wersja mobilna
Online: 549 Piątek, 2018.06.22

Technika

Nowy rejestrator przebiegów fizycznych

poniedziałek, 14 listopada 2016 11:32

Firma L.Instruments opracowała rejestrator wolnozmiennych przebiegów fizycznych oznaczony mR4, którego atrakcyjną zaletą jest możliwość pomiaru wielu różnych wielkości w odpowiednich jednostkach miary.

Tabela. Zakresy i rozdzielczość

Kieszonkowe wymiary (115×70×45 mm) ułatwiają przenoszenie i stosowanie w warunkach terenowych, przy czym wbudowany odbiornik GPS precyzyjnie podaje pozycję miejsca pomiaru. W ten sposób np. jadąc samochodem, można bieżąco kontrolować natężenie oświetlenia ulicznego, a potem analizować wyniki z wykorzystaniem map Google.

Rejestrator oferuje cztery jednakowe, niezależne, galwanicznie separowane kanały pomiarowe o czterech zakresach i wysokiej rozdzielczości do stabilnego wykorzystania w laboratorium i przenośnie w terenie. Wyniki pomiarów są zapisywane na karcie pamięci microSD w postaci plików tekstowych *.csv, łatwo interpretowanych przez popularne arkusze kalkulacyjne.

Fot. tytułowa: Rys. 1. Rejestrator mR4, obok wtyczka inteligentna (pokrywa zdjęta)

Współpraca z komputerem

Użytkownik nastawia rejestrator i odczytuje wyniki pomiaru za pomocą notebooka/komputera stacjonarnego albo tabletu/smartfona z odbiornikiem Bluetooth. Wyposażenie rejestratora obejmuje program komunikacyjny mRgui (Windows) dla notebooka/komputera/tabletu oraz program mRdroid (Android) dla tabletu/smartfona. Oba programy umożliwiają obserwację przebiegu pomiaru w czasie rzeczywistym.

Próbkowanie

Rys. 2. Panel "pomiary": górne okno: w kanale K2 wilgotność [%RH] zielony, w kanale K3 temperatura [°C] czerwony. Dolne okno: w kanale K1 napięcie [mV] żółty, w kanale K4 ciśnienie [kPa] niebieski. Po lewej wykresy, po prawej wartości chwilowe w chwili wskazywanej przez kursory

Kanały są próbkowane synchronicznie. Krok próbkowania sygnału jest stały 1/8 s, krok zapisu i wyświetlania nastawiany wg potrzeb jako stały lub zmienny. Zapis z krokiem zmiennym stosuje się, gdy chodzi o uchwycenie jakiegoś niestandardowego zdarzenia w nieznanej chwili, dzięki czemu można uniknąć długich plików danych utrudniających interpretację w czasie wielodniowej rejestracji.

Zapis z krokiem zmiennym charakteryzują dwa stany: zapis z wybranym krokiem wolnym i zapis z wybranym krokiem szybkim. Kryterium zmiany szybkości próbkowania stanowi przekroczenie wartości bezwzględnej (modułu) wielkości fizycznej mierzonej w wybranym kanale i wtedy wartość progowa jest nastawiana w odpowiednim polu.

Próbkowanie:

  • z krokiem stałym: 1/8, 1/4, 1/2, 1...1800, 3600 s
  • z krokiem zmiennym szybkie: 1/8, 1/4, 1/2, 1 s,
  • z krokiem zmiennym wolne: 2, 3...1800, 3600 s.
Cechy charakterystyczne
  • Każdy kanał zawiera oddzielny 24-bitowy przetwornik ADC typu Σ-Δ.
  • Napięcie próby separacji analogowych części kanałów pomiarowych: 1000 V.
  • Precyzyjny mikrowoltomierz zakres: ±18 mV.
  • Pomocnicze napięcie czujników/przetworników dostępne na zaciskach wtyczki: +5V.
  • Wbudowany GPS: precyzyjny znacznik czasowy do synchronizacji, określenie pozycji geograficznej miejsca pomiaru, pomiar prędkości rejestratora w ruchu, zapis danych GPS.
  • Wymienna karta pamięci microSD: system plików FAT32.
  • Interfejsy: USB (klasa mass storage, odczyt plików rejestracji), Bluetooth (wizualizacja przebiegów, nastawy).
  • Zasilanie: wewnętrzne: akumulator 2×AA 1,2 V, 8 ÷ 24 h, zewnętrzne: 6 V.
Uniwersalne zastosowanie

Rys. 3. Zasada kalibracji kanału pomiarowego: u - napięcie, y - mierzona wielkość fizyczna. Na charakterystyce czujnika zaznaczono punkty kalibracji

Rejestrator może mierzyć np. temperaturę, ciśnienie, siłę, wilgotność, napięcie, prąd, natężenie oświetlenia albo inne wielkości fizyczne w dogodnych jednostkach miary, np. temperaturę w °C lub K, ciśnienie w hPa, psi, mmHg, napięcie w V, mV, µV, prąd w mA i A. Po wykonaniu pomiaru jednej wielkości można w prosty sposób za chwilę przejść do pomiaru innej.

W tym celu należy wykalibrować rejestrator według liniowej - lub w pewnym przedziale linearyzowanej - charakterystyki czujnika/przetwornika mierzonej wielkości. Każdy kanał jest kalibrowany osobno. Program mRgui umożliwia wprowadzenie równania prostej kalibracji (rys. 3 i 4) wyznaczonej za pomocą dwóch punktów charakterystyki czujnika (u0, y0) i (u1, y1), gdzie u0 i u1 - mierzone napięcia w zakresie wybranym przez dołączenie czujnika, a y0 i y1 - odpowiadające tym napięciom wartości wielkości fizycznej, wyrażonej w dowolnych jednostkach. Wartości te wpisuje się do równania:

gdzie: y - wyliczona wielkość fizyczna, u - mierzone napięcie czujnika, współczynnik kierunkowy:

wyraz wolny:

Rejestrator jest przeznaczony do pracy w komplecie złożonym z przyrządu i wtyczki inteligentnej, która ułatwia obsługę. Wtyczka zawiera zespół zacisków, do których dołącza się przewody czujników lub przewody do pomiarów napięciowych.

Rys. 4. Panel "kalibracja" kanału pomiarowego K3 na przykładzie pomiaru temperatury (opis), w stopniach Celsjusza (jednostka Y). Górny limit Y = 133.294°C odpowiada napięciu 290.50000 mV,

Wtyczka ponadto jest wyposażona w nieulotną pamięć EEPROM, w której można zapisać informacje inicjujące pracę rejestratora oraz wyniki kalibracji czujników/przetworników, dzięki czemu raz wpisane do wtyczki nastawy mogą być aplikowane automatycznie bez ingerencji obsługi.

Unika się w ten sposób ponownego wpisywania nastaw przed każdym kolejnym pomiarem. Uniwersalna wtyczka WU należy do standardowego wyposażenia. Jeżeli w praktyce stale stosuje się kilka powtarzanych programów pomiarowych, to warto każdy z nich wpisać do oddzielnej, dodatkowo zakupionej wtyczki.

Wymiana wtyczki natychmiast zmieni rejestrator mierzący np. temperaturę, ciśnienie i wilgotność w przyrząd mierzący np. prąd, napięcie, moc lub obliczający rezystancję mierzoną metodą techniczną. Specjalne wymagania użytkownika mogą być zrealizowane w postaci wtyczki dedykowanej WD wykonanej na żądanie (opcja).

L.Instruments
www.linstruments.com.pl