Tytuł: Komputerowy system zbierania i przetwarzania danych pomiarowych.

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z komputerowym systemem zbierania danych pomiarowych oraz z możliwościami przetwarzania tych danych.

Korzystaliśmy z następującego układu pomiarowego:

Funkcje woltomierza i amperomierza pełnił multimetr o podanej niżej charakterystyce

Multimetr serii Appa 305

FUNKCJE POMIAROWE	DOKŁADNOŚĆ PODSTAWOWA
ZAKRES	APPA 305
Napięcie stałe (Vdc): 0V ~ 1000V	0,06%
Napięcie przemienne (Vac): 0V ~ 750V (40Hz ~ 100kHz)	0,50%
Prąd stały (Adc): 40 A ~ 10A	0,20%
Prąd przemienny (Aac): 40 A ~ 10A	0,80%
Rezystancja ( ): 0 ~ 40M	0,30%
Pojemność: 4nF ~ 10mF	0,90%
Częstotliwość (Hz): 40Hz ~ 4MHz	0,01%
Temperatura (sonda K): -200 C ~ 1300 C	1 C

Multimetr APPA 305

Funkcję generatora pełnił przyrząd zamieszczony na poniższym zdjęciu:

Generator PW-14

Powyższe urządzenia były połączone szeregowo z komputerem na którym zainstalowane było odpowiednie oprogramowanie.

Korzystaliśmy z programu 300 Virtual DMM który zapisywał pomiary bezpośrednio w pamięci komputera w pliku txt. Dokonaliśmy serii trzech pomiarów (w każdej po około 1000 próbek ) napięcia, częstotliwości i temperatury ustawianych na generatorze. Do obróbki tych danych (wartości średnich mierzonych wielkości , wariancji oraz odchylenia standardowego ) wykorzystaliśmy program Microsoft Exel ,który za pomocą odpowiednich instrukcji wyliczał powyższe wartości z poniższych wzorów:

W programie Microsoft Exel sporządziliśmy poniższe wykresy:

Wykres wartości napięcia dla 1000 próbek:

Wykres wartości częstotliwości dla 1000 próbek:

Wykres wartości temperatury dla 1000 próbek:

Błędy pomiarowe

Ograniczona dokładność narzędzia pomiarowego (dokładność multimetru Appa 305 opisana jest w tablicy opisującej specyfikacje urządzenia we wcześniejszej części sprawozdania) powoduje, że wskazanie narzędzia (w tym przypadku generatora niskich napięć PW-14 ) różni się od wartości prawdziwej wielkości mierzonej. Różnicę między tymi wartościami traktować będziemy jako błąd pomiarowy uzyskany podczas doświadczenia)

Wykorzystanie komputera do badań zmniejsza możliwość wystąpienia błędów nadmiernych ponieważ nasza rola graniczyła się tutaj do połączenia przyrządów układu dalej komputer sam z czytywał wyniki bez zmian układu. Pewne małe rozbieżności spowodowane są dokładnością przyrządów pomiarowych jednak są one niewielkie

Wnioski

Komputerowe zbieranie danych bardzo ułatwia pomiary i badania, skraca czas potrzebny na pobranie i zapisanie danych wartości, a jednocześnie dzięki temu iż nasze pomiary są zapisane w pamięci komputera możemy w łatwy sposób przy pomocy przeznaczonych do tego celu aplikacji dokonać odpowiedniego przetworzenia i analizy zebranych próbek. Dzięki tego typu obróbce danych możemy w łatwy sposób sporządzać wykresy, obliczać niepewności pomiarowe czy też wartości średnie badanych wielkości. W znaczny sposób skraca to czas potrzebny na dokonanie obliczeń a jednocześnie zwiększa dokładność naszej pracy gdyż większa ilość pomiarów zmniejsza wpływ pojedynczego błędu pomiarowego na całe badanie. Komputerowe przetwarzanie informacji pozwala nam zauważyć pewne zależności na sporządzonych wykresach, które bez tej obróbki mogłyby pozostać niewidoczne. Podłączenie zestawu do komputera zmniejsza również możliwość wystąpienia błędów spowodowanych np. dotykaniem urządzeń pomiarowych (Np. przy pomiarze temperatury otoczenia zbliżanie się do czujnika obok multimetru może powodować zwiększenie bądź zmniejszenie temperatury ) Uzyskane z pomiarów wyniki świadczą o dużej dokładności pomiarów (są zbliżone) oraz braku wpływu czynników zewnętrznych na układ pomiarowy. W pracach badawczych bardzo pomocne okazuje się korzystanie z arkusza kalkulacyjnego w którym za pomocą odpowiednich składni możemy w pełni zautomatyzować wyliczenia co na pewno w dużym stopniu ułatwia i przyśpiesza badanie przeprowadzone na 1000 próbek. Przy użyciu odpowiedniego oprogramowania (300 Virtual DMM) ogranicza się ono do sporządzenia odpowiedniego arkusza i przeklejaniu wyników, które w sposób obrazowy ukazują nam problematykę ćwiczenia.

---