Valódi mérések virtuális műszerekkel



Hasonló dokumentumok
Mérés és adatgyűjtés

Ezer kísérlet egy dobozban: virtuális méréstechnika a középiskolai kísérletező oktatásban

1. Metrológiai alapfogalmak. 2. Egységrendszerek. 2.0 verzió

Gingl Zoltán, Szeged, :14 Elektronika - Alapok

Gingl Zoltán, Szeged, :47 Elektronika - Műveleti erősítők

Arduino, programozás, elektronika egy út az ismeretek integrált felhasználásához

A Fizikai mérések" című tantárgy tapasztalatai, fejlesztési kérdései

Áramkörszámítás. Nyílhurkú erősítés hatása

Multi-20 modul. Felhasználói dokumentáció 1.1. Készítette: Parrag László. Jóváhagyta: Rubin Informatikai Zrt.

Informatika a valós világban: a számítógépek és környezetünk kapcsolódási lehetőségei

Mérés és adatgyűjtés

Termékeink az alábbi felhasználási területekre: Klíma/környezet Élelmiszer Bioenergia Anyag Épület Papír

Bevezetés az Edaq530 segítségével végzett fizikai kísérletezésbe

Logaritmikus erősítő tanulmányozása

QALCOSONIC HEAT 2 ULTRAHANGOS HŰTÉSI- ÉS FŰTÉSI HŐMENNYISÉGMÉRŐ

Mérés és adatgyűjtés

RHTemp TepRetriver-RH. Hőmérséklet- és páratartalom adatgyűjtő, LCD kijelzővel. Hőmérséklet- és páratartalom adatgyűjtő

Fényerő mérés. Készítette: Lenkei Zoltán

Légsebesség-térfogatáram-páratartalommérő VT 210 M. VT210 + SFC300 hődrótos érzékelő (légsebességhőmérséklet)

Méréselmélet és mérőrendszerek 2. ELŐADÁS (1. RÉSZ)

Hiszterézis: Egy rendszer kimenete nem csak az aktuális állapottól függ, hanem az állapotváltozás aktuális irányától is.

MaxiCont. MOM690 Mikroohm mérő

MSP430 programozás Energia környezetben. Kitekintés, további lehetőségek

Betekintés a gépek állapot felügyeletére kifejlesztett DAQ rendszerbe

Digitális multiméterek

HŐMÉRSÉKLETMÉRÉS. Elsődleges etalonok / fix pontok / 1064,00 C Arany dermedéspontja. 961,93 C Ezüst dermedéspontja. 444,60 C Kén olvadáspontja

TxBlock-USB Érzékelőfejbe építhető hőmérséklet távadó

Képernyő. monitor

OMRON FOTOELEKTROMOS KAPCSOLÓK E3NT

Mikrokontrollerek és alkalmazásaik Beadandó feladat

A VIRTUÁLIS MÉRÉSTECHNIKA KÍSÉRLETI LEHETÔSÉGEI A KÖZOKTATÁSBAN

Összefüggő szakmai gyakorlat témakörei

PCS-1000I Szigetelt kimenetű nagy pontosságú áram sönt mérő

Méréselmélet és mérőrendszerek

Transzformátor rezgés mérés. A BME Villamos Energetika Tanszéken

Balatonőszöd, június 13.

RPS-1 ph/rx. Felhasználói leírás

Brüel & Kjaer 2238 Mediátor zajszintmérő

PC-RE CSATLAKOZTATHATÓ MULTIMÉTEREK

Mérés és adatgyűjtés

Programozó- készülék Kezelőkozol RT óra (pl. PC) Digitális bemenetek ROM memória Digitális kimenetek RAM memória Analóg bemenet Analóg kimenet

Elvis általános ismertető

VN242A BasicMes-2 kézi áramlásmérő számítógép

1. ERŐMÉRÉS NYÚLÁSMÉRŐ BÉLYEG ALKALMAZÁSÁVAL

HŐMÉRSÉKLETMÉRÉS. Elsődleges etalonok / fix pontok / 1064,00 C Arany dermedéspontja. 961,93 C Ezüst dermedéspontja. 444,60 C Kén olvadáspontja

TxRail-USB Hőmérséklet távadó

M2037IAQ-CO - Adatlap

SYS700-A Digitális szabályozó és vezérlõ modul DDC rendszerelemek, DIALOG-III család. Terméktámogatás:

MINTA Írásbeli Záróvizsga Mechatronikai mérnök MSc. Debrecen,

Rádiókommunikációval is Az adatokat szabad rádiófrekvencián sugározza az őt lekérdező AQUADAT készüléknek.

Kaméleon K860. IAS Automatika Kft

Hőmérséklet mérése. Sarkadi Tamás

- a korábbi jól bevált sorozat típusok a következők voltak: POK-F-DO illetve POK-T-DO

MP 210. Nyomás-légsebesség-hőmérsékletmérő. Jellemzők. Kapcsolat. Típusok (további érzékelők külön rendelhetők)

Elektronika 2. TFBE1302

Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás.

Elektronika alapjai. Témakörök 11. évfolyam

Áramköri elemek. 1 Ábra: Az ellenállások egyezményes jele

1. Súlymérés. Eszközjegyzék: Mikola-cső mm beosztással digitális mérleg ékek A/4 lapok ismeretlen súlyú test (kő) Mikola-cső.

1. Digitális írástudás: a kőtáblától a számítógépig 2. Szedjük szét a számítógépet 1. örök 3. Szedjük szét a számítógépet 2.

Eduino mérőpanel. Alapötlet:

Ellenállásmérés Ohm törvénye alapján

VK-2001 V1.0 Vezetőképesség mérő és szabályozó műszer

KÍSÉRLET, MÉRÉS, MŰSZERES MÉRÉS

Big Data technológiai megoldások fejlesztése közvetlen mezőgazdasági tevékenységekhez

Bevezetés az analóg és digitális elektronikába. V. Félvezető diódák

Speciális passzív eszközök

PH-TIMER CONTROLLER FELHASZNÁLÓI LEÍRÁS. (Tempero - Ring.) 1. oldal

VSF-118 / 128 / 124 / U fejállomási aktív műholdas elosztók

Mérés és adatgyűjtés

Hőmérsékleti sugárzás

Elektromos pumpával és precíz nyomásszabályozással az ADT 761 hordozható automatikus nyomáskalibrátor ideális

Nyári gyakorlat teljesítésének igazolása Hiányzások

Újdonságok. XII. Szigetelésdiagnosztikai Konferencia. Gárdony, X Bessenyei Gábor Maxicont Kft.

IoT alapú mezőgazdasági adatgyűjtő prototípus fejlesztési tapasztalatok

Akkumulátortelepek diagnosztikája

Villamos jelek mintavételezése, feldolgozása. LabVIEW 7.1

9. Laboratóriumi gyakorlat NYOMÁSÉRZÉKELŐK

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

KISTOCK adatrögzítők KT 220 / KH 220 / KTT 220

E-Laboratórium 1 Kombinációs digitális áramkörök alkalmazása Elméleti leírás

Elektronika 1. (BMEVIHIA205)

Műszaki informatikai megoldások a modern középiskolai oktatásban

Hőelem kalibrátor. Model AX-C830. Használati útmutató

Elektronika laboratóriumi mérőpanel elab panel NEM VÉGLEGES VÁLTOZAT! Óbudai Egyetem

MÉRÉSI UTASÍTÁS. A jelenségek egyértelmű leírásához, a hőmérsékleti skálán fix pontokat kellett kijelölni. Ilyenek a jégpont, ill. a gőzpont.

UAV FEJLESZTÉSEK ÉS KUTATÁS AZ MTA SZTAKI-BAN

Intelligens Digitális Szenzortechnika

GSM KÖZPONTOK > LAN KÖZPONTOK > HŐMÉRSÉKLET ÉRZÉKELŐK > PÁRAMÉRŐK > CO2 SZENZOROK > NYOMÁSMÉRŐ SZENZOROK >

HŐMÉRSÉKLET MÉRÉS I. Mérésadatgyűjtés, jelfeldolgozás. 2010/2011.BSc.II.évf.

Félvezetk vizsgálata

MSP430 programozás Energia környezetben. Analóg jelek mérése

Gingl Zoltán, Szeged, :14 Elektronika - Hálózatszámítási módszerek

FIZIKA II. Egyenáram. Dr. Seres István

Óbudai Egyetem Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar Mikroelektronikai és Technológia Intézet

RPS-1 ph/cl. Felhasználói leírás

Fizikai mérések Arduino-val

OP-300 MŰSZAKI ADATOK

Digitális hangszintmérő

Szervo alapok gyakorló Analóg és digitális szervó alapok gyakorló

Átírás:

Valódi mérések virtuális műszerekkel Kopasz Katalin, Dr. Makra Péter, Dr. Gingl Zoltán SZTE TTIK Kísérleti Fizikai Tanszék

A legfontosabb célok Kísérletezéses oktatás támogatása Egyetlen eszköz, mégis sok műszer Interdiszciplináris alkalmazások biztosítása Mérési elvek megmutatása (legyen kevésbé fekete doboz ) Eddig mérhetetlen jelek azonnali mérése Hétköznapi eszközeink működési mechanizmusainak szemléltetése

A legfontosabb tulajdonságok Egyszerű használat, alap informatikai ismeretek elegendőek Modern, elérhető, fejleszthető, olcsó Megbízható? Nyugodtan kiállhatunk a diákok elé? Hordozható: egy notebook, a műszer, pár szenzor és bárhol mérhetünk A leghatékonyabb információnyerés, akár a mérés szoftveres pontosítására

Modern műszer

FELHASZNÁLÓ Virtuális mérőműszer Valódi rendszer szenzorok aktuátorok A/D D/A Feldolgozás Kiértékelés Beavatkozás Megjelenítés Adatok mentése Műszerfelület PC jeleníti meg Hardver (valóságos) Szoftver (virtuális)

A zsebünkben is van ilyen

Szenzorok Különböző fizikai jelek elektronikával kezelhető jelekké alakítása Kimenet: Feszültség Áram Ellenállás Kapacitás Induktivitás A be- és kimenet kapcsolatát ismerjük (egyenlet)

A virtuális műszer nagy része: PC szoftver Műszer előlap: Kezelőszervek Kijelzők Műszerbelső: A kezelőszervek és bemenő jelek állapota A kijelzők meghajtása A kettőt műveletek kötik össze (algoritmus)

A virtuális műszer nagy része: PC szoftver Előre elkészített Mi magunk is készíthetjük?

Szenzorok Az EDAQ530 adatgyűjtő műszer Személyi számítógép Jelkövető erősítők Számítógép és 12-bit A/D USB interfész

Az EDAQ530 felépítése Univerzális bemenetek különféle szenzorok fogadására Feszültség, áram, ellenállás mérése Feszültség: közvetlenül Áram: ellenálláson eső feszültség Ellenállás: ellenállásosztóval

Mérőprogram

Szenzorok termisztor termoelem nyomásszenzor fotoellenállás fotodióda fotokapu gázszenzorok páratartalomérzékelő Hall-szenzor...

Gyorsulásszenzor: MXA2300 Kéttengelyű gyorsulásszenzor Működési elv A tengelyek elhelyezkedése Gyorsulás, szög mérése A szenzort hagyjuk temperálódni a hőmérsékletfüggés miatt Gyakori kalibrálás javasolt

Kalibrálás A bemenő érték legyen g és g Pontosan pozícionáljuk (célszerű rögzíteni)

Termisztor Mérési tartomány:-40 C..125 C Érzékenység szobahőmérsékleten 0,02 C

Fotokapu Infra LED (LD274) Fototranzisztor (BPV11F) Ha a fényút zárt, nagyobb feszültség Ha nyitott, kisebb feszültség mérhető Időpillanatok, időtartamok mérésére való Amire figyeljünk: megfelelő fényerő

Fotoellenállás Fény hatására a vezetőképesség növekszik Ellenállásmérés Nemlineáris Nem pontos mérésre való Változások kimutatására, fotokapuként

Kettőscsillag fénygörbéje

Kettőscsillag fénygörbéjének modellezése

Fotodióda Fény hatására a záróirányú áram nő Közelítőleg lineáris Pontos fényintenzitás-mérésekre Fotokapuként Amire ügyeljünk: sötétítés

Nyomásszenzor Abszolút: MPXH6115 (115kPa) Differenciális: MPX2010DP (10kPa)

Páratartalom-szenzor Feszültségkimenet Közvetlenül mérhető 5 V tápfeszültség

Nyomásszenzor Páratartalomérzékelő Meteorológiai állomás Termisztor

Termoelemek termoelem Erősítés szükséges Hidegpont Gyors Szélesebb hőmérséklettartomány (-100 C - +1000 C ) termisztor

Gázszenzorok Ellenállás-, gázkoncentrációfüggés Sokféle gázra Fűtés szükséges

Ingamozgás

Hőmérséklet [ C] Párolgás hőelvonása Párolgás hőelvonása 27 26,5 26 25,5 25 24,5 24 0 200 400 600 800 Idő [s] Kontroll termisztor Vizezett termisztor

Jég olvadáshőjének meghatározása Mérés alapján: L o 379052 J kg Irodalmi adat: L o 333704 J kg hagyományos laboron: L 272186 o J kg

T[ C] Hőterjedés vizsgálata Hőterjedés vizsgálata 50 45 40 35 30 25 0 50 100 150 200 250 300 t [s]

Pletizmográf

Szakkör középiskolásoknak

Út (cm) Szabadesés vizsgálata Szakkörön Út-Idő grafikon 30 25 20 y = 473,58x 2 + 57,4x - 0,0091 15 10 5 0-5 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 g 9,47 m 2 s idő (s)

Szabadesés vizsgálata továbbképzésen 0,3 0,25 y = 4,7913x 2-38,011x + 75,334 0,2 0,15 0,1 0,05 0 4,05-0,05 4,1 4,15 4,2 4,25 3 2,5 y = 9,4809x - 37,393 2 1,5 1 0,5 0 4,05 4,1 4,15 4,2 4,25 g 9,48 m 2 s

Köszönöm a figyelmet! http://www.noise.physx.u-szeged.hu/vi/

TARTALÉK

A bemenetek tulajdonságai: csak feszültség mérhető

Feszültség mérése A bemeneti méréstartomány 0V...5V Bemeneti ellenállás 10MOhm 12-bites adat, érzékenység: 5V/4096=1,22mV Külső feszültségek

Ellenállás mérése: ismert ellenállással ellenállásosztó R U 5V, R R 0 R U R 0 5V 1 U 5V

Áram mérése Ismert ellenálláson átfolyó áram A feszültség < 5V Felbontás: 1,22mV

Termisztor kalibrálása Kalibrálás nélkül is elég pontos lehet A kalibrálás fokozott gondosságot igényel Nem szükséges gyakran kalibrálni Nagyobb tömegű folyadékban, nagyon lassú változás mellett (inkább hűléskor, nem hevítéskor) Hiteles külső hőmérővel

Mágneses tér KMZ51. KMZ52, magnetorezisztív www.nxp.com (Philips) HMC1051, HMC1052, magnetorezisztív www.honeywell.com (Honeywell) A 1302, Hall-effektus www.allegromicro.com (Allegro MicroSystems) AD22151, Hall-effektus www.analog.com (Analog Devices)