянное U~/U=, токового шунта Rx, компаратора напряжения с устройством преобразования уровня.

ИОН вырабатывает опорное напряжение для АЦП.

Коммутатор входа осуществляет коммутацию входного сигнала в зависимости от режима работы вольтметра.

Входной частотокомпенсированный МУ предназначен для преобразования динамического диапазона входного сигнала в оптимальный для работы преобразователя U~/U=, а также частотной коррекции передаточной характеристики измерительного тракта.

Преобразователь U~/U= осуществляет выпрямление переменного напряжения, преобразованного частотокомпенсированным МУ в среднеквадратическое значение постоянного напряжения.