Национальный исследовательский университет
Московский Энергетический Институт
 
 

Навигация
  Главная
  Абитуриентам
  Программа НИУ
  Структура института
  Жизнь института
  Библиотека
  Обратная Связь
  Фонд ИРЭ
  Контакты
  Система тестирования

Наш опрос
Вы узнали о нашем институте -

из прессы (журналы, газеты)
из интернета
по телевидению или радио
здесь учились родители (родственники)
друзья посоветовали
были на выставке образование
прочее
Вы увидели Трамвай МЭИ
реклама в метро



Результаты
Другие опросы

Ответов: 1690
Комментариев: 0

Логин
Логин

Пароль


Не зарегистрировались? Вы можете сделать это, нажав здесь. Когда Вы зарегистрируетесь, Вы получите полный доступ ко всем разделам сайта.

Кто на сайте
Вы Анонимный пользователь. Вы можете зарегистрироваться, нажав здесь.

Сейчас на сайте:
17 гостей
0 пользователей


Доска Почета

Кологушкина Светлана Владимировна


Наши научно-инженерные разработки и исследования
(включая программу НИУ МЭИ)

Вернуться    

ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ NATIONAL INSTRUMENTS(NI) В НАУЧНОЙ И УЧЕБНОЙ ЛАБОРАТОРИИ.

  автор доцент Крутских В.В.  

Рассматриваются вопросы применения оборудования компании National Instruments в учебном процессе, восприятие студентами и преподавателями приборов с виртуальными интерфейсами, а также использование этих приборов в научно-исследовательской деятельности.



ВВЕДЕНИЕ
В последние годы университеты получают от государства ассигнования на обновление учебной и
научной лабораторной базы. Соответственно перед кафедрами встает вопрос: какое оборудование закупать и что с ним дальше делать. С одной стороны, это очень хорошая тенденция, с другой – очень плохая, потому что окно оплаты очень узкое по временным рамкам и при этом приходится оформлять большое количество бумаг. Это способствует не
всегда качественной оценке рынка приборов и закупкам с учетом перспективного развития лаборатории.
Анализ современного оборудования показал, что на рынке присутствуют несколько групп приборов:
• отечественные (выпущенные еще во времена
СССР, складского хранения);
• отечественные (современные);
• китайского производства;
• европейского или американского производства.
Приборы складского хранения морально устарели: чаще всего в них отсутствует шина внешнего
управления, что делает их абсолютно непригодными к использованию в автоматическом и автоматизированном эксперименте. Отечественные современные приборы очень схожи по параметарам с китайскими, а иногда отличаются только торговой маркой; при этом имеют стоимость значительно выше, чем китайские аналоги. Однако по некото рым группам приборы китайских производителей оказываются на том же уровне, что и у европейских или американских производителей, стоимостью значительно ниже конкурентов.
Вопрос, какое оборудование закупать для лаборатории, встал также и на кафедре основ радиотех
ники в НИУ «МЭИ».
Критериями выбора оборудования были следующие показатели качества (ПК):
• ПК1 — удовлетворение современным по-
требностям по чувствительности и частотно-
му диапозону;
• ПК2 — возможность подключения в единую
измерительную систему;
• ПК3 — совместимость с персональными
ЭВМ;
• ПК4 — малые габариты.
Всем этим требованиям в общем удовлетворяют большинство американских, европейских и китай-
ских приборов.
Кафедра ОРТ остановила свой выбор на приборах компании NI. Технология PXI, развиваемая
компанией, позволяет объединять множество различных приборов в единую измерительную систему. При этом язык визуального программирования LabVIEW освобождает инженера от рутинной работы программиста.
Закупка оборудования осуществлена по Инновационной программе МЭИ (оборудование научной
лаборатори) и программе Национального исследовательского университета (учебно-научная лаборатория).
 

1. ПРОГРАММИРОВАНИЕ — ИНСТРУМЕНТ ИНЖЕНЕРА
Обучаясь в университете, автор доклада имел большой опыт изучения языков программирования:
начиная с Logo и Basic, заканчивая Clarion, ASM, C++, Php, Delphi. Как показала практика, каждый из языков «заточен» под определенные задачи, решать которые возможно на любом другом языке программирования, но при этом трудоемкость увеличивается в разы.
Когда возникла задача подключения нескольких разнородных устройств к компьютеру, то сразу возникли вопросы синхронизации сбора данных с этих устройств и синхронной передачи данных на регуляторы. Попытка решить эту задачу на Delphi привела к созданию многопотоковой программы и остановилась на передаче данных между двумя независимыми потоками. В итоге пришлось отказаться от автоматизации и проводить эксперимент в ручном режиме. Таким образом, был получен негативный опыт, и от программирования пришлось отказаться, поскольку задачей являлись не собственно программы, а результаты эксперимента.
Позже был проведен анализ программных сред для реализации программного обеспечения физического эксперимента. Оказалось, что язык программирования LabVIEW является оптимальным для инженера, решающего непосредственно свои задачи без углубления в нюансы системного и объектного программирования.
Бесспорно, что на языке С можно решить почти все мыслимые задачи, но для этого требуется серьезная квалификация программиста.
С точки зрения восприятия язык LabVIEW очень не похож ни на один из языков програмирования, за что и подвергается критике. Графическое представление и технология потоков данных совершенносбивают с толку классического программиста. Хотя и в нем встречаются нелогичности: например, наипростейшим образом решаемая в классическом языке программа оказывается нетривиальной.
Значительный перевес в сторону LabVIEW играют следующие характеристики: изначально ре-
шенная проблема создания параллельных потоков;множество драйверов и устройств, подключаемых к сиситеме, легкость подключения библиотек.
Кроме того, язык LabVIEW легко усваивается студентами и после прочтения двух лекций, позволяет легко решать множество задач. Наблюдения за студентами показали, что студенты, имеющие большие знания классических языков программирования, хуже усваивают графический язык, а люди, впервые сталкивающиеся с программированием,
воспринимают, наоборот, легко.


2. УЧЕБНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ МЕТРОЛОГИИ И РАДИОИЗМЕРЕНИЙ
Установка комплекта измерительного оборудо вания NI в составе генератора, осциллографа, мультиметра и блока питания (рис. 1) позволила модернизировать лабораторную базу и проводить все виды измерений, требуемые в практической работе радиоинженера.На первом этапе внедрения в учебный и научный процессы новые приборы вызвали противоречивую
оценку. Со стороны студентов — очень положительную, а со стороны преподавателей — очень отрицательную. Но по мере обучения преподвателей оценка начала смещаться в лучшую сторону.
Негативом для восприятия преподавателей послужило отсутствие каких-либо элементов управле-
ния на корпусе приборов и необходимость пользоваться програмным обеспечением, хотя оно внешне полностью повторяет реальные физические приборы (рис. 2).
 

Рис. 2. Виртуальный интерфейс прибора
 

3. НАУЧНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ
В ходе выполнения научно-исследовательских работ по направлению «Лаборатории диэлектрических структур» возникла потребность автоматиза ции измерений электромагнитного поля в открытых волноводных, резонансных и дифракционных структурах. Для этой группы работ было использовано оборудование NI: PXI-4072 (мультиметры), PXI-7350 (система перемещения) и задействованы некоторые другие блоки. В результате были разработаны программы одно-, двух- и трехмерного сканирования поля в двух режимах сканирования: амплитудной составляющей поля и амплитуднофазовой составляющей поля.
 

Рис. 3. Научный лабораторный стенд на базе оборудования NI
 

Результаты работ использованы в НИР и в программе исследований по гранту РФФИ № 11-08--1249-а.Универсальные измерительные стенды активно используются студентами при написании дипломных, курсовых и диссертационных работ, а также могут использоваться при разработках различного вида блоков радиоаппаратуры, в том числе и биомедицинского назначения.
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Переход на новое оборудование способствует улучшению качества подготовки студентов, а также
решению различных современных измерительных задач.
С учетом всего вышесказанного переход на новое оборудование и технологии измерения требуют
разработки новых учебных методологий и технологий, поэтому на кафедре было принято решение о модернизации курса метрологии и радиоизмерений с учетом новых учебных планов и нового оборудования.

NIU ©