Исследование резонанса напряжений

Основными библиотеками объектов конструирования блок-диаграммы ВИ являются:

• Struct & Constants - библиотека узлов, называемых "структуры", и различных констант 

• Arithmetic - библиотека математических функций и выражений 

• Trig & Log - библиотека тригонометрических и логических функций и выражений 

• Comparison - библиотека функций сравнения и условий сопоставления 

• Conversion - библиотека обратных преобразований 

• String - библиотека объектов и функций работы со строками 

• Array & Claster - библиотека функций работы с массивами и кластерами 

• File I/O - библиотека функций работы  с файлами

• Dialog & Date/Time - библиотека функций управления данными и временными характеристиками, 

а также ряд других библиотек, содержащих необходимые структуры. В этих же библиотеках находятся некоторые стандартных блоки и суб-ВИ, которые могут быть использованы как отдельные самостоятельные элементы блок-диаграммы.

1.2.2.2 Палитры LabVIEW

В LabVIEW есть три графические палитры Tools (инструментальная палитра), Controls (палитра управления), Functions (палитра функций), которые можно свободно перемещать по экрану. Они служат для создания и реализации виртуальных приборов (ВП).  
Палитра Tools (Инструментов) (рис. 7)

Рисунок 7. Палитра Tools (Инструментов)

 

Эта палитра содержит инструменты, которые понадобятся для построения и использования ВП. Можго создавать, изменять, и отлаживать ВП, используя эти инструменты. Если палитра Tools - не видна, выберим Show Tools Palette в меню Windows, чтобы палитра появилась. После того, как выбираем инструмент из этого меню, курсор мыши обретет его форму. Можно использовать любой из инструментов, найденных в палитре Tools (Табл.1) для работы с подпрограммами и функциями. Для получения информации о подпрограммах и функциях необходимо поместить любой из инструментов палитры Tools на нужный объект.

Табл.1 Палитра Tools

	Инструмент управления. Используйте его, чтобы работать с передней панелью управления и индикаторами. Инструмент изменяется на , при работе с текстовыми элементами.		Инструмент Расположения. Используйте этот инструмент, чтобы выбирать, перемещать, или изменять размеры объектов. Инструмент изменяется на при изменении размеров объекта.
	Маркер. Используйте этот инструмент, который выглядит так , для ввода текста в ярлыки (метки) или создания свободных ярлыков (меток). Инструмент изменяется на , когда Вы создаете свободные ярлыки (метки).		Соединительный кабель. Используйте этот инструмент, чтобы соединять объекты проводами на блок-схеме.
	Инструмент объектного всплывающего меню. Используйте этот инструмент, чтобы вызвать всплывающее меню объекта с помощью левой кнопкой мыши		Инструмент прокрутки. Используйте этот инструмент для просмотра окна без использования полос прокрутки.
	Инструмент Контрольной точки. Используйте этот инструмент, чтобы установить контрольные точки на ВП, функциях, и структурах.		Пробник. Используйте этот инструмент для того, чтобы снимать пробы на проводах на схеме.
	Инструмент копирования цвета. Используйте этот инструмент для копирования цвета и вставки его с помощью инструмента цвета.		Инструмент цвета. Используйте этот инструмент для окраски объекта. С его помощью можно также отобразить передний план и фон объекта.

 

Рисунок 8. Палитра Controls (управления)

 

Палитра Controls (управления) (рис.8) и палитра Functions (функций) (рис.9). Палитра управления и палитра Функций составлены из значков верхнего уровня, представляющих подпалитры, дающие доступ к полному диапазону доступных объектов, которые могут использоваться в создании ВП. К подпалитрам можно обращаться, нажимая на значок верхнего уровня. Подпалитра может также быть преобразована в плавающую палитру, которая остается на экране.

Палитра Controls (управления). Добавляем средство управления и индикаторы к передней панели через палитру Controls. Каждая опция в палитре отображает подпалитру доступного средства управления и индикаторов для выбора. Если палитра Controls - не видна, можно открыть палитру, выбрав Show Controls Palette в меню Windows. Можно также вызвать палитру Controls, открыв всплывающее меню на пустой области на передней панели. Можно открыть всплывающее меню щелкнув по пустой области передней панели, далее на платформах UNIX и WINDOWS можно использовать правую кнопку мыши. Палитра Controls может быть "пришпилена" к рабочему столу с помощью кнопки в левом углу палитры, либо убрана кнопкой "крестик".

Палитра Controls доступна, только если окно Panel активно.

Табл.2 Палитра Controls

	Подпалитра Numeric (числовых значений). Состоит из средств управления и индикаторов для числовых данных.		Подпалитра Boolean (Булевых значений). Состоит из средств управления и индикаторов для Булевых величин.
	Подпалитра String (строковых значений). Состоит из средств управления и индикаторов для ASCII строк и таблиц		Подпалитра List & Ring (списков закольцованных списков). Состоит из средств управления и индикаторов для меню, выполненных в форме списков и закольцованных списков.
	Подпалитра Array & Cluster (массивов и кластеров). Состоит из средств управления и индикаторов для группировки наборов типов данных.		Подпалитра Graph. Состоит из индикаторов, чтобы построить график данных в графах или диаграммах в реальном масштабе времени (осциллограф).
	Подпалитра Path & Refnum (путей и ссылок). Состоит из средств управления и индикаторов для путей и ссылок.		Подпалитра Decorations (оформления). Состоит из графических объектов для настройки дисплеев передней панели.
	Подпалитра Control . Отображает диалоговое окно, чтобы загрузить самодельные элементы управления		Подпалитра User Controls (средства управления пользователя). Состоит из специальных средств управления, которые формирует сам пользователь.
	Подпалитра ActiveX (объектов ActiveX). Состоит из средств управления, позволяющих внедрить объекты ActiveX на переднюю панель.

 

 

Рисунок 9. Палитра Functions (функций)

С помощью палитры Functions формируем блок-схему. Каждая опция в палитре отображает подпалитру значков верхнего уровня. Если палитра Functions - не видна, можно вызвать палитру, выбрав Show Functions Palette в меню Windows. Можно также открыть палитру Функций, вызвав всплывающее меню на пустой области в окне Diagram. Палитра Функций может быть "пришпилена" к рабочему столу с помощью кнопки в левом углу палитры, либо убрана кнопкой "крестик".  
Палитра Functions доступна только если активно окно Diagram.

Табл.3 Палитра Functions

	Подпалитра Structures (структур). Состоит из управляющих структур программы, таких как цикл For .		Подпалитра Numeric (числовых функций). Состоит из тригонометрических, логарифмических и числовых функций
	Подпалитра Boolean (Булевых функций). Состоит из логических и Булевых функций.		Подпалитра String (строковых функций). Состоит из функций для работы со строковыми величинами.
	Подпалитра Array (массивов). Состоит из функций для обработки массивов.		Подпалитра Cluster (кластеров). Состоит из функций для обработки кластеров.
	Подпалитра Comparison (сравнения). Состоит из функций для сравнения числовых, строковых значений, Булевых переменных.		Подпалитра Time & Dialog. Состоит из функций для диалоговых окон, синхронизации, и обработки ошибок.
	Подпалитра File I/O (ввода/вывода файла). Состоит из функций и ВП для ввода/вывода в файл.		Подпалитра Communication (связи). Состоит из ВП для работы с сетями TCP, DDE, Apple Events, и OLE.
	Подпалитра Instrument I/O ( инструментов ввода/вывода). Состоит из ВП для связи и управления приборами по шине GPIB, VISA(программная архитектура виртуальных приборов).		Подпалитра Data Acquisition (сбора данных). Состоит из ВП для внедрения плат сбора данных.
	Подпалитра Analysis (анализа). Состоит из ВП для анализа данных.		Подпалитра Tutorial (обучающей программы). Состоит из ВП, используемых в обучающей программе LabVIEW.
	Подпалитра Advanced (расширенная). Состоит из разных функций типа функции библиотечного запроса, манипуляции данных, и т.д.		Подпалитра VI…. Состоит из диалогового окна для внедрения подпрограмм в текущий ВП.
	Подпалитра Instrument Drivers (драйверы приборов ). Состоит из ВП, способных управлять внешними приборами, осциллоскопами, генераторами, и т.д., через последовательный порт или интерфейс GPIB		Подпалитра User Libraries. С помощью нее организуется быстрый доступ к нужному ВП.
	Подпалитра Application Control (управления приложением). Состоит из ВП, управляющих виртуальными приборами (ВП), а также ВП VI серверов, позволяющих запускать ВП на других компьютерах через сеть.

 

 

 

 

2. Практическая  часть

2.1 Этапы разработки  виртуальной лабораторной работы

2.1.1 Создание  интерфейса программы

1. Запустим LabVIEW.
2. В окне Getting Started выберем  New→Blank VI
3. Откроются 2 панели Front Panel (где мы будем моделировать интерфейс программы) и Block Diagram (где мы будем строить схему, за счёт которой будет работать наша программа)

Работа с лицевой панелью (Front Panel) (Рис.10 Лицевая панель)

 

 

Рисунок 10. Лицевая панель

 

 

Рисунок 11. Элемент Edit Text

1. Для начала напишем  название лабораторной работы. Для  этого на панели Tools выбираем Edit Text. Пишем «Исследования резонанса напряжений» (Рис.11 Элемент Edit Text)

2. В  Controls (управления) выберем Containers→Tab Control (на ней есть 2 вкладки, где на одной будут находиться приборы, подпишем её «Рабочий стенд»; на другой будет находиться схема этой цепи и методические указания, подпишем её «Методические указания») (Рис.12 Элемент Tab Control)

Рисунок 12. Элемент Tab Control

Поработаем сначала на первой вкладке.

Рисунок 13. Подпалитра Decorations (оформления)

 

3. Кликнем правой кнопкой  мыши по свободному участку  Лицевой панели. В  Controls (управления) выберем такой элемент, как  Подпалитра Decorations (оформления) ( Рис. 13 Подпалитра Decorations (оформления))

 

Рисунок 14. Элемент Raised Box

Выберем элемент Raised Box. (Рис.14 Элемент Raised Box)

 

Рисунок 15. Элемент Raised Circle

На нём делаем два кружка, т. е. выбираем элементы Raised Circle (с помощью них будут соединяться провода). (Рис. 15 Элемент Raised Circle)

 

Рисунок 16. Элемент Meter

Далее, выберем элемент Classic Numeric →Meter.(Рис.16 Элемент Meter) Поставим его на элемент Raised Box. «Meter» переименуем на обозначение прибора «A» - амперметр («V» - вольтметр, «W» - ваттметр). (Рис.17 Прибор амперметр)

Кликнем правой кнопкой мыши на элементе Meter, выберем Visible Items→Digital Display, появится Numeric Indicator (где будут показаны уточнения прибора).

Рисунок 17. Прибор амперметр

По такому же методу мы создаём 2 Вольтметра и Ваттметр ( Рис.18 Прибор Вольтметр, Рис.19 Прибор Ваттметр)

Рисунок 18. Прибор Вольтметр

Рисунок 19. Прибор Ваттметр

 

А на третий Вольтметр, мы будем создавать немного по-другому.

В Controls (управления) выберем Numeric→Numeric Control, кликнем правой кнопкой мыши и выбираем Replace→Numeric→Meter. Затем кликнем правой кнопкой мыши на Meter и нажимаем Visible Items→Digital Display.

Рисунок 20. Элемент Recessed Circle

4. Выберем из Подпалитры Decorations  элемент Recessed Circle (Рис.20 Элемент Recessed Circle)

 

Рисунок 21. Элемент Knob

 

В Controls (управления) выберем элемент Numeric→Knob (Рис.21 Элемент Knob). Поставим его на элемент Recessed Circle, выберем Visible Items→Digital Display, появится Numeric. За место «Knob» напишем «Катушка». На нём делаем два кружка, т. е. выбираем элементы Raised Circle. Получили Катушку (Рис.22 Прибор Катушка)

Рисунок 22. Прибор Катушка

 

Рисунок 23. Элемент Raised Rounded Box

 

5. Выберем из Подпалитры Decorations  элемент Raised Rounded Box(Рис.23 Элемент Raised Rounded Box)

Рисунок 24. Элемент Horizontal Pointer Slide

В Controls (управления) выберем элемент Numeric→Horizontal Pointer Slide (Рис.24. Элемент Horizontal Pointer Slide) Поставим его на элемент Raised Rounded Box, выберем Visible Items→Digital Display, появится Numeric (который мы будем менять в процессе опыта). «Slide» поменяем на «Конденсатор». На нём делаем два кружка, т. е. выбираем элементы Raised Circle . Получили Конденсатор (Рис.25 Прибор Конденсатор)

Рисунок 25. Прибор Конденсатор

Рисунок 26. Элемент Thick Chiseled Line

6. Затем, в Подпалитре Decorations  выбираем элемент Thick Chiseled Line (с помощью них будут соединяться приборы на интерфейсе) (Рис.26 Элемент Thick Chiseled Line)

Рисунок 27. Элемент String Indicator

7. В Controls (управления) выберем String & Path→ String Indicator (которая будет выводить нам: Xc<Xl или Xc>Xl или Xc=Xl) (Рис.27 Элемент String Indicator)

8. Теперь мы создадим  элементы, которые нам только  понадобятся в схеме, но создать  их нужно здесь.

Рисунок 28. Элемент Numeric Indicator

В Controls (управления) выберем Numeric→Numeric Indicator, сделаем их 5 штук (Рис.28 Элемент Numeric Indicator)

Их Label переименуем Xl, Xc, Z, Zk, Zc соответственно (Рис.29 Скрытые показатели Xl, Xc, Z, Zk, Zc)

Рисунок 29. Скрытые показатели Xl, Xc, Z, Zk, Zc

Затем мы их скроим, чтоб они не отображались на интерфейсе программы, так как эти данные студент должен сам вычислить.

Теперь поработаем на второй вкладке (Рис.30 Вторая вкладка)

9. В Controls (управления) выберем String & Path. Кликнем правой кнопкой мыши по ней и нажмем Visible Items→Vertical Scrollbar (вертикальная прокрутка)
10. Теперь вставим просто схему.

Рисунок 30. Вторая вкладка

 

2.1.2 Построение схемы

 

Работа с блок-диаграммой (Block Diagram) (Рис.31 Блок-диаграмма)

 

 

Рисунок 31. Блок-диаграмма

 

Все те элементы, которые мы построили на лицевой панели, они отобразятся в блок-диаграмме, только вид будет другой. Это такие элементы, как Tab Control, String, Конденсатор, Катушка, 3 Вольтметра, Амперметр, Ваттметр. И те, которые мы скрыли Xl, Xc, Z, Zk, Zc (Рис.32 Элементы)

 

 

Рисунок 32. Элементы

 

Теперь добавим остальные элементы, для работы этой схемы.