Московский энергетический институт (Технический университет)

Вид материала

Отчет

Содержание 2.2. Разработка типовой структуры выбранной системы автоматизированного лабораторного практикума 2.3. Разработка требований к измерительным стендам для лабораторных работ первой группы

Подобный материал:

• О проблемах измерения эффективности мероприятий корпоративных паблик рилейшнз бельских, 101.09kb.
• Методы повышения селективности низковольтных автоматических выключателей, 294.5kb.
• Разработка методик и устройств химического контроля водного теплоносителя на тэс, 328.54kb.
• Московский Государственный Институт Электроники и Математики (Технический Университет), 10.69kb.
• Механизм обеспечения проектного финансирования инвестиционной деятельности электроэнергетических, 283.98kb.
• Министерство образования и науки РФ московский энергетический институт (технический, 83.36kb.
• Инструменты динамической сегментации рынка пивоваренной продукции с использованием, 278.33kb.
• Повышение эффективности инвестиционной деятельности диверсифицированных станкостроительных, 292.96kb.
• Совершенствование электрогидравлического регулятора мощности дуговой печи постоянного, 176.56kb.
• Московский Государственный Институт Электроники и Математики (Технический Университет), 763.07kb.

2.2. Разработка типовой структуры выбранной системы

автоматизированного лабораторного практикума

В соответствии с изложенным типовая структурная схема выбранной системы АЛП выглядит так, как показано на рис.1,2

Эта структурная схема имеет различные конфигурации, соответствующие двум рабочим режимам.

Схема для режима заполнения базы данных показана рис.1. В нее входят сменные измерительные стенды, на которых выполняются все эксперименты, предусмотренные планами лабораторных работ, и результаты этих экспериментов заносятся в соответствующие базы данных, размещенные на сервере. Заполнение баз данных выполняется инженером учебной лаборатории по заданию преподавателя, ведущего курс, и результаты каждого эксперимента проверяются, прежде чем их использование в учебном процессе будет разрешено.

Структурная схема выбранной системы АЛП

в режиме заполнения баз данных с результатами экспериментов




Рис.1


Структурная схема выбранной системы АЛП

в режиме доступа пользователей к базам данных





Рис.2

На рис. 2 показана схема работы системы АЛП в режиме доступа пользователей к базам экспериментальных данных. В представленной на рис.2 конфигурации, сервер сначала связан с локальной сетью вуза, ведущего обучение (или одного из его подразделений), а локальная сеть имеет выход в глобальную сеть Интернет, через которую обеспечивается доступ внешним пользователям – студентам, обучающимся в системе открытого образования. Наличие локальной сети, хотя и не обязательно, но в большинстве реальных систем желательно.

В одном из вариантов это может быть локальная сеть кафедры, ведущей обучение данной дисциплине и использующей тот же лабораторный практикум в системе очного обучения. Такое использование целесообразно, поскольку создавать отдельную лабораторию в вузе, имеющем такую систему АЛП, экономически нецелесообразно. Достаточно несколько изменить методику с учетом возможностей личного контакта преподавателей и студентов, возможности прямого участия части студентов в экспериментах, направленных на обновление содержания баз данных, и возможностей непосредственного изучения измерительных стендов, находящихся в лаборатории.

Другое назначение локальной сети - работа преподавателей, проверяющих результаты выполнения студентами лабораторных заданий, а также контролирующих новые экспериментальные данные перед загрузкой их в общедоступную базу данных.

Из рис.2 видно, что организация доступа к базам экспериментальных данных может быть обеспечена с использованием стандартной технологии «клиент-сервер» [19].

Как будет показано далее, выбор структуры АЛП, показанной на рис.1,2 во многом определяет общие требования к входящему в ее состав оборудованию и к программному обеспечению.

2.3. Разработка требований к измерительным стендам для лабораторных работ первой группы

Из анализа перечня экспериментов, приведенного в подразделе 1.2, видно, что основное содержание лабораторных работ первой группы - это получение статических характеристик исследуемых полупроводниковых приборов.

При этом число таких характеристик, снимаемых в рамках одного задания, достаточно велико. Типичное число таких характеристик – 12  14.

Каждая из характеристик должна сниматься с точностью, достаточной для того, чтобы результаты измерений могли быть согласованы с теоретическими расчетами и с результатами моделирования. Это означает, что число экспериментальных точек на каждой характеристике должно быть достаточно большим, их расположение на исследуемой характеристике должно быть грамотно выбрано, а погрешности измерения входных переменных (напряжений) и выходных переменных (токов) должны быть достаточно малыми.

Из перечисленных требований вытекает необходимость очень большого числа достаточно точных измерений. Для уменьшения временных затрат эти измерения нужно автоматизировать. Наиболее простой вариант конструкции стенда и системы автоматизации получается при автоматизации только процедуры снятия характеристики прибора. При этом переход к характеристике, соответствующей другому параметру, реализуется ручным переключением. Например, снятие двух выходных характеристик биполярного транзистора, соответствующих различным значениям базового тока, выполняется по схеме: ручная установка и измерение тока базы  автоматизированное снятие первой характеристики  ручная установка и измерение второго значение тока базы  автоматизированное снятие второй характеристики и т.д. Переход к характеристикам другого транзистора производится путем простой замены транзистора в той же измерительной цепи. При такой технологии снятие достаточно большого числа характеристик, необходимых для заполнения базы данных, занимает большое время.

Затраты времени могут быть уменьшены за счет включения в стенд нескольких аналогичных измерительных цепей, коммутируемых автоматически, а также за счет автоматизации изменения параметра характеристик. Однако включение в стенд нескольких цепей потребует введения в измерительные цепи дополнительных коммутирующих устройств, а в контроллер – дополнительных линий управления конфигурацией исследуемых цепей. Введение автоматизации изменения параметра потребует включения в стенд дополнительного управляемого источника напряжения, а в контроллер дополнительного цифро-аналогового преобразователя. Соответственно, усложняются управляющие программы микропроцессора, входящего в микроконтроллер, и программное обеспечение ПЭВМ, необходимое для управления экспериментом.

Оптимальное решение должно выбираться для каждого стенда, на котором выполняется данная лабораторная работа.

Из перечня экспериментов, приведенного в п.1.2, следует также, что в составе стенда должны быть устройства, обеспечивающие изменение температуры исследуемого прибора, и датчики температуры, обеспечивающие ее достаточно точное измерение.

Совокупность этих общих требований к измерительным стендам позволяет сформулировать технические задания на разработку стендов, хотя как видно из изложенного, инженерное решение задачи разработки такого стенда не является единственным и должно приниматься после сравнения нескольких конкурирующих вариантов. Возможно, окажется целесообразным сравнить макеты нескольких стендов в режиме опытной эксплуатации.