Управляющие и регистрирующие инструменты

 

На каждой измерительной схеме присутствует свой набор инструментов. При наведении курсора на элемент схемы, он меняет свое начертание со стандартной «стрелки» на «указывающую руку». Если теперь нажать на левую кнопку «мыши», соответствующий инструмент становится видимым.

Примечание. Даже если регистрирующий инструмент невидим, измерения все равно производятся и могут быть записаны в рабочую тетрадь при нажатии соответствующей кнопки в области управления рабочей тетрадью.

Все инструменты, реализованные на стенде можно разделить на управляющие и регистрирующие. Управляющие инструменты – это инструменты, связанные с источниками воздействия; регистрирующие инструменты – это измерительные приборы, которые представляют измеренные данные. Ниже описаны все имеющиеся инструменты.

Образец

Окно, соответствующее этому инструменту, предназначено для отображения информации об объекте исследования (рис. 34).

 

Рис. 34. Окно с параметрами образца

Нагреватель

Предназначен для включения (выключения) нагрева (см. рис. 30).

Чтобы включить (или выключить) нагреватель, следует щелкнуть на выключателе левой кнопкой «мыши». Светодиод индицирует состояние включения (выключения) нагрева.

Примечание. Если температура достигает предельной для измери­тельного блока, нагрев автоматически выключается независимо от положения выключателя.

Частотомер

Измеряет частоту переменного сигнала (см. рис. 30).

Электронный осциллограф

Предназначен для измерения зависимости напряжений, пропорциональных напряженности электрического поля и заряду на конденсаторе С0. В зависимости от схемы измерений, осциллограф отражает либо зависимость сигналов от времени, либо зависимость сигналов друг от друга (петля гистерезиса) (рис. 35).

В углах области визуального представления измеренного сигнала расположены элементы управления масштабом вывода на экран . Они позволяют легко изменять область представления кривых.

Если размер экрана осциллографа слишком мал, а Вам требуется рассмотреть характеристику более внимательно, можно воспользоваться кнопкой увеличения рабочей панели осциллографа . Нажав кнопку , можно вернуться к первоначальному представлению прибора.

 

Рис. 35. Два режима работы осциллографа

 

При измерении петли гистерезиса в правом нижнем углу приборной панели появляются две кнопки: и . Эти кнопки предназначены для того, чтобы запомнить (стереть) экстремумы петли гистерезиса. Изменяя амплитуду сигнала с помощью потенциометра, расположенного на передней панели измерительного блока, и используя возможность запоминания, можно получить основную кривую поляризации сегнетоэлектрика. На экране осциллографа она будет отображаться желтым цветом (см. рис. 36).

Конечно, таких элементов управления нет на реальных осциллографах, но для данных конкретных измерений они более удобны.

При перегрузке прибора цвет кривой изменяется на красный.

 

Рис. 36. Получение основной кривой поляризации

Обратите внимание, что при записи данных записываться будут сразу несколько строк значений, а при наличии основной кривой поляризации в таблицу будут записываться данные именно этой кривой, а не петли гистерезиса.

Измеритель C, tg Δ

Предназначен для измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь образца (рис. 37).

 

Рис. 37. Измеритель C, tg Δ

 

При измерении активная и реактивная составляющие проводимости представляются соединенными параллельно. Реактивная составляющая проводимости представлена в виде емкости и измеряется в нФ, tg Δ измеряется тем точнее, чем дальше петля гистерезиса от насыщения.

Звуковой генератор

Предназначен для формирования синусоидального напряжения с частотой 50 Гц. Этот элемент не имеет своего окна на экране компьютера, потому что изменение амплитуды сигнала осуществляется вручную при помощи переменного резистора, ручка которого расположена на лицевой панели измерительного блока (см. рис. 28).

 

Рабочая тетрадь

 

Предназначена для ведения текущих записей результатов измерений, расчетов, построенных на полученных результатах, и построения графиков. Все данные рабочей тетради хранятся в базе данных. База данных – это файл с расширением *. mdb, расположенный в папке «Data». Каждой рабочей тетради соответствует свой файл с уникальным названием.

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.

Таблицы

В этой части рабочей тетради в первую очередь представлены значения измеряемых величин и расчетных величин, полученных на основе измеряемых. Эти значения оформлены в виде таблицы, расположенной в нижней части окна (см. рис. 38).

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

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

– параметры объекта исследований;

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

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.

 

Рис. 38. Вкладка «Таблицы» в рабочей тетради

 

Кнопка позволяет редактировать название измерения. При нажатии на нее появляется окно для ввода названия (рис. 39).

 

Рис. 39. Редактирование названия измерения

 

В правой верхней части окна рабочей тетради находится панель управления измерениями. 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 окно ввода с названием.

Записать – записывает одну (или несколько, если включен осциллограф) строку 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. Аналогичный эффект наблюдается при перемещении на другое измерение.

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

Формулы

В этой части рабочей тетради в первую очередь представлены выражения, с помощью которых производятся расчеты.Выражения строятся на основе измеренных данных и уже существующих выражений. Список всех формул, доступных в данном измерении (под измерением понимается один эксперимент, в котором получены одна или несколько строк с данными), располагается в центральной части окна рабочей тетради (см. рис. 40).

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. В случае, если идентификатор представляет собой экспериментальное значение, вместо выражения во второй колонке стоит слово «измерение».

Выражения могут быть скалярными и векторными. В первом случае в выражении не содержится ни одного векторного идентификатора, оно имеет одно значение, которое и представлено в колонке результата. Если выражение векторное, это значит, что оно имеет несколько значений, которые отображаются в таблице, расположенной внизу окна рабочей тетради. В этом случае в колонке результата (третьей) ставится знак […]. Все экспериментальные результаты – векторные. Если в формуле присутствует хоть один векторный идентификатор, то все выражение становится векторным.

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

Если в формуле содержится ошибка, то строка в списке выделяется красным цветом. В формулах могут присутствовать только идентификаторы, расположенные выше по списку.

 

Рис. 40. Вкладка «Формулы» в рабочей тетради

 

Графики

В этой части рабочей тетради представлены графики, построенные как по измеренным данным, так и по результатам расчетов (см. рис. 41).

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 графиками. 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.

 

Рис. 41. Вкладка «Графики» в рабочей тетради

Кнопка позволяет редактировать название графика. При нажатии на нее появляется окно для ввода названия (см. рис. 39).

В правой верхней части окна находится панель управления графиками.

 

Обработка результатов

 

Обработка результатов измерений возможна как после окончания записей измерения, так и в любое другое время. Программное обеспечение предоставляет возможность:

1) провести вычисления и получить новые данные из измеренных величин с помощью построителя выражений;

2) представить результаты в графическом виде при помощи специального инструмента редактирования графиков;

3) сформировать отчет.

 

Построитель выражений

 

Предназначен для работы с выражениями, которые строятся на основе измеренных данных и уже существующих выражений.

Выражение можно либо составить с помощью кнопок, либо непосредственно в строке ввода с помощью клавиатуры (если Вы уже представляете особенности синтаксиса). Размерность выражения в расчетах не участвует. Она нужна для информации экспериментатора и для обозначения осей графиков. Однако пустой быть не должна, – если величина безразмерная, следует ввести какое-нибудь обозначение этого, например «б/р» (см. рис. 42).

 

Рис. 42. Построитель выражений

 

Назначения встроенных функций в построителе выражений понятны по их названиям.