Создание учебной автоматизированной экспериментальной установки для измерения вольтамперной характеристики фотодиода при различной освещенности. Разработка программного обеспечения, управляющего данной установкой при помощи платы сбора данных NVL-08.
Аннотация к работе
Физико-технический факультет Разработка автоматизированной установки для измерения вольтамперной характеристики фотодиода при различной освещенности Выполнил: студент 4-го курса физико-технического факультетаВ данной работе была поставлена цель создать учебную автоматизированную экспериментальную установку для измерения вольтамперной характеристики фотодиода при различной освещенности и разработать в среде программирования LABVIEW программное обеспечение, управляющее этой установкой при помощи установленной в компьютер платы сбора данных NVL-08. автоматизированная установка фотодиод освещенность Сбор, или ввод/вывод данных (Data Acquisition - DAQ) [3], упрощенно можно определить как процесс измерения реального сигнала, например электрического напряжения, и передачи этой информации в компьютер для обработки, анализа, преобразования и хранения. Например, аналоговый входной сигнал (электрическое напряжение) поступает с датчика на установленную в компьютер плату сбора данных, которая преобразует напряжение в код и отправляет эту информацию в память для обработки, хранения и других операций. Модульность структуры таких плат наряду с отсутствием необходимости применения в составе комплексов, построенных на основе плат сбора данных, узкоспециализированных устройств, предназначенных для работы с получаемой информацией (т.к. такие устройства заменяет персональный компьютер), позволяют строить дешевые и в то же время качественные системы, что способствует применению таких систем как в науке, так и для решения прикладных задач. Среди недостатков систем, построенных на основе плат сбора данных, следует отметить: их недостаточную универсальность, т.к. сама плата является законченным модулем и не подлежит модернизации (поэтому плата, используемая для решения одной конкретной задачи, может не подойти для решения другой; в случае же выхода какого-либо модуля из строя придется менять всю плату);9 ANOUT
28 GND
10 *****
29 DOUT730 DOUT631 DOUT532 DOUT433 DOUT334 DOUT235 DOUT136 DOUT0Прием байта из буфера цифрового порта (выводы 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 внешнего разъема платы NVL-08) осуществляется операцией чтения байта по адресу BASE 06h, где BASE - базовый адрес (устанавливается при поставке 300h), 06h - смещение. Выходное напряжение ЦАПА платы NVL-08 при настройке устанавливается таким образом, что максимальный размах напряжений равен /-3В, причем минимальному напряжению-3В соответствует код 0000h, записанный по адресу BASE 04h (вывод 9 внешнего разъема платы NVL-08), а напряжению 3В соответствует код 0FFFH, записанный по тому же адресу. Программное управление входным коммутатором осуществляется путем записи в регистр номера канала по адресу BASE 02h байта с кодом номера канала, напряжение на входе которого надо измерить. Глядя на рис.10, легко понять методику измерения ВАХ фотодиода: сначала на последовательно соединенные фотодиод и два резистора номиналом в R = 200 Ом подается напряжение U = 3.45·UАЦП1 (3.45 - коэффициент усиления операционного усилителя), затем измеряется падение напряжения UАЦП2 = UR на одном резисторе, после чего, зная U, UR и R, легко вычислить ток Іф, протекающий через фотодиод, и напряжение Uф, падающее на фотодиоде: Іф = UR/R, Uф = U - 2·UR. Эта программа получает код от основной программы и записывает его в буферные регистры ЦАПА платы NVL-08, подавая таким образом напряжение на последовательно соединенные фотодиод и резисторы, затем эта программа путем измерений и простых вычислений получает напряжение, падающее на фотодиоде, и протекающий через него ток.В результате выполнения данной работы: Создана на базе платы сбора данных NVL-08 учебная автоматизированная экспериментальная установка для измерения вольтамперной характеристики фотодиода при различной освещенности. При ее создании дополнительно разработан и изготовлен блок сопряжения, позволяющий управлять освещенностью фотодиода и увеличивать интервал измерения вольтамперной характеристики фотодиода (интервал напряжений).
План
Содержание
Введение
Краткое описание работы и характеристик фотодиода
Платы сбора данных
Среда программирования LABVIEW
Разработка автоматизированной измерительной установки