CC BY
7
21. Koltygin D.S., Anikina E.M., Koltygin S.D. The use of virtual reality technologies in education // Annali d'Italia. 2022. № 28-1. P. 48 - 50.
22. ShinzhinaD.M. Virtualrealityineducation // Информация и образование: границы коммуникаций. 2022. № 14 (22). P. 136 - 137.
Славин Олег Анатольевич, д-р техн. наук, главный научный сотрудник, oslavin@isa.ru, Россия, Москва, Федеральный исследовательский центр "Информатика и управление" Российской академии наук
APPLIED ASPECTS OF APPLICATION OF TECHNOLOGIES OF VIRTUAL AND ADDED REALITY IN
EDUCATION
O.A. Slavin
The article presents conclusions from the analysis of virtual and augmented reality technologies with an emphasis on applied aspects and potential applications of such technologies in education.
Key words: virtual reality, augmented reality, pedagogical informatics, virtual object, content.
Slavin Oleg Anatolyevich, doctor of technical sciences, chief researcher, oslavin@isa.ru, Russia, Moscow, Federal Research Center "Informatics and Management" of the Russian Academy of Sciences
УДК 006.91
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-9-38-43
ЭКОНОМИЧНЫЙ ПОДХОД К АВТОМАТИЗАЦИИ ПОВЕРКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
И.А. Ходжаев, А.М. Соловьев, А.Г. Дубровин
Автоматизацию сличения полученной при измерениях формы цифрового импульса и установленной по G.703 маски предлагается реализовать с использованием цифрового осциллографа, сохраняющего данные измерений на USB-носитель.
Ключевые слова: поверка средств измерений, параметры цифровых сигналов, маска прямоугольного импульса в соответствии с рекомендацией G.703, USB накопитель, среда графического программирования LabVIEW.
В соответствии Федеральным Законом от 26 июня 2008 года № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» под поверкой средств измерений понимается совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерений метрологическим требованиям.
При этом сам перечень средств измерений, поверка которых осуществляется только аккредитованными в установленном порядке в области обеспечения единства измерений государственными региональными центрами метрологии устанавливается постановлением Правительства Российской Федерации [1] в соответствии со статьей 13 упомянутого выше Федерального закона.
Поверку средств измерений органы государственной метрологической службы проводят в стационарных поверочных лабораториях, в передвижных поверочных лабораториях, непосредственно на предприятиях путем командирования государственных поверителей на предприятия, на контрольно-поверочных пунктах предприятий, изготовляющих и ремонтирующих средства измерений или во временных отделениях [2].
Как правило, если в настоящее время укомплектованность эталонами перечисленных мест проведения поверок отвечает современным требованиям, что подтверждается результатами пятилетних аккредитаций, то процесс сличения полученных результатов измерений с эталонными значениями нередко осуществляется вручную, при этом возможны ошибки по вине технического персонала, который производит сличение «на глаз».
В первую очередь это относится к поверке средств измерений, предназначенных для измерений параметров цифровых сигналов. Параметры одиночного импульса в соответствии с рекомендациями Международного союза электросвязи МСЭ-Т G.703 насчитывают более 14 позиций (рис. 1).
Чтобы оценить их численно, а не «на глаз», а также выяснить, есть ли некоторый запас по заданным значениям параметров, требуется автоматизация получения результатов сличения формы цифрового импульса, полученного на экране измерительного прибора и маски, соответствующей указанным рекомендациям G.703.
Автоматизацию сличения полученной при измерениях формы цифрового импульса и маски предлагается реализовать с использованием следующего подхода.
Этот подход предусматривает использование для проведения поверки эталонных средств измерений с последующей передачей результатов измерений, например, в среду графического программирования LabVIEW с реализацией в ней соответствующей эталонной маски и процедуры автоматического сравнения с ней полученных результатов измерений указанных выше параметров цифрового импульса.
269 не
Рис. 1. Маска прямоугольного импульса в соответствии с рекомендацией G. 703
Сложность реализации данного подхода заключается в необходимости передачи результатов измерений с измерительного прибора на компьютер, имеющий указанную среду графического программирования. Измерительный прибор должен обеспечивать возможность подключения к внешнему персональному компьютеру через стык USB. Предлагается использовать цифровой запоминающий осциллограф (например, АКИП 4115/6) с возможностью сохранения результатов измерения на внешний USB-носитель. Методика передачи информации о форме измеренного цифрового импульса от АКИП 4115/6 в компьютер для сравнения его параметров с заданной маской состоит в следующем:
1. Подать на осциллограф в гнездо «КАН1» измеряемый цифровой сигнал и получить на экране АКИП 4115/6 изображение одиночного цифрового импульса.
2. Подключить к гнезду USB (на передней панели АКИП 4115/6) USB накопитель.
3. Сохранить полученное изображение цифрового сигнала в *. CSV формате на вставленный флеш-накопитель, извлечь его и перенести этот файл данных на компьютер с установленным программным обеспечением LabVIEW.
4. На персональном компьютере открыть пустой лист программы Microsoft Office Excel, перейти во вкладку «Данные» и выбрать загрузку «Из текста» (рис. 2).
Рис. 2. Открытый пустой лист программы Microsoft Excel
5. В появившемся диалоговом окне выбрать соответствующий файл с расширением *.CSV и нажать кнопку «Импорт» (рис. 3).
6. В появившемся окне необходимо выбрать номер строки, с которой начинается импорт (первая строка, в которой нет слов, а только два числа). На рис. 4 такой строкой является 11.
7. Выбрать в качестве символа-разделителя запятую и перейти на следующую вкладку с помощью кнопки «Далее» и (рис. 5).
8. Для всех столбцов кроме последнего в колонке форматов данных выбрать «Пропустить столбец», а для последнего общий и нажать на кнопку «Готово» (рис. 6).
9. Получив столбец с данными, характеризующими показания прибора, выделить весь столбец и произвести замену точек на запятые с помощью кнопки «Найти и выделить» на главной вкладке (рис. 7). Далее «Правка» и «Заменить».
ГУ| Импорт текстового файла ш
ш " \*f 1 Паше CSV pj
Упорядочить * Новая папка ш - а ®
Загрузки Ш Недавние места Я Рабочий стол
Имя файла: АОЗДООО!
Дата изменения Тип
з
гговые Файлы
Сервис *
Импорт
Рис. 3. Импортирование файла *.CSVв программу Microsoft Excel
Мастер текстов (импорт) - шаг 1 из 3 | V ||»£3м|
Данные восприняты как список значений с разделителями.
Если это верно, нажмите кнопку "Далее >"г в противном случае укажите формат данных. Формат исходных данных Укажите формат данных:
■Й) |с разделителями! - значения полей отделяются знаками-разделителями
О фиксированной ширины - поля имеют заданную ширину Начать импорт со строки: 11 Формат ^айла: 936 : Китайская упрощенная (662312)
Предварительный просмотр файла F:\23 кафедра\эа6ота\А051000\АС500003.С5У.
Отмена ] | Далее > | [ Готово^
/
tfcdel Number,□□ -4115 /6,,-0.00000224500,0.00 erial Number, 011200 60000272, r -0. 00000224400 , 0 . 0S000 Software Version,2.06.Q2.13RQ1,,-0.00000224300,0.00 -0.00000224200,0.00 -0.00000224100,0.00
Рис. 4. Импортирование файла *.СБУ шаг 1 из трёх
Мастер текстов (импорт) - шаг2 изЗ
Данный диалог позволяет установить разделители для текстовых данных. Результат выводится в окне образца разб ора.
Символом-разделителем является:
[V] знак табуляции
I I точка с запятой
запятая
I I [рробел!
О аругой:
Образец раз5ора данных
I | Считать последовательные разделители одним Ограничитель строк: г ▼
io de 1 Numbe г erial Number o-ftware Version
XI -4115 /6 Э1120060000272 .06.02.13Й.01
0.00000224500 0.00000224400 0.00000224300 0.00000224200
0.00 Э.ОВООО D .00 D .00
[ Отмена | [ < Назад № Далее > Готово |
Рис. 5. Импортирование файла *.CSV шаг 2 из трёх
ЯМ"
Мастер текстов (импорт) - шаг3 из 3
Данный диалог позволяет установить для каждого столбца формат данных. Формат данных столбца
© общий G хекстовый Г) дата: ДМ Г
"Общий" формат является наиболее универсальным. Для значений этого формата осуществляется автоматическое преобразование числовых значений в числа, дат -в даты, а всех прочих значений - в текст.
Подробнее...
Образец разбора данных
к™™™™ In en vc тит -. Toonv [foonvc ТИТ -.
Model Number Serial Number Software Version H -4115 /6 D1120060000272 2.06.02.13R01 -0.00000224500 -0.00000224400 -0.00000224300 -0.00000224200 -0.00000224100 0.00 0.08000 0.00 0.00 0.00
< I
[ Отмена ] [ < Назад ] ^ Готово
Рис. 6. Импортирование файла *.CSV шаг 3 из трёх
40
lS' У т • Книг«1-МкгенП End
Г ^ Бшаы Fawni гтрмщн eopufiu Дuutuf Friiruvpaianur Ец- M^rpediu Пгргыдчш ИНЖП
< . --н*- г — -Bis I: ^ [л\
КИ» I i i Ш- А 4 ■ " 41- Ч» » . —■ *»»■•■»»£■»■ _ «
■/ Нмпчшнк- истаЬяад- wwc- i
f # H Й Q affl
Рис. 7. Замена разделительных точек цифровых данных в Microsoft Excel
10. Построить график для первых 500 значений (если на графике будет отрицательный импульс, то использовать для построения значения от 500 до 1000), и путем наведения курсора на ту часть импульса, где он является установившимся, определить его значение (рис. 8).
2,5000000000
2,0000000000
11. Произвести нормирование значений, для чего разделить каждое число из столбца на число, определенное в прошлом пункте (в данном примере на 1,76) и умножить на три (данное действие произвести для первых 500 или вторых 500 значений, в зависимости от местонахождения импульса).
12. Далее необходимо перенести полученные значения в файл с расширением *.Ш. Этот переформатированный файл можно посмотреть в приложении «Блокнот» (рис. 9).
Файл Правка Формат Вид Справка
0
0,136363636
0,136363636
0,136363636 -
Рис. 9. Просмотр результатов измерений в приложении «Блокнот»
13. После открытия в LabVIEW файла с маской по рекомендации 0.703, загрузить данные измеренного импульса (файл *М) через функцию вызова диалогового окна (рис. 10).
14. Выбрать в окне «Изменение сдвига» такое значение, чтобы импульс укладывался в 488 отсчетов по оси ординат (в данном примере это значение равно 1,79). Для синхронизации маски и импульса необходимо в текстовом файле добавить или убрать определенное количество нулевых значений, чтобы добиться того, чтобы импульс занимал примерно 244 отсчета, а его центр был примерно над отсчетом номер 244. Результат сравнения маски и импульса выводится на экран среды графического программирования LabVIEW. Если измеренный импульс не выходит за пределы установленной маски, загорается зеленый индикатор «Импульс удовлетворяет требованиям» (рис. 11).
Если индикатор не загорится, то курсорными измерениями в среде LabVIEW можно численно оценить параметр одиночного импульса (см. рис. 1), который вышел за пределы допустимых значений. Такой подход позволяет при измерении параметров цифровых сигналов использовать массово применяемые в подразделениях типовые цифровые осциллографы АКИП 4115/6 и типовые, не слишком высокопроизводительные ПЭВМ.
Рис. 10. Графики импульса и маски до синхронизации
Itafiu ** 3 В 1
Рис. 11. Графики импульса и маски после синхронизации
Таким образом, при дефиците материальных средств, без дополнительных затрат на приобретение новых дорогостоящих средств измерения и новых компьютеров, можно проводить сличение (поверку) эталонных цифровых параметров на уже имеющемся в подразделении (в поверочной лаборатории) оборудовании.
Список литературы
1. Постановление Правительства Российской Федерации от 20 апреля 2010 г. № 250 (ред. от
06.10.2021) «О перечне средств измерений, поверка которых осуществляется только аккредитованными в установленном порядке в области обеспечения единства измерений государственными региональными центрами метрологии» [Электронный ресурс] URL: http://government.ru/docs/oU/72146 (дата обращения:
12.04.2022).
2. ГОСТ 8.513-84 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения. М.: Издательство стандартов, 1988. 11 с.
Ходжаев Ильмир Абдуллаевич, канд. техн. наук, доцент, hia205916@gmail.com, Россия, Орел, Академия ФСО России,
Соловьев Александр Михайлович, канд. техн. наук, доцент, solowjevam@mail.ru, Россия, Орел, Академия ФСО России,
Дубровин Александр Георгиевич, канд. техн. наук, Россия, Орел, Академия ФСО России
COST-EFFECTIVE APPROACH TO A UTOMATION OF VERIFICATION MEASURING INSTRUMENTS
I.A. Khodzhaev, A.M. Solovyov, A.G. Dubrovin
Automation of the comparison of the digital pulse shape obtained during measurements and the mask installed according to G.703 is proposed to be implemented using a digital oscilloscope that stores measurement data on a USB drive.
Key words: verification of measuring instruments, parameters of digital signals, rectangular pulse mask in accordance with recommendation G. 703, USB drive, LabVIEW graphical programming environment.
Khodzhaev Ilmir Abdullayevich, candidate of technical sciences, docent, hia205916@gmail.com, Russia, Orel, Academy FSO of the Russian Federation
Solovyov Alexander Mikhailovich, candidate of technical sciences, solowjevam@mail.ru, Russia, Orel, Academy FSO of the Russian Federation,
Dubrovin Alexander Georgievich, candidate of technical sciences, hia205916@gmail.com, Russia, Orel, Academy FSO of the Russian Federation
УДК 621.9.048
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-9-43-46
РАЗРАБОТКА ГЕНЕРАТОРА ИМПУЛЬСОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОГО СТАНКА С СИСТЕМОЙ РЕГУЛИРОВКИ ТОКА
Н.О. Кирянов
В данной статье предложен генератор импульсов с встроенной системой регулировки тока для электроэрозионного станка. В основе метода контроля заложено управление током в разрядном контуре посредством программного ПИД-регулятора.
Ключевые слова: электроэрозионная обработка, генератор импульсов, управление током.
В настоящее время метод электроэрозионной обработки (ЭЭО) для производства токопрово-дящих деталей различной формы и сложности продолжает оставаться востребованным [1].
Цель работы - создание генератора импульсов для электроэрозионного станка с системой контроля и регулировки тока.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1) проектирование силовой части электроэрозионного станка;
2) разработка алгоритма функционирования модуля формирования импульсов в электроэрозионном станке;
3) разработка алгоритма работы микропроцессорного блока управления для системы контроля и регулировки тока.
Практическая ценность заключается в повышении электробезопасности и энергоэффективности системы. Данная система направлена на:
1) использование современной элементной базы с целью упрощения и удешевления;
2) улучшение рабочих характеристик электроэрозионного станка за счет контроля процесса разряда в межэлектродном промежутке.
Принципы работы электроэрозионных станков. Станки для электроэрозионной обработки независимо от конструкции работают на эффекте - расплавления и испарения микропорций материала в основном под тепловым воздействием импульсов электрической энергии. Эта энергия выделяется в канале разряда между поверхностью обрабатываемой детали и электродом-инструментом, погруженным в жидкую диэлектрическую среду. Следующие друг за другом импульсные разряды производят выплавление и испарение микропорций материала. Продукты обработки - частицы расплавленного материала выбрасываются из зоны обработки развивающимся в канале давлением.
Генератор импульсов с возможностью реализации управления током. На основании структурной схемы (рис. 2), предложенной в работе, можно спроектировать генератор импульсов в который будет включена предложенная система контроля и регулировки тока. Данный генератор должен позволять работать на одном станке в разных режимах обработки заготовки, а также точно следовать заданным параметрам импульсов [2].
