Программа температурных испытаний. Руководство

Описание и инструкция по применению
ВВЕДЕНИЕ
Данная программа предназначена для проведения проверки датчиков ВОГ (в дальнейшем
тексте Датчиков). А именно, для измерения сдвига нуля, уровня шума и масштабного
коэффициента датчика и зависимости этих параметров от температуры. Дополнительно
контролируется работоспособность датчика при включении его на предельно низких
температурах.
Для проведения проверки датчик устанавливают в термобокс, который в свою очередь
устанавливают на поворотный стол (качающийся стенд) и подключают к РС и другой
аппаратуре в соответствии с функциональной сxемой рис1.
В РС должна быть установлена программа uMonitorTT.
Если в программе uMonitorTT уже установлены все опции, то для начала испытаний
достаточно запустить исполняемый файл uMonitor.exe , в открывшемся окне (рис.4)
- ввести серийный номер датчика (в поле Serial Number),
- ввести код датчика (в поле FOG code),
- нажать кнопку <Open>
- нажать кнопку <Auto>.
После чего программа начнет выполняться. При этом название кнопки <Open>
измениться на <Close>. Если программа выполняется, то цифровые значения параметров
Output,…SF периодически обновляются и меняется картинка в поле осциллографа.
По завершении испытаний ( или для прекращения работы программы) нужно нажать
кнопку <Close>. После чего данные испытаний будут записаны в файл с расширением *.t2
(xxxxxxxxx.t2 , где в числе «ххххххххх» содержаться данные, записанные в полях Fog Code и
Serial Number).
Для изменения опций программы и подробного ознакомления с работой программы
необходимо ознакомиться с разделом 2 -«Описание и настройка опций программы
uMonitorTT».
Рис.1а
Окно программы uMonitorTT.
1. Задачи, выполняемые программой
Программа выполняет нижеследующие задачи:
1. Прием и индикацию на табло дисплея информации, поступающей от датчика:
- выходного напряжения датчика - Ud (графическая индикация в виде
осциллограммы),
температуры
- Td (индикация в поле Temperature),
-тока
- Id (индикация в поле Current)
2.
Вычисление (измерение) и индикацию на табло дисплея параметров датчика:
-сдвига нуля –Udo (индикация в поле Output),
-уровня шума - Uш (индикация в поле Noise),
-величины масштабного коэффициента – SF (индикация в поле SF).
Величины Udo и Uш определяются при неподвижном датчике как средние величины
соответственно Udo и Uш , вычисляемые за время осреднения tt2 (равное обычно 5…20 с)
Величина SF измеряется при включенном поворотном столе. При этом датчик
приводится в режим синусоидальных колебаний с амплитудой А (град ), и периодом Tс (с),
заданными конструкцией поворотного стола.
Значение SF вычисляется как отношение амплитуды синусоидального выходного
напряжения датчика к амплитуде синусоидальной угловой скорости поворотного стола,
осредненное за 1 и более периодов колебаний датчика.
SF

Ud
(max)
A 
2
Tc
 Sin
 Sin
2
)
Ud (max)
Tc

2
2
(
)
A 
Tc
Tc
(
Для точного измерения величины периода колебаний поворотного стола Tc
фиксируются моменты перехода напряжения Ud(t) через ноль (моменты смены знака Ud(t)). А
для того что бы шумы датчика не приводили к ложным срабатываниям функции определения
перехода Ud через нуль в программе вводится время задержки (гистерезиса) tt5, когда функция
определения перехода через ноль не анализируется после фиксации первого перехода через
нуль .
Примечание: Значения параметров tt(i), i=1…10 содержаться в файле tt.ini.
Циклограмма задачи измерения параметров датчика приведена на рис.2
На выноске рис2. а) в увеличенном масштабе показан процесс остановки платформы
поворотного стола после выключения двигателя. Пауза tt1 необходима для того, чтобы
очередной цикл измерения параметров датчика начинался при полной остановки платформы
стола.
На выноске рис2.б) показана развертка процесса перехода сигнала через ноль при
наличии шумов из которой видно, что без использования гистерезиса tt5 возможны ложные
срабатывания функции перехода через ноль.
В алгоритме вычисления масштабного коэффициента с целью уменьшения
погрешностей от сдвига нуля и шумов датчика используется не само выходное напряжение
датчика, а расчетное напряжение
Udr(t)=Udc(t)- Udo ,
где
Udo - сдвиг нуля определенный на интервале tt2,
- Udc(t) сглаженное посредством цифрового фильтра напряжение Ud(t).
3. Управления поворотным столом – включение выключение колебаний платформы
поворотного стола, обеспечивающим реализацию циклограммы измерения параметров
датчика в реальном масштабе времени.
4. Реализацию алгоритма измерения параметров датчика в диапазоне температур
( охлаждение нагревание) в автоматическом или ручном режиме . Осуществляет
включение/выключение напряжения питания датчика (кнопки <Power> <ON/OFF> рис.1а),
включение/выключение нагревателя (кнопки <Heat> <ON>/<OFF> рис.1а), обеспечивая в
автоматическом режиме реализацию циклограммы проверки датчика в диапазоне
температур.
Циклограмма испытаний датчика в диапазоне температур приведена на рис3.
=12 v
PC
Азот
220 v (AC)
X1
X6
X4.1
X4.2
+12v
-12v
1 1
2 2
+H
-H
1
2
3
+5v
6
Temp 5
Gnd 4
1
2
3
6
5
4
Нагреватель
Поворотный стол
PU-4
X5
X2
+Umot 1 1
-Umot 2 2
M
TMP 36
VGхxx
Кабель
DHS15M-PLD10
(DHS15M-PBS2)
(DHS15M-DHS 15F)
(DHS15M-....)
Рис1 Схема функциональная
Термостат
б)
a)
tt1
tt5
tt2
Tc
Выключение ПС
Tc
Выключение ПС
пауза tt1
Измерение SF (tt4=2)
осреднение за 2 периода
Измерение Uo и Uш
время осреднения tt2
Ожидание первого
перехода через ноль
Включение ПС
Пауза tt3
Примечание:
Параметр tt(i) устанавливается в инифайле "tt.ini"
i=1...10 - номер строки инифайла
Рис2. Циклограмма измерения параметров Uo,Uш и SF датчика
Т°С
50°С
90°С
tt9=70°С
Заливка
азота
Аварийное выключение
питания датика и нагревателя
0°С
tt7=-30°С
Выключение питания
датчика
(с задержкой tt10=~5 с после
выключение нагревателя)
-50°С
Uдатчика
Uнагрев.
Включение питания
датчика
Выключение питания датика
(пауза) на ~5...10 минут
Включение
нагревателя
Выключение нагревателя
Включение питания
датика,если оно еще не
включено после паузы
( с задержкой tt7=~ 5 c после
выключение питания датика)
Примечание:
Параметр tt(i) устанавливается в инифайле "tt.ini"
i=1...10 - номер строки инифайла
Рис3 Циклограмма температурных испытанийиспытаний
2. Описание и настройка опций программы uMonitorTT.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Назначение
Файлы программы
Интерфейс
Входные файлы
Выходной файл
Порядок работы с программой
1. Назначение
Программа uMonitorTT (temperature test) предназначена для измерения индикации и
записи в фаил с расширением “*.t2” :
- сдвига нуля датчика;
- тока питания датчика;
- СКО шума датчика, приведенного к одной секунде;
- масштабного коэффициента датчика;
- температуры датчика.
2. Файлы программы
Программа не требует установки и располагается в каталоге ./uMonutorTT/*.*
uMonitor.exe – исполняемая программа;
aver.ini – файл настроек интерфейса;
coeff.ini – файл коэффициентов;
ComPort.ini – файл с параметрами последовательного порта;
tt.ini – файл с параметрами алгоритма;
tt.txt – файл – описание файла “tt.ini”.
3. Интерфейс
Внешний вид окна программы представлен на рис.1
Рис.1
Сверху расположен ряд кнопок:
<Open>/<Close> - для открытия/закрытия последовательного порта;
<Settings> - открывает окно настроек программы, показанное на рис.2
В этом окне устанавливаются масштабы горизонтальной Screen и вертикальной Graphic
scale разверток графика выходного напряжения, время калибровки.
Запись данных в файл “*.t2” и обновление цифровой информации на дисплее
производятся после окончания каждого цикла измерения SF,
Рис.2
<Coefficients> - открывает окно коэффициентов соответствия кодов АЦП (единица
младшего разряда) и физических величин – рис.3.
Эти данные изменять не нужно.
Рис.3
<Port> - окно настроек последовательного порта – рис.4
В этом окне могут корректироваться первые две строки.
Рис.4
<Exit> - выход из программы
Ниже панели кнопок слева направо:
FOG Code – поле ввода кода из трех цифр (а не обозначений вроде VG949P)
Serial Number - поле ввода серийного номера датчика
Оба поля должны быть заполнены до нажатия кнопки <Open>, так как формируют имя
файла данных. ( В данном случае имя выходного файла будет “000000100.t2” )
Кнопка <Auto> запускает измерения в автоматическом режиме
Кнопка <Power> позволяет проводить измерения в ручном режиме, при этом, нагреватель
включается / выключается кнопкой <Heat>
Ниже:
График зависимости выходного напряжения от времени
Правее графика – измеряемые величины:
Output – сдвиг в мВ;
Temperature – температура в градусах Цельсия;
Current – ток в мА;
Noise – шум в мкВ·√c;
SF – масштабный коэффициент в мВ/град/сек.
Измеряемые величины одновременно выводятся на экран и записываются в файл с той же
точностью.
В самом низу – статусная строка, слева направо:
Номер последовательного порта, скорость последовательного порта, время осреднения для
записи в файл, время осреднения для вывода графика.
4. Входные файлы
Файлы aver.ini, coeff.ini, ComPort.ini редактируются через соответствующие окна
программы (рис.2, рис.3, рис.4) и через текстовые редакторы их править не надо.
tt.ini – содержит параметры алгоритма измерений:
Содержание "tt.ini":
1-я строка: пауза (в сек) перед началом вычислением дрейфа;//tt1
2-я строка: время осреднения (в сек) при вычислении начального смещения и уровня
шума;//tt2
3-я строка: пауза (в сек) перед началом вычислением SF;//tt3
4-я строка: осреднение (число периодов качания стола) при вычислении SF;//tt4
5-я строка: задержка (в сек) при анализе перехода через ноль;//tt5
6-я строка: угол качания стола (амплитуда) в градусах;//tt6=A
7-я строка: нижняя температура в градусах Цельсия;//tt7
8-я строка: задержка в сек перед включением нагревателя;//tt8
9-я строка: верхняя температура в градусах Цельсия;//tt9
10-я строка: задержка в сек после выключениея нагревателя;//tt10
5. Выходной файл
Данные температурных испытаний записываются в файлы с расширением “*.t2” Имя
файла – девять цифр: шесть первых – серийный номер, три последующие – код датчика.
Формат файла “*.t2”:
Первая строка содержит информацию о коде и серийном номере, дате и времени
испытаний, времени одного цикла измерения сдвига плюс масштабного коэффициента, времени
измерения сдвига.
Далее:
1-ый столбец – сдвиг в мВ;
2-ой столбец – температура в градусах Цельсия;
3-ий столбец – ток потребления датчика в мА;
4-ый столбец – шум в мкВ*сек^0.5 – значение приведено ко времени осреднения в одну
секунду;
5-ый столбец – масштабный коэффициент в мВ/град/сек.
6. Порядок работы с программой
1. Ввести код и серийный номер датчика
2. Установить (уточнить) параметры последовательного порта
3. Нажать кнопку <Open> для открытия последовательного порта
4. Измерения можно проводить как в автоматическом, так и в ручном режиме
4.1 Для запуска программы в автоматическом режиме нажмите кнопку <Auto>.
В течение цикла испытаний будет отображаться (изменяться) график и измеряемые
данные. После завершения испытаний график и данные перестанут изменяться.
Для выхода из программы нажмите <Exit>.
4.2 Для проведения измерений в ручном режиме нажмите <Power> - будет подано
питание на датчик и начнут отображаться график и данные. Отключать питание
повторным нажатием <Power> желательно когда стол неподвижен.
Управление нагревателем – кнопкой <Heat>.
Для выхода из программы достаточно нажать <Exit>.