Počítače v experimentu (FSI-TPE)

Akademický rok 1999/2000
Garant: doc. RNDr. Miroslav Doložílek, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚFI všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem kursu je seznámit studenty se základními prvky automatizovaného
měření s počítačovou podporou na takové úrovni, aby byli schopni připojit
měřící přístroje k počítači přes standardní rozhraní a ovládat je pomocí
standardního software a také využít seriového a paralelního portu PC pro
generování a testování binárních signálů.
Výstupy studia a kompetence:
Realizace experimentu řízeného počítačem pomocí standardních rozhraní a
ovládacího software. Podrobnější znalost rozhraní RS232, Centronics a
GPIB pak umožní řešit i méně standardní situace. Realizace jednoduchých
virtuálních přístrojů v prostředí LabVIEW.
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
Hlavní důraz je kladen na hardwarové problémy spojené s použitím počítače
jako řídícího prvku experimentální sestavy a na speciální software pro
ovládání přístrojů, vytváření soustav virtuálních přístrojů a vyhodnocení
výsledků experimentu. V oblasti technických prostředků je věnována pozor-
nost A/D a D/A převodníkům, normalizovaným rozhraním (GPIB, MXI, CAMAC),
sériovým a paralelním portům, měřícím zásuvným modulům. V oblasti progra-
mové podpory řízení, sběru dat a vyhodnocení experimentu je podán přehled
o exsistujících systémech, podrobněji je pak pojednáno o LabVIEW.
V rámci praktických cvičení se studenti seznámí se základními elektronic-
kými vlastnostmi obvodů rozhraní. Pro návrh a realizaci některých jedno-
duchých automatizovaných experimentů se využívá systému ISES, standardních
měřicích karet Axiom a systému LabVIEW s universální měřicí kartou.
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Povinné absolvování všech zadaných experimentálních úloh.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  11 × 1 hod. nepovinná                  
    Cvičení na počítači  11 × 3 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Obecné principy použití počítače v experimentu.Návrh experimentu, sti-
mulace systému, měření a záznam odezvy.
2. Technické prostředky. Č/A převodníky, A/Č převodníky, multiplexery,
časovače. Zásuvné moduly do PC pro komunikaci s reálným prostředím.
3. Způsoby komunikace měřicích přístrojů s PC. Sériový a paralelní přenos
dat. Signály a způsob komunikace pro RS232, CENTRONICS.
4. Normalizovaná styková rozhraní. Význam, používané systémy.
IMS-2(GPIB) - signály a způsob komunikace, VXI, MXI, CAMAC.
5. Software pro řízení experimentu. Přehled používaných programů pro komu-
nikaci a programovacích prostředí pro virtuální instrumentaci.
6. LabVIEW. Členění systému, programování, komunikace s přístroji.
    Cvičení na počítači 1. Rozsvěcování svítivky, multiplexer.
2A. Rozsvěcování svítivek ze stavebnice elektronik přes paralelní port PC.
2B. Měření s 8-bitovým D/A převodníkem a multiplexerem.
3. Určení časové konstanty termočlánku a polovodičové diody.
4. Nabíjení kondenzátoru - srovnání teoretického výpočtu s výsledky exp.
5. Charakteristika fotodiody pomocí ISES.
6. Frekvenční spektrum akustického signálu.
7. LabView - seznámení se systémem, sestavení virtuálních přístrojů
popsaných v demoverzi programu.
Literatura - základní:
1. National Instruments: Instrumentation Ref. and Catalogue, 2012-2017. National Instruments, Austin TX, USA
2. IEE 488 and VXIbus Control, DA and Anal. National Instruments. Austin TX, USA.
Literatura - doporučená:
1. Kainka B.: Měření, řízení a regulace pomocí PC. BEN - technická literatura, Praha, 2003.
2. Šnorek M., Richta K.:: Připojování periferií k PC. Grada Publishing, Praha, 1996.
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2301-5 prezenční studium Přesná mechanika a optika -- kl 4 Povinný 2 2 Z
M2301-5 prezenční studium Fyzikální inženýrství -- kl 4 Povinný 2 2 Z