Аеродинамічна труба ТАД-2
Технічні дані

8. Система збирання та обробки інформації

8.1 Базова система

8.1.1 Апаратні засоби

Система вагових досліджень реалізована на сучасній ПЕОМ та включає багатофункціональну плату розширення PcLabCard-711 з 8-канальним 12-розрядним 25-мкс АЦП, 12-розрядним ЦАП, 16 каналами дискретного вводу та 16 каналами дискретного виводу.
Для дренажних досліджень аеродинамічна труба оснащена багатоканальною (256 датчиків) автоматизованою системою збору й обробки інформації, що забезпечує автоматичну обробку даних у темпі експерименту. До складу кожного вимірювального каналу входять датчики тиску типу MPXV5004G (фірма Freescale Semiconductor, США) та 16 розрядний АЦП 16 канальної інтерфейсної плати PCI-6221 ( National Instruments, США) для введення аналогової інформації автоматизованої підсистеми. За допомогою вимірювального каналу виконується вимірювання статичного тиску в дренажних точках моделі ділянки житлового масиву. Дренажні точки приєднуються до датчиків тиску за допомогою трубок, довжина яких досягає 12 метрів. У разі необхідності досліджень пульсаційних складових довжина трубок робиться мінімальною, а блок датчиків розташовується безпосередньо в моделі.

8.1.2 Програмне забезпечення

Програмне забезпечення вагових досліджень написане на мові програмування С++ і включає програми проведення експериментів різних типів, що працюють зі спільними файлами вихідних та калібрувальних характеристик обладнання. Під час дренажних досліджень робота інтерфейсної плати здійснюється в середовищі інтегрованого пакета графічного програмування LabVIEW.

8.1.3 Обробка даних у ході експерименту

Як правило під час вагових досліджень при продувках виконується 256 вимірювань вихідних напруг перетворювачів у кожній точці. Надалі за отриманими вимірювальними сигналами обчислюються значення фізичних параметрів (навантажень, швидкісного напору), від яких віднімаються навантаження на ваги без потоку. За цими даними обраховуються значення аеродинамічних коефіцієнтів. Для вибірок з 256 значень кожного коефіцієнта виконується цифрове знешумлення, видалення точок, що випали, усереднення. Від усереднених значень віднімаються коефіцієнти навантаження на ваги від підвіски і вводиться корекція на геометричне та індуктивне зкошення потоку. Остаточні значення аеродинамічних коефіцієнтів записуються у файл вихідного протоколу.
При дренажних випробуваннях вимірювання тисків проводиться по кожній дренажній точці моделі як багаторазові вимірювання вихідних сигналів датчиків (по 1000 вимірювань), які піддаються поліноміальному перетворенню апроксимуючих функцій та статистичній обробці.

8.1.4 Калібрування обладнання

Калібрування тензовагів виконується для вимірювального тракту в цілому шляхом подання на вхід системи еталонного сигналу, як описано у розділі 5. Результати калібрування записуються у файл протоколу калібрування, а також у файл коефіцієнтів функції перетворення вимірювального каналу. Ці файли використовуються програмами проведення експериментів для розрахунку значень фізичних величин за значеннями вихідних сигналів.
Калібрування всіх датчиків тиску виконується для вимірювального тракту в цілому. У якості еталонного використовується мікроманометр МКВ-250 із границею абсолютної похибки вимірювання тиску 0,02 мм водяного стовпчика (0,2 Па). Калібрування проводиться шляхом подачі еталонного тиску на датчики й еталонний манометр, показання якого реєструються й вводяться в ЕОМ, за допомогою якої виміряються також вихідні сигнали датчиків тиску. Виміри при кожнім значенні тиску виконуються як багаторазові вимірювання вихідних сигналів (більше 500 вимірювань), які піддаються статистичній обробці. Проведення багаторазових вимірювань дозволяє значно зменшити (більш ніж в 20 разів) вплив шумів квантування АЦП і шумів вимірювальних каналів на результати вимірювань.

8.2 Розширення базової системи

8.2.1 Апаратні засоби

Система вагових досліджень може бути розширена до 40 каналів встановленням сучасної ПЕОМ і платою розширення ICPDAS PCI-1802, яка має 32 канали аналогового вводу, 12-розряднй 8-мкс АЦП, 32 канали дискретного вводу та 32 каналами дискретного виводу. Розробляється ряд заходів для збільшення кількості одночасно досліджуваних дренажних отворів з 256 до 512.

8.2.2 Програмне забезпечення

Програмне забезпечення включає драйвери плати та програми проведення експерименту, написані на мові програмування С++ та LabVIEW. Алгоритми та функції програмного забезпечення у цілому аналогічні базовій системі, однак додатково дозволяють спостерігати на екрані монітору графіки отримуваних даних у темпі експерименту.