Управляющие и регистрирующие инструменты

На каждой измерительной схеме присутствует свой набор инструментов. Их можно разделить на управляющие и регистрирующие.

Управляющие инструменты – это инструменты, связанные с источниками воздействия.

Звуковой генератор. Предназначен для формирования синусоидального напряжения с частотой от 10 до 2000 Гц (рис. 16).

Рисунок 16. Звуковой генератор

Амплитуда и частота изменяется при помощи ползунка. Передвигать ползунок можно либо с помощью «мыши» (нажав на левую кнопку и, не отпуская кнопку, перемещая «мышь»), либо с помощью стрелок на клавиатуре.

Как амплитуда, так и частота сигнала устанавливается дискретно, поэтому выставить очень точное значение не получится. Например, вместо частоты 100 Гц можно установить либо 96,3 либо 103,9 Гц.

Образец (коммутатор объектов) предназначен для отражения информации об объекте исследования (рис. 17). Также позволяет переключить образцы в измерительном стенде (зависит от реализации измерительного блока).

Рисунок 17. Коммутатор объектов

Регистрирующие инструменты – это измерительные приборы, которые представляют измеренные данные.

Вольтметр. Измеряет амплитудное значение переменного сигнала (рис. 18). На схеме имеются два вольтметра: V 1 и V 2. Первый из них предназначен для измерения амплитудного значения напряжения, пропорционального напряженности магнитного поля в образце, второй – для измерения амплитудного значения напряжения, пропорционального индукции магнитного поля в образце.

Рисунок 18. Вольтметр

Оба прибора совершенно одинаковы. Предел измерений всегда постоянный и равен 10 В.

При перегрузке прибора цвет индикатора изменяется на красный.

Характериограф. Предназначен для измерения зависимости напряжений, пропорциональных напряженности и индукции магнитного поля. В зависимости от схемы измерений, характериограф отражает либо зависимость сигналов от времени, либо зависимость сигналов друг от друга (петля гистерезиса).

Если размер экрана характериографа слишком мал, а требуется рассмотреть характеристику более внимательно, можно изменить размеры окна стандартным для Windows способом, т.е. подвести курсор «мыши» к любому краю окна и, когда он измениться на двухсторонние стрелки, изменить размеры (рис. 19).

а б

Рисунок 19. Изменение размера характериографа: а – изменение размера,
б – вид характериографа

При перегрузке прибора цвет кривой изменяется на красный.

Обратите внимание, что при записи данных, в отличие от всех других регистрирующих инструментов, записываться будут сразу несколько строк значений.

В правом нижнем углу приборной панели имеются две кнопки: и ( ). Эти кнопки предназначены для того, чтобы зафиксировать на экране и (стереть) координаты вершины петли гистерезиса. Уменьшая амплитуду сигнала генератора фиксируйте предельные точки частных петель гистерезиса. Чем с меньшим шагом будете уменьшать амплитуду, тем больше будет точек, и тем более точно получается основная кривая. Зафиксируйте точку при нулевой амплитуде сигнала, чтобы кривая начиналась из начала координат.

Внимание: при записи характеристики в рабочую тетрадь, записывается кривая, которая строилась по точкам частных петель гистерезиса, т. е кривая желтого цвета. При стирании стираются все точки и построенная кривая.

Частотомер. Измеряет частоту переменного сигнала (рис. 20).

Нужно иметь в виду, что частота устанавливается дискретно, поэтому выставить очень точное значение не получится.

Рисунок 20. Частотомер

Рабочая тетрадь

Непременным атрибутом при работе за классическим измерительным стендом является рабочая тетрадь, в которую экспериментатор заносит показания приборов. В программе эта возможность также реализована. Рабочая тетрадь открывается в отдельном окне с помощью команд меню или кнопок панели управления.

Этот элемент управления предназначен для ведения текущих записей результатов измерений, расчетов, построенных на полученных результатах, и построения графиков. Рабочая тетрадь состоит из трех связанных частей:

– таблицы – в ней сосредоточены значения измеряемых величин и результаты расчетов, полученных из измеренных данных;

– формулы – здесь располагаются формулы, необходимые для расчетов; их можно добавлять, удалять и редактировать;

– графики – здесь сосредоточены графики, построенные как по измеренным данным, так и по результатам расчетов; их также можно добавлять, удалять и редактировать.

Переключаться между частями рабочей тетради можно при помощи ярлычков, расположенных в верхней части окна (рисунок 21).

Рисунок 21. Переключение между частями рабочей тетради

Таблицы. В этой части рабочей тетради в первую очередь представлены значения измеряемых величин и расчетных величин (Н на рис. 22), полученных на основе измеряемых. Эти значения оформлены в виде таблицы, расположенной в нижней части окна. Изменить эти данные нельзя, их можно только просматривать. Одна таблица соответствует одному измерению. Под измерением понимается один эксперимент, в котором получены одна или несколько строк с данными, позволяющими рассчитать нужные Вам величины или построить нужные Вам зависимости.

Рисунок 22. Рабочая тетрадь, вкладка «Таблицы»

Выше таблицы с результатами располагается информационная область, в которой представлены:

– номер схемы измерений, с помощью которой получены экспериментальные данные;

– частота, на которой было проведено измерение;

– название объекта исследований; материал, из которого он изготовлен;

– параметры объекта исследований.

В левой верхней части окна рабочей тетради имеется таблица с названием измерения и датой его проведения. С помощью «мыши» или стрелок клавиатуры можно перемещаться по уже имеющимся результатам. При этом в таблице результатов показываются измеренные и рассчитанные данные выбранного измерения.

Кнопка позволяет редактировать название измерения. При нажатии на нее появляется строка ввода с названием и с кнопкой (рис. 23). После исправления названия необходимо нажать кнопку и результат перепишется в таблицу, а строка ввода пропадет.

Рисунок 23. Редактирование названия измерения

В правой верхней части окна рабочей тетради находится панель управления измерениями (см. рис. 22). Кнопки панели управления реализуют следующие команды:

Новое – открывает новое измерение. В таблице появляется новая запись с названием по умолчанию и датой проведения измерения и включается режим редактирования названия – появляется строка ввода с названием, а кнопка переходит в запрещенное состояние. Обратите внимание, кнопка Записать доступна только при окончании редактирования названия измерений.

Записать – записывает одну (или несколько, если включен характериограф) строк данных в таблицу рабочей тетради. Можно ограничиться записью одной строки и воспользоваться построителем выражений для расчетов. При переходе к другой части рабочей тетради («Формулы» или «Графики»), заканчивается запись данных в таблицу и запрещается кнопка Записать. Аналогичный эффект наблюдается при перемещении на другое измерение.

Удалить – удаляет все измерение вместе со связанными с ним формулами и графиками.

Формулы. В этой части рабочей тетради в первую очередь представлены выражения, с помощью которых производятся расчеты
(рис. 24). Выражения строятся на основе измеренных данных и уже существующих выражений. Список всех формул, доступных в данном измерении, располагается в центральной части окна рабочей тетради.

В первой колонке списка отображаются идентификаторы, которые могут быть использованы при построении новых выражений. Во второй колонке представлены собственно выражения, в третьей – результат расчета, в четвертой – размерность и в пятой – комментарии, позволяющие пояснить назначение данного выражения. Если идентификатор представляет собой экспериментальное значение, вместо выражения во второй колонке стоит слово «измерение».

Рисунок 24. Рабочая тетрадь, вкладка «Формулы»

Зеленым цветом выделены измеренные значения, коричневым – параметры образцов. Эти выражения изменить нельзя.

Графики. В этой части рабочей тетради представлены графики, построенные как по измеренным данным, так и по результатам расчетов (рис. 26). Каждый график может быть либо одной кривой, либо семейством кривых, зависящих от параметра.

В верхней части окна расположена область управления, позволяющая просматривать, добавлять, удалять и редактировать графики. В левой части области имеется таблица с названием графика. Именно это название будет отображаться в качестве заголовка. С помощью «мыши» или стрелок клавиатуры можно перемещаться по уже имеющимся графикам. При этом они отображаются в области построения.

Рисунок 26. Рабочая тетрадь, вкладка «Графики»

При редактировании или построении нового графика, открывается диалоговое окно, которое показано на рисунке 27. Каждый график может быть либо одной кривой, либо семейством кривых, зависящих от параметра. В левой верхней части окна имеется таблица, где перечислены кривые графика. Здесь же можно добавить, удалить кривую или изменить ее название. Правее группы «Кривые» расположена группа управляющих элементов «Данные». В этой области окна назначаются данные для осей каждой кривой. С помощью выпадающих списков можно сопоставить каждой оси любую из колонок таблицы рабочей тетради. Обратите внимание – данные могут быть взяты из разных измерений. Также можно устанавливать логарифмический масштаб по любой из осей.

Внимание: при выборе логарифмического масштаба значения должны быть только положительными.

В нижней части окна располагаются элементы управления внешним видом графика. При изменении этих параметров результат сразу отражается в области построения графиков рабочей тетради.

Для изменения названий осей графика следует щелкнуть «мышкой» на области ввода названия оси. При этом появляется кнопка справа от области ввода . После нажатия на эту кнопку, название оси отразится на графике, а кнопка пропадет.

Рисунок 27. Редактирование графиков

Оформление отчета

При формировании отчета приложение интегрируется с текстовым редактором MS WinWord. Открыть отчет возможно только при открытой рабочей тетради, либо при помощи меню, либо при помощи кнопок на панели инструментов (рис. 28).

а б

Рисунок 28. Открытие отчета: а – меню; б – кнопки на панели инструментов

После выбора этой команды активизируется соответствующее приложение редактора с открытым файлом отчета, а на окнах приложения MG_Stud.exe появляются кнопки . Эти кнопки позволяют скопировать соответствующий элемент приложения в отчет (кнопки появляются в районе левого верхнего угла копируемого элемента (рис. 29)).

Нажатие на кнопку приводит к появлению в отчете соответствующего элемента. Переключение между отчетом и приложением MG_Stud.exe легко осуществляется при помощи панели задач Windows .

Рисунок 29. Кнопки копирования в окне рабочей тетради

При копировании графиков возможен выбор представления, в каком будут копироваться графики – в виде метафайла (*.wmf) или в виде растра (*.bmp) (рис. 30). Эта возможность реализована из главного меню Инструменты – Параметры копирования. Выбор представления зависит от возможностей Вашего принтера и определяется экспериментально.

Рисунок 30. Окно выбора настроек копирования графической информации

После того, как отчет сформирован, его можно распечатать. Закрыть отчет можно с помощью команды меню или кнопки на панели инструментов (рис. 31).

а б

Рисунок 31. Закрытие отчета: а – команда в меню, б – кнопка на панели инструментов

После выбора этой команды закрывается соответствующее приложение редактора и пропадают кнопки на окнах лабораторной работы.

Выполнение работы