Während eines zweitägigen Laborunterrichts wurden diverse Messungen durchgeführt. In diesem Laborbericht werden die dort durchgeführten Messaufgaben im Detail beschrieben und dokumentiert. Zuerst wird die vorgegebene Aufgabenstellung definiert. Im Anschluss daran, ist die Durchführung der Messaufgaben der Reihenfolge nach beschrieben.
Die Aufgaben umfassen das Messen mit dem Digital-Multimeter und mit dem Digital-Speicher-Oszilloskop. Außerdem das die Programmierung und das Messen und Auswerten mit LabVIEW.
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG
1.1 ZIEL UND AUFBAU DER ARBEIT
1.2 AUFGABENSTELLUNG IM ÜBERBLICK
2 MESSEN MIT DEM DIGITALEN MULTIMETER
2.1 DIGITALES MULTIMETER ELV JT 138
2.1.1 Anschluss
2.1.2 Digit und Auflösung
2.1.3 Messbereiche und Messgenauigkeit
2.2 MESSUNG DER LEERLAUFSPANNUNG
2.3 MESSUNG DES KURZSCHLUSSSTROMS
2.4 SPANNUNGSMESSUNG AM ARBEITSPUNKT
2.5 MESSUNG DER ABGEGEBENEN LEISTUNG
2.6 WIDERSTANDSMESSUNG
3 MESSEN MIT DIGITALEM SPEICHER-OSZILLOSKOP
3.1 DIGITAL-SPEICHER-OSZILLOSKOP METEIX 6062C
3.1.1 Trigger und Single Shot
3.1.2 AC/DC/GND
3.2 FUNKTIONSGENERATOR
3.3 MESSUNG EINER SINUSFÖRMIGEN SPANNUNG
3.4 MESSUNG EINER RECHTECKFÖRMIGEN SPANNUNG
3.5 SPANNUNGSMESSUNG EINES SOLARZELLENMODULS
4 PROGRAMMIERUNG MIT LABVIEW
4.1 LABVIEW
4.2 ERSTELLEN UND ANZEIGEN VON ZUFALLSZAHLEN
4.3 INKREMENTIEREN EINES ZÄHLERS MIT EINEM BUTTON
4.4 STOPPUHR
4.5 WÜRFEL MIT STATISTIK
4.6 UMRECHNUNG VON DEZIMALZAHLEN IN DAS NEUNER ZAHLENSYSTEM
4.6.1 Mathematische Umrechnung
4.6.2 Umsetzung in LabVIEW
5 MESSEN UND AUSWERTEN MIT LABVIEW
5.1 DATENERFASSUNGSKARTE USB-6008
5.1.1 Abtastrate
5.2 KALIBRIERUNG EINES WEGSENSORS INKL. PARAMETER
5.2.1 Messaufbau
5.2.2 Aufnahme der Sensorkennlinie
5.2.3 Umsetzung in LabVIEW
5.3 KALIBRIERUNG EINES TEMPERATURSENSORS (UNTERSCHIEDE ZUM WEGSENSOR)
5.4 AUSWERTUNG EINER LICHTSCHRANKE
Zielsetzung & Themen der Arbeit
Diese Arbeit dokumentiert die Durchführung und Ergebnisse diverser Messaufgaben aus einem zweitägigen Laborunterricht im Bereich der Elektro- und Informationstechnik. Ziel ist die praktische Anwendung und Dokumentation von Messungen elektrischer Größen sowie die programmtechnische Umsetzung von Datenverarbeitungsprozessen mittels LabVIEW.
- Messung elektrischer Kenngrößen von Solarzellenmodulen
- Einsatz und Konfiguration von Oszilloskopen für Signalanalysen
- Grafische Programmierung mit LabVIEW zur Datenverarbeitung
- Kalibrierung und Auswertung von Weg- und Temperatursensoren
- Implementierung digitaler Logikschaltungen zur Signalauswertung
Auszug aus dem Buch
4.3 Inkrementieren eines Zählers mit einem Button
Zuerst werden die beiden Shift-Register mit den Konstanten “false“ und 0 initialisiert.
Der OK-Button liefert im unbestätigten Zustand “false“ und im betätigten Zustand “true“. Solange der Button unbetätigt ist, wird das “false“ Fenster der Case-Struktur ausgeführt. Der aktuell im Shift-Register hinterlegte Wert, wird dann ohne Veränderung durch die Case-Struktur geleitet, angezeigt und in das Shift-Register geschrieben. Dieser Vorgang Wiederholt sich im Takt von 1ms.
Ist der Button betätigt wird der “true“ Rahmen der Case-Struktur ausgeführt. Der im blauen Shift-Register hinterlegte Wert wird um 1 inkrementiert, angezeigt und dem Shift-Register übergeben. Dadurch ist der neue Wert für den nächsten Schleifendurchlauf gespeichert.
Zusammenfassung der Kapitel
1 EINLEITUNG: Einführung in den Laborunterricht und Definition der durchzuführenden Messaufgaben an verschiedenen technischen Komponenten.
2 MESSEN MIT DEM DIGITALEN MULTIMETER: Dokumentation der messtechnischen Erfassung von elektrischen Größen wie Spannung, Strom und Widerstand an Solarzellen und Motoren.
3 MESSEN MIT DIGITALEM SPEICHER-OSZILLOSKOP: Beschreibung des Einsatzes eines Speicheroszilloskops zur Visualisierung und Analyse von periodischen Spannungsverläufen.
4 PROGRAMMIERUNG MIT LABVIEW: Erläuterung der grafischen Programmierung in LabVIEW anhand von Anwendungsbeispielen wie Stoppuhren, Zufallszahlengeneratoren und Zahlensystemumrechnungen.
5 MESSEN UND AUSWERTEN MIT LABVIEW: Vertiefung der LabVIEW-Programmierung durch Integration von Datenerfassungskarten zur Kalibrierung und Auswertung physikalischer Sensordaten.
Schlüsselwörter
LabVIEW, Messtechnik, Multimeter, Oszilloskop, Datenerfassung, Sensorkalibrierung, Signalverarbeitung, Solarzellen, elektrische Größen, Programmierung, Wegsensor, Temperatursensor, Lichtschranke, Blockdiagramm, Frontpanel
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit umfasst die Dokumentation praktischer Versuche im Labor, die sich mit dem Messen elektrischer Größen und der PC-gestützten Datenverarbeitung befassen.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Hauptthemen sind die Messtechnik mit Multimetern und Oszilloskopen sowie die grafische Programmierung mittels LabVIEW zur Sensordatenauswertung.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die detaillierte Beschreibung der durchgeführten Messungen und der methodischen Herangehensweise an die Aufgabenstellungen im Rahmen eines Modulpraktikums.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit stützt sich auf experimentelle Messverfahren, die systematische Fehlerbetrachtung und die Implementierung von Datenfluss-Algorithmen in einer grafischen Programmierumgebung.
Was ist Gegenstand des Hauptteils?
Der Hauptteil gliedert sich in die praktische Durchführung elektrischer Messungen, die Bedienung von Messgeräten und die Entwicklung von Programmen zur automatisierten Signalauswertung.
Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit lässt sich durch Begriffe wie LabVIEW, Sensorkalibrierung, Signalverarbeitung und elektrische Messtechnik charakterisieren.
Warum wird für die Wegmessung eine Kalibrierung durchgeführt?
Um eine präzise Zuordnung zwischen der vom Sensor ausgegebenen Spannung und dem physikalischen Weg in Millimetern zu gewährleisten, da der Sensor eine spezifische Kennlinie aufweist.
Wie wird das Problem der Mehrfachinkrementierung bei einem Button gelöst?
Dies wird durch die Verwendung von Shift-Registern zur Zustandsüberprüfung oder durch das "Latch beim Drücken"-Schaltverhalten des Buttons innerhalb des LabVIEW-Codes unterbunden.
- Arbeit zitieren
- Stefan Nothdurft (Autor:in), 2017, Messen elektrischer Größen und PC-Messdatenerfassung mit LabVIEW, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/420433
