PROIECT EDUCA ŢIONAL - FIZICĂ

1. Achiziţie computerizată de date experimentale PROIECT EDUCAŢIONAL - FIZICĂ CURS OPŢIONAL “Modelare, achiziţie de semnal şi prelucrări de date >>

2. Am vizitat Salonului Internaţional de Invenţii, Cercetare Ştiinţifică şi Tehnologii Noi – INVENTIKA 2008 şi am fost uimiţi de performanţele soluţiilor tehnice ce au la bază tehnologia informaţiei. Am văzut cum sisteme diferite sunt conectate la computere, urmărind pe monitoare fiecare schimbare ce se produce în acele sisteme. În acest context am aflat şi de existenţa unor instrumente de măsură realizate prin soft care pot înlocui instrumente clasice scumpe … Tehnologiile digitale >>

3. Am dorit să aflăm mai multe despre modul în care este adusă realitatea în lumea cifrelor 0 şi 1. • Am dorit să aflăm cum putem realiza un instrument care să comande măsurări, să colecteze date cu mare precizie, să ni le afişeze şi să le memoreze în calculator. • Am dorit să aflăm ce echipamente sunt necesare pentru ca astfel de instrumente să colecteze date din lumea reală. Astfel, a fost lansat proiectul nostru ….. >>

4. Cum ne schimbă viaţa noile tehnologii Întrebarea esenţială a proiectului << >>

5. Etape ale proiectului 1 Cum putem aduce semnale fizice din lumea reală într-o formă ce poate fi “înţeleasă” de calculator ? 2 Cum putem programa achiziţia, prezentarea şi stocarea datelor? Întrebările unităţii de învăţare

6. Cum putem aduce realitatea într-o formă ce poate fi “înţeleasă” de calculator ? 1 Am aflat mai multe despre .... Reprezentarea informaţiei în semnale analogice şi digitale Etapele digitizării unui semnal analog Condiţii în care semnalul digital poate reproduce cât mai fidel informaţia conţinută în semnalul analog

7. 1 Semnal analog şi digital Aspecte teoretice Semnalele se clasifică prin modul în care transmit informaţia. Semnale analogice reprezentare prin funcţii continue în timp Semnale digitale reprezentare matematică printr-un cod (de exemplu cel binar)

8.  1 CONVERSIA ANALOG – DIGITAL Aspecte teoretice Transformarea unui semnal analogic în unul digital este un proces în care o funcţie continuă este adusă într-o formă discretă. Conversia A/D este un proces care implică trei operaţii: [Detalii] constă în preluarea unui semnal anlogic printr-un puls periodic care va permite trecerea semnalului doar atâta timp cât pulsul este activ eşantionare constă în interpretarea unei cantităţi continue printr-un set finit de valori discrete cuantizare este etapa de alocare a unui număr finit de biţi fiecărui nivel de reprezentare (fiecărui eşantion al semnalului). codare

9. 1 Eşantionare Aspecte teoretice Semnalele eşantionate pot fi obţinute prin procedeul Sample and Hold - eşantionare şi reţinere, folosind un circuit de eşantionare realizat în general dintr-un comutator (care se deschide pentru foarte scurt timp la momentele de eşantionare) şi un element de memorare (poate fi un condensator) pentru păstrarea constantă a valorii tensiunii semnalului până la momentul următor de eşantionare. • Valoarea momentană a semnalului eşantionat se numeşte eşantion. • Caracteristici ale semnalului eşantionat: • Intervalul de timp T dintre două eşantioane successive se numeşte perioadă de eşantionare(sampling time). • 1/T=fs se numeşte rată de eşantioanare(sampling rate) sau frecvenţă de eşantionare (se masoarăîn Hertz). Frecvenţa de eşantionare determină cât de des are loc conversia. Studiu pe model Pentru a evidenţia caracteristici ale semnalului eşantionat am realizat un studiu pe model folosind simulări în LabVIEW şi Excel. [Simulare în LabVIEW]

10. 1 Eşantionare - Simulare Studiu pe model deschide >> [Concluziile noastre >>]

11. Concluziile noastre Eşantionare optimă • Realizând un studiu pe model asupra rezultatelor eşantionării unui semnal alternativ am constat faptul că: • la rate de eşantionare mai mici decât dublul frecvenţei semnalului original (n = feşantionare/fsemnal <2), semnalul eşantionat are o frecvenţă mult diferită de a celui original; • este realizată optim această etapă a digitizării semnalului pentru n>2, pierderea de informaţie fiind cu atât mai mică cu cât raportul dintre frecvenţa de eşantionare şi a semnalului original este mai mare. [Simulare cu Excel]

12. 1 Teorema Nyquist Aspecte teoretice suplimetare Teorema Nyquist prezintă condiţiile eşantionării optime unui semnal analog în componenţa căruia pot intra mai multe frecvenţe. Pentru ca semnalul eşantionat să reproducă cât mai fidel semnalul analogic este necesară eşantionarea la o rată mai mare decât dublul frecvenţei maxime a componentei ce se doreşte a fi detectată (numităfrecventa Nyquist). De exemplu, semnalele emisiilor acustice, obţinute folosind un microfon, au frecvenţe de până la 20 kHz. Prelucrarea optimă a acestora se poate realiza cu o rată de eşantionare de cel puţin 40 kHz.

13. 1 Conversie mp3 - wav respectând teorema Nyquist Activitate practică Pentru conversie şi comprimare am folosit programul Quintessential (http://www.quinnware.com/downloads.php)

14.   1 Consecinţe ale subeşantionării Dacă frecvenţa de eşantionare este mai mică decât dublul frecvenţei maxime a semnalului original, din eşantioanele rezultate se obţine şi un semnal cu caracteristici diferite de cel iniţial, informaţia fiind deteriorată. Acest efect este cunoscut sub numele de aliere (aliassing). • În aceste condiţii: • sunetele sunt distorsionate; • imaginile au contururi neregulate şi pot fi posterizate; • în secvenţele video mişcările sunt redate sacadat. Activitate practică eşantioare optimă subeşantionare Rezultate obţinute de noi prin procesarea unor imagini

15. Prin cuantizare, valoarea analogică laun moment t este aproximată la valori ce corespund nivelelor de cuantizare. Alegând, în simulare, o reprezentare pe 3 biţi, domeniul [-4, 4] V este împărţit în 8 subnivele cu pasul de 1V. Astfel, prima valoare nenulă eşantionată este aproximată de la 2,229V la 2V, a doua de la 2,298 la 3V, a patra de la 1,763 la 2V, etc.    cuantizare 1 Cuntizarea semnalului eşantionat Aspecte teoretice Prin cuantizare, un interval de valori este reprezentat printr-un singur număr cu precizie finită. Folosind n biţi pentru a reprezentavaloarea fiecărui eşantion, domeniul de valori ale semnalului este împărţit în 2n subintervale (2n nivele de cuantizare). [Detalii] Concluziile noastre  Cu cât numărul de biţi utilizat pentru reprezentare este mai mare, cu atât eroarea de cuantizare (diferenţa dintre valoarea semnalului şi valoarea asociata prin cuantizare) este mai mică. Acest lucru va determina aproximarea infinităţii de valori ale semnalului printr-o mulţime discretă de 2n valori (distanţa dintre două nivele consecutive de cuantizare este numită pas de cuantizare). Studiu pe model [Rezultate ale cuantizării] [Simulare LabVIEW] [Concluziile noastre]

16. 1 Codare Aspecte teoretice • Folosind n biţi pentru reprezentare, prin codare pot fi reprezentateN numere pozitive cuprinse între 0 şi 2n-1: • 0 <= N <= 2n-1 • Pentru reprezentarea numerelor cu semn se utilizează un bit pentru reprezentarea semnului (denumit bit de semn), ceilalţi biţi fiind folosţi pentru reprezentarea valorii eşantionului (biţi de mărime). Concluzie: cu cât este mai mare numărul de biţi utilizat pentru reprezentarea semnalului analogic, cu atât acel semnal este redat mai fidel.

17. MPEG/Audio (Motion Picture Expres Group) reprezintă un algoritm standardizat pentru compresii audio de înaltă fidelitate bazat pe codificarea perceptivă.  1 Ce am aflat despre .... Informaţii de interes pentru noi Comprimarea sunetelor • Comprimarea sunetelor se poate realiza astfel : • amplitudinea fiecărei componente a semnalului este codificată minimal; • se elimină apoi sunetele “mascate”, pe care urechea nu le poate percepe – codificare perceptivă; • la final se aplicã algoritmi de compresie fără pierdere de informaţie. [MPEG/Audio]

18. Informaţii de interes pentru noi 1 Ce am aflat despre .... Comprimarea imaginilor Comprimarea unei imagini se poate realiza prin eliminarea unele părţi din conţinutul acesteia, astfel încât să nu fie detectată vizual, afectând într-o mai micămăsură calitatea imaginii (comprimare cu pierderi). Pentru imaginile dinamice se poate reduce cantitatea de informaţii asociate unei imagini prin faptul că porţiuni ale imaginii au aceeaşi culoare şi pot fi reprezentateprintr-un cod corespunzător acelei culori. Totodată, într-o imagine dinamică, partea imaginii care se schimbă între două cadre succesive este foarte redusă, de accea pot fi memorate decât schimbările care apar între cadre.

19. Informaţii de interes pentru noi 1 Ce am aflat despre .... Creşterea calităţii transmisiei semnalelor NOU Prin reducerea conversiilor Analog – Digital creşte calitatea semnalului recepţionat

20.  1 Avantaje şi dezavantaje ale digitizării semnalelor analogice • Principalele avantaje sunt legate de: • facilităţile de stocare şi transmitere a informaţiei • posibilitatea de prelucrare folosind sisteme de calcul. (Am prelucrat imagini digitale, am comprimat secvenţe audio, am realizat prelucrări statistice de date experimentale, etc., şi toate acestea le-am transmis rapid colegilor în format digital). • Principalul dezavantaj: • pierderea de informaţie (reducerea dimensiunii, prin prelucrare, aduce avantaje la transmiterea informaţiei, la stocarea acesteia, dar calitatea este diminuată). Activităţi practice Concluziile noastre

21.  Activitate practică 1 Conversie Digital - Analog folosind placa de sunet a calculatorului Utilizând proceduri LabVIEW pentru generare de semnal digital şi pentru comunicării cu placa de sunet, am realizat instrument muzical virtual care realizează operaţia inversă, conversia unor semnale digitale în semnale analogice (sunete) folosind convertorul Digital – Analog al plăcii de sunet. Suprapunând sunete de frecvenţe puţin diferite am obţinut fenomenul bătăilor. De asemenea, modificând caracteristici ale semnalelor digitale, am generat chiar unele secvenţe muzicale, analizând şi graficul variaţiei în timp a amplitudinilor locale ale semnalului (am folosit o rată de eşantionare de 1kHz). [Diagrama softului] Am remarcat astfel şi avantaje ale conversiei Digital – Analog, dar şi limite (secvenţele sonore nu erau “pregătite” pentru o sală de concert).

22. 2 Cum putem programa achiziţia, prezentarea şi stocarea datelor? Am aflat despre .... Principalele componente ale unui sistem computerizat de măsurare şi rolul acestora Soluţii pentru configurarea unei achiziţii computerizate de date experimentale Elemente de programare LabVIEW ce pot fi utilizate pentru realizarea unui instrument virtual

23. 2 Sisteme computerizate de măsurare cu plăci de achiziţie de date Un astfel de sistem are ca principală componentă unconvertor Analog – Digital inclus într-un device numit placă de achiziţie. Convertorul are rolul de a transforma semnalul analog într-un semnal digital, ce poate fi apoi prelucrat de calculator. Placa de achiziţie permite, prin construcţia sa, măsurarea de semnale pe mai multe canale, numărul maxim al acestora fiind o caracteristică a acelui device. Principalele componente ale unui sistem computerizat de măsurare proiectat pentru semnale de tip analog

24.  2 Rolul traductoarelor şi clasificarea acestora după principiul de funcţionare Traductoarele sunt utilizate în general pentru a transforma semnale fizice neelectrice în semnale electrice (ce pot fi aplicate sistemului computerizat). [principiu] [detalii] [detalii]

25. 2 Clasificări ale traductoarelor după mărimile detectate

26. 2 Microfonul, un traductor pentru sunete Vom exemplifica pentru un microfon clasic, compus dintr-un magnet permanent, o bobina circulară mobilăşi o membrana realizata din mase plastice. Principiul de funcţionare al acestuia este similar modului de funcţionare a urechii umane: sunetele care ajungmicrofon produc vibraţii ale membraneiacestuia, determinând, prin deplasarea bobinei de care este prinsă, generarea de semnale erlectrice prin inducţie electromagnetică. Variaţia în timp a amplitudinii semnalelor generate redă variaţia în timp a amplitudinilor sunetului captat. Calitatea sunetului este mai bunã cu cât numãrul de biţi pentru conversia Analog – Digital este mai mare şi cu cât intervalul de timp dintre captarea a două eşantioanesuccesive este mai mic (eroarea de cuantificare este datorată reprezentării printr-un număr finit de biţi a tensiunilor electrice generate).

27. 2 Scanner-ul, un traductor pentru imagini Principiul de funcţionare Scanner-ul poate converti o imagine de pe hârtie sau de pe o suprafaţă plană oarecare într-un semnal electric prin detectarea diferenţelor de strălucire a unei imagini sau a unui obiect folosind o matrice de elemente sensibile (senzori). Senzorii înregistrează date privind strălucirea fiecărui punct al unei singure linii a imaginii/obiectului. După colectarea datelor de pe o linie, se realizează deplasarea senzorii la următoarea linie care trebuie citită.

28. 2 Tableta grafică, traductor de mişcare Principiul de funcţionare Tableta grafică este un dispozitiv indicator cu funcţii similare mouse-ului. În interiorul planşetei unei tablete grafice se află o reţea de conductoare foarte fine, parcurse de pulsuri rapide de curent electric. Un electromagnet şi un amplificator amplasate în puck sau stilou vor sesiza aceste pulsuri comunicând calculatorului poziţia curentă.

29.  2 Detector de mişcare realizat de noi Activitate practică Pentru a detecta mişcări ale corpurilor, am realizat un traductor simplu folosind o bobină şi un magnet. Folosind un sistem computerizat ce a inclus şi traductorul realizat de noi, am monitorizat mişcarea oscilatorie a unui magnet în interiorul unei bobine (magnetul fiind prins de un resort), determinând astfel caracteristici ale mişcării. [Semnal înregistrat] [Prelucrare date] Utilizarea unui sistem computerizat echipat cu o placă de achiziţie NI USB 6008 ne-a permis ulterior înregistrarea semnalul obţinut prin inducţie electromagnetică. Pentru realizarea acestui experiment ne-au fost necesare atât informaţii privind performanţa plăcii de achiziţie utilizate, modalităţi de configurare a achiziţie şi soluţii pentru programarea instrumentului virtual.

30.  2 Rolul condiţionatoarelor de semnal Aspecte teoretice Într-un sistem computerizat de măsurare, condiţionatoarele de semnal, inserate, atunci când este necesar, între traductoare şi placa de achiziţie de date, au rolul de a aduce semnalul produs de traductor într-o formă acceptată de sistemul de măsurare. De exemplu, în situaţia în care se efectuează o măsurare de temperatură utilizând termocupluri este necesar ca aparatul de condiţionare a semnalului să asigure generarea unei tensiuni electrice care să compenseze tensiunea electromotoare produsă de joncţiunea rece a termocuplului (compensare hardware). De asemenea, deoarece aceste traductoare generează semnale cu tensiuni electrice extrem de reduse (50 µV / °C în cazul termocuplurilor de tip J), este necesară amplificarea semnalului - transmiterea semnalului de la traductor fără amplificare va duce la pierderea informaţiei conţinute de acesta datorită nivelului mult superior al tensiunii induse în cablurile de legătură de către interferenţele din mediul exterior.

31. Module SCXI ce conţin condiţionatoare de semnal 2 Funcţii ale condiţionatoarelor de semnal Aspecte teoretice Condiţionatoarele aduc semnalele electrice generate de traductoare într-o formã pe care placa DAQ o poate accepta. Funcţii importante Amplificarea - Semnalele de nivel mic sunt amplificate pentru a le creste rezoluţia (variatia maximã de tensiune a semnalului sã fie egalã cu maximul domeniului de intrare al convertorului A/D) Filtrarea-sunt eliminate frecvenţele nedorite dintr-un semnal (interferenţe de natură periodică). Multiplexarea- constă în transmiterea pe aceeaşi cale a mai multor semnale, provenite din puncte diferite de măsurare. Izolareasemnaleloreste o măsură de prevenire a erorilor de măsurare cauzate de legături defectuoase la masă [Detalii]

32. Intrare analogică  Funcţii Ieşire analogică Intrări pentru semnale analogice de tip analog Comunicaţii digitale Numărare / Cronometrare AI0 AI4 Intrări ale canalului 0 în configurarediferenţială: AI0 – AI4 2 Plăci de achiziţie de date Activitate practică [Detalii]

33. Număr de canale Rată maximă de eşantionare Indicatori deperformanţă Domeniul Rezoluţie Precizie de măsurare Neliniaritate Timp de stabilizare 2 Plăci de achiziţie de date Aspecte teoretice Număr de canale  numărul maxim de semnale pe care placa de achiziţie le poate prelua. Rata maximă de esantionare reprezintă numărul maxim de conversii pe care placa le poate efectua într-o secundă. Nyquist: rata de eşantionare > fmax semanalului măsurat (digitizareoptimă). Dacă se efectuează măsurarea simultan pe mai multe canale, rata efectivă de eşantionare ce corespunde unui canal este mai mică decât rata maximă de eşantionare a plăcii (< rata max/N canale). Domeniul se referã la nivelele de tensiune minimã si maximã pe care ADC le poate cuantifica. Rezolutia este numãrul de biti utilizaţi de  convertorul analogic digital (ADC) pentru reprezentarea semnalului analogic. Precizia(lăţime de cod) – variaţia minimă detectabilă a semnalului măsurat. Neliniaritate abaterea de la dependenţa liniară a valorii semnalului digital de valoarea tensiunii semnalului analogic. Timp de stabilizare timpul necesar semnalului să ajungă la convertorul analog – digital. (pentru funcţia de intrare analogică)

34. 2 Analiza performanţei plăcii de achiziţie Concluziile noastre NI USB 6008 În datele tehnice ale plăcii de achiziţie NI USB 6008 este specificată rezoluţia acesteia de 12 biţi. Această informaţie ne-a permis să analizăm precizia cu care putem măsura alegând diferite intervale de măsurare. De exemplu, precizia măsurării unei tensiuni electrice, pentru intervalul cuprins între [-10, +10]V, este de: Un alt aspect important este legat de rata efectivă de eşantionare. Placa de achiziţia NI USB 6008 admite o rată maximă de 10 000 de eşantioane/s. Dar, atunci când se realizează achiziţii simultan pe mai multe canale, rata de eşantionare ce revine unui canal este mai mică decât rata maximă de eşantionare a plăcii (< rata max/N canale).

35.  2 Activitate practică Configurarea achiziţiei Folosind utilitarul Measurement & Automation am definit task-uri (activităţi) pentru diferite achiziţii de date, stabilind caracteristici ale modului în care vor fi colectate datele: - Domeniul de măsurare (Signal Input Range) - Unitatea de măsură: V - Modul de configurare al canalului (Terminal Configuration) – Differential sau RSE. - Modul de achiziţie Pentru măsurarea t.e.m. a unei baterii de lanternă amales modul de achiziţie 1 Sample (On Demand) – este achiziţionatăşi afişată o singură valoare, iar atunci când amachiziţionat un semnal alternativ, de exemplu, am ales modul N Samples, cu o rata de eşantionare de 1kHz. [Exemplu - Configurare realizată la măsurarea t.e.m. a unei baterii de lanternă]

36.  Exemplu din Help-ul programului LabVIEW 2 Instrumentaţie virtuală Aspecte generale Instrumentele virtuale sunt programe de aplicaţie realizate pentru a comanda achiziţia de date, pentru afişarea şi stocarea acestora în calculator. În interfaţa instrumentelor virtuale elementele de comanda si cele pentru afişare a datelor măsurate au reprezentări grafice similare cu elementele corespunzătoare de pe panourile aparatelor de măsură clasice. Instrumentele virtuale folosesctraductoare şi senzori pentru a intra în contact cu mărimea fizica măsurată, eventuale sisteme de condiţionare a semnalelor şi circuite pentru conversia analog – digitală a semnalelor. Faţă de un instrument clasic, în cazul instrumentelor virtuale funcţiile de prelucrare şi analiză a valorilor măsurate, de stocare a acestor informaţii şi de transmitere a lor către utilizatorul uman sunt realizate de către computer si nu de o aparatură dedicată. [Exemplu]

37. Programul LabVIEW 2 Proiectarea unui instrument virtual Aspecte teoretice Panou frontal (fereastra utilizator) Panou diagramă (fereastra codului)

38. Procedurilor pentru comanda plăcilor de achiziţie de tip NI USB 2 Proiectarea unui instrument virtual Aspecte teoretice Proceduri DAQmx - Data Acquisition.

39. Definirea canalelor virtuale pentru măsurare 2 Proiectarea unui instrument virtual Activitate practică Exemplu Măsurarea pe două canale de tip Analog Input[detalii] În modul diferenţial, un sistem de măsurare răspunde practic la diferenţa de potenţial dintre cele două intrări ale sale (+) şi (-).

40. Achiziţie pe două canale simultan 2 Proiectarea unui instrument virtual Activitate practică Am definit şi configurat canale virtuale pentru fiecare semnal achiziţionat . Număr puncte/ canal Paleta de instrumente

41. 2 Activitate practică DAQ Assistant Pentru proiectarea rapidă a unui instrument virtual am utilizat DAQ Assistent. Acesta indică programatorului paşii necesari configurării achiziţiei. Totodată, prin utilizarea acestei proceduri diagrama aplicaţiei se simplifică. [Detalii configurare] În imagine este prezentat cu un instrument virtual foarte simplu realizat pentru măsurarea t.e.m a unei baterii de lanternă. Achiziţia acestui semnal a fost utilă în primul rând pentru analiza calitativă a nivelului semnalelor perturbatoare.

42. Grafic ondulatoriu pentru afişarea semnalului 2 Prezentarea datelor achiziţionate Soluţia noastră Activitate practică Paleta de controaleşi indicatoare (grafice) Terminalul graficului

43.  Potrivit fenomenului de inducţie electromagnetică, atunci când se produce o variaţie de flux magnetic prin suprafaţa unui circuit, se induce în acel circuit o t.e.m. a cărei valoare depinde de viteza de variaţie a fluxului magnetic : Analiza semnalelor achiziţionate fie în cazul spirei ce se roteşte între polii unui magnet, fie în cazul rotirii unui magnet în faţa unor bobine (fixate pe un cadru cilindric), a constat în determinarea perioadei, a frecvenţa şi amplitudinii acestuia pentru viteze de rotaţie diferite. Folosind un galvanometru nu putem analiza caracteristici ale semnalului şi nici stoca date! 2 1 Investigaţie experimentală Generare şi analiză de semnal Activitate de laborator [Detalii] Clasic şi computerizat Utilizarea conceptelor http://www.youtube.com/watch?v=2a_pmh6L780 http://emiliapausan.wik.is/Data_Acquisition_(DAQ)/Investigatie_de_laborator/Generare_semnal

44. 2 1 Investigaţie experimentală Caracteristica rezistorului. Determinare R Activitate de laborator Componentele montajului experimental: • două rezistoare: unul etalon, cu rezistenţa electrică cunoscută, şi un altul, a cărei rezistenţă electrică s-a determinat experimental; • sursă de tensiune reglabilă (am realizat un montaj potenţiometric); • ghidaje de câmp, întrerupător; • sistem computerizat pentru achiziţia de date echipat cu o placă de achiziţie de tip NI USB 6008. montaj experimental [1]

45. 2 1 Investigaţie de laborator Caracteristica rezistorului. Determinare R Activitate de laborator • Principiul metodei şi modul de lucru • Am măsurat tensiunea electrică la bornele a celor două rezistoare conectate în serie, pentru unul dintre aceştia fiind cunoscută valoarea rezistenţei electrice (R1). • Cele două semnale (U1, U2) au fost achiziţionate pe canale diferite, pentru fiecare fiind utilizat modul de configurare diferenţial. • Folosind valoarea tensiunii electrice de la bornele rezistorului 1 şi valoarea rezistenţei electrice a acestuia, instrumentul virtual calculează intensitatea curentului electric, aceeaşi pentru cei doi consumatori conectaţi în serie. montaj experimental [2] Rx =

46. 2 1 Investigaţie de laborator Caracteristica rezistorului. Determinare R Diagrama instrumentului virtual Instrument virtual [Diagrama]

47. U (V) I (A) 2 1 Investigaţie de laborator Caracteristica rezistorului. Determinare R Precizie mare •  • Am constatat avantaje clare ale utilizării instrumentaţiei virtuale: • timpul necesar colectării de date de max. 1- 2 min., faţă de soluţia clasică (folosind instrumentaţie clasică - ampermetru şi voltmetru, analogic sau digital) care necesită aproximativ 20 - 30 min; • precizia este mai mare (eroare relativă de aproximativ 1% comparativ cu minim 5-6%, prin utilizarea instrumentaţiei clasice) • stocarea automată de date. [Rezultate comparative: instrumentaţie virtuală şi clasică] Prelucrarea datelor – Excel (eroare relativă de 1,11%)

48. 2 1 Investigaţie experimentală Studiul circuitului RL serie (c.a.) Activitate de laborator • Pentru măsurare am utilizat două canale de achiziţie configurate în modul diferenţial: • pe un canal am măsurat tensiunea pe rezistor, uR; • pe al doilea canal am măsurat tensiunea la bornele bobinei. Investigaţie experimentală

49. 2 1 Semnale achiziţionate Activitate de laborator Măsurând intervalul de timp între momentele la care se obţin maximele/ minimele succesive am determinat defazajele Investigaţie experimentală

50. 2 1 Circuit RL serie Prelucrarea datelor Extrase din grafice (rezistenţa rezistorului este cunoscută) Analiza semnalului înregistrat a evidenţiat limite ale eşantionării determinate rata maximă de eşantionare a plăcii utilizate, de rezoluţia limitată a device-lui (12 biţi) şi de necesitatea achiziţiei simultane pe mai multe canale a unui număr mare de date. Eroarea relativă a fost ~2.5%.