L.INSTRUMENTs s.c. REJESTRATOR POMIAROWY czterokanałowy. mr4. i REJESTRATOR POMIAROWY trójkanałowy z przerywaczem. mr3p INSTRUKCJA UŻYTKOWANIA

Transkrypt

1 L.INSTRUMENTs s.c. Jacek Barański, Agnieszka Jurkiewicz PL WARSZAWA Al. Solidarności 113/32 Tel./fax: GIOŚ: E W NIP: REGON: Bank: PKO BP IX O/Warszawa PL REJESTRATOR POMIAROWY czterokanałowy mr4 i REJESTRATOR POMIAROWY trójkanałowy z przerywaczem mr3p INSTRUKCJA UŻYTKOWANIA WYDANIE PIERWSZE UZUPEŁNIONE Warszawa

2 2

3 Zgodnie z ustawą z o zużytym sprzęcie elektrycznym i elektronicznym (Dz. U. 180/2005 poz. 1495) rejestrator mr4/mr3p po zakończeniu eksploatacji jako sprzęt zużyty powinien być przekazany do systemu recyklingu. W skład rejestratora wchodzą komponenty szkodliwe dla środowiska, które nie są biodegradalne takie jak płytki obwodów drukowanych i kondensatory. Szczególnie zwraca się uwagę użytkowników, że w chwili nabywania baterii alkalicznych (AA 1.5V) lub akumulatorków NiMH (AA 1.2V d.c.) stosowanych jako źródło zasilania wewnętrznego należy zużyte ogniwa oddawać sprzedawcy. 3

4 4

5 SPIS TREŚCI Prospekt rejestratora mr4 9 Prospekt rejestratora mr3p 11 Wstęp 13 1 Uwagi ogólne Bezpieczeństwo pracy Oznaczenia Typ, wykonanie, wersja, numer seryjny Części składowe rejestratora Tabliczki znamionowe Tabliczka znamionowa rejestratora mr Tabliczka znamionowa rejestratora mr3p Tabliczka znamionowa wtyczki uniwersalnej WU Tabliczka znamionowa wtyczki dedykowanej WD 15 2 Informacje podstawowe Zastosowanie Karta pamięci mikrosd Zasilanie Zasilanie wewnętrzne Zasilanie zewnętrzne Zasilacz sieciowy Złącza rejestratora Uwagi ogólne Sygnały na złączu D-SUB DG25/M rejestratora mr Sygnały na złączu D-SUB DG25/M rejestratora mr3p Wtyczka Wtyczka uniwersalna WU Uwagi ogólne Sygnały na zaciskach wtyczki WU rejestratora mr Sygnały na zaciskach wtyczki WU rejestratora mr3p Wtyczka dedykowana WD Przewody 28 5

6 2.6.1 Przewody pomiarowe Kabel USB Kabel antenowy GPS Wyposażenie Wyposażenie podstawowe Wyposażenie dodatkowe (na zamówienie) Wymagania sprzętowe Komputer Telefon i tablet Gwarancja Konserwacja Serwis 30 3 Budowa przyrządu Komponenty Układy pomiarowe Przerywacz Karta pamięci mikrosd Wejścia/wyjścia funkcjonalne (piny 12 i 24) Komunikacja GPS Diody LED 35 4 Kalibracja producenta 36 5 Zakres kalibracji użytkownika Pomiar wielkości nieelektrycznych Pomiar prądu 37 6 Nastawy 39 7 Obsługa Połączenie rejestratora z komputerem PC Bluetooth standard Ethernet (opcja) Program mrgui Wybór portu COM 44 6

7 7.1.5 Wyświetlenie logów lub stanów bieżącej pracy Nastawy i kalibracja w gestii użytkownika Nastawy Wiadomości ogólne Zegar Przerywacz Kanały pomiarowe (K1), K2, K3, K Sposób kalibracji Zapis Operacje plikowe Wyświetlanie pomiarów w czasie rzeczywistym Plik danych 55 7

8 8

9 mr4 CZTEROKANAŁOWY REJESTRATOR PRZEBIEGÓW Rejestrator mr4 oraz wtyczka uniwersalna WU (pokrywa zdjęta) Pomiar wolnozmiennych napięć i prądów. Pomiar dowolnych wielkości fizycznych przy użyciu dowolnych czujników w dowolnych jednostkach i dowolnym zakresie pomiarowym. 9

10 DANE TECHNICZNE Typ mr4 Kanały pomiarowe 4 próbkowane synchronicznie, separowane galwanicznie, napięcie próby 1000V w każdym kanale oddzielny przetwornik Σ 24-bitowy krok próbkowania rejestrowany 8, 4, 2, 1 próbek/sek podstawowy czas próbkowania 120ms tłumienie 50Hz 100dB w każdym kanale 4 zakresy pomiarowe Zakres Rezystancja wejściowa Rozdzielczość Błąd dopuszczalny Szum własny V pp Próbkowanie ⅛ sek. 1 sek. ±100V 10.3MΩ 100µV ±(0.1% U + 10mV) 2mV 600µV ±10V 2.25MΩ 10µV ±(0.1% U + 1mV) 160µV 60µV ±290mV 100kΩ 1µV ±(0.1% U + 10µV) 6µV 1.6µV ±18mV 100kΩ 100nV ±(0.1% U + 2µV) 800nV 300nV Skalowanie użytkownika Użytkownik dołącza dowolny czujnik/przetwornik wybranej wielkości fizycznej o charakterystyce liniowej lub linearyzowanej i w oparciu o równanie prostej kalibracyjnej skaluje wybrany kanał i wybrany zakres, tak aby mierzyć te wielkości (np. temperaturę, ciśnienie, siłę, wilgotność, natężenie oświetlenia, prąd itp.), w dogodnej jednostce (np. C, K, hpa, mmhg, psi, %, lx, ma, A itp.) Zasilanie czujników 5V lub 50mA Pomiar prądu zakresy ±290mV, ± 18mV Precyzyjny mikrowoltomierz zakres ± 18mV Wbudowany GPS Określenie pozycji geograficznej, pomiar prędkości, precyzyjny znacznik czasowy do synchronizacji Rejestracja Wymienna karta pamięci mikro SD 512MB 4GB Zaimplementowany system plików FAT32 Kształtowanie zawartości plików rejestracji: pomiary lub/i dane GPD (NMEA-0185) Nastawianie parametrów rejestracji: sposób startu, czas rejestracji Interfejsy USB Bluetooth klasa mass storage nastawy połączenie z zewnętrznym graficznym interfejsem użytkownika (GUI) w systemie WINDOWS lub ANDROID Zasilanie wewnętrzne zewnętrzne Wtyczka inteligentna uniwersalna zespół zacisków + pamięć EEPROM 1 wire zapamiętane nastawy i kalibracja użytkownika Wtyczka inteligentna dedykowana zespół zacisków i/lub czujników + przetworników wg potrzeb użytkownika Stopień ochrony 2 akumulatory AA 1.2V, 8 24h 6V d.c. IP5X Wymiary długość x szerokość x wysokość [mm] 115 x 70 x 45 masa [g] ~630 Zastrzega się możliwość wprowadzenia zmian i uzupełnień s.c. Al. Solidarności 113/32, Warszawa tel./fax (+48) Bank: PKO BP IX O/M Warszawa PL NIP: , Nr ewid. GIOŚ: E W biuro@linstruments.com.pl AUTOMATYKA - POMIARY - KONTROLA, PROJEKTOWANIE I PRODUKCJA 2. 10

11 mr3p TRÓJKANAŁOWY REJESTRATOR PRZEBIEGÓW Z PRZERYWACZEM Rejestrator mr3p oraz wtyczka uniwersalna WU Pomiar wolnozmiennych napięć i prądów. Pomiar dowolnych wielkości fizycznych przy użyciu dowolnych czujników w dowolnych jednostkach i dowolnym zakresie pomiarowym. Wbudowany przerywacz prądu. 11

12 DANE TECHNICZNE Typ mr3p Przerywacz prądu 1. kanał; klucz półprzewodnikowy 2A, 30V 2. kanał, polaryzowany przekaźnik 0.5, 30V Nastawny czas trwania cyklu i przerwy Synchronizacja do zegara RTC lub GPS Synchronizacja pomiaru do cyklu przerywania Kanały pomiarowe 3 próbkowane synchronicznie, separowane galwanicznie, napięcie próby 1000V w każdym kanale oddzielny przetwornik Σ 24-bitowy krok zapisu próbkowania 8, 4, 2, 1 próbek/sek podstawowy czas próbkowania 120ms tłumienie 50Hz 100dB W każdym kanale 4 zakresy pomiarowe Zakres ⅛ sek. 1 sek. ±100V 10.3MΩ 100µV ±(0.1% U + 10mV) 2mV 600µV ±10V 2.25MΩ 10µV ±(0.1% U + 1mV) 160µV 60µV ±290mV 100kΩ 1µV ±(0.1% U + 10µV) 6µV 1.6µV ±18mV 100kΩ 100nV ±(0.1% U + 2µV) 800nV 300nV Skalowanie użytkownika Użytkownik dołącza dowolny czujnik/przetwornik wybranej wielkości fizycznej o charakterystyce liniowej lub linearyzowanej i w oparciu o równanie prostej kalibracyjnej skaluje wybrany kanał i wybrany zakres, tak aby mierzyć te wielkości (np. temperaturę, ciśnienie, siłę, wilgotność, natężenie oświetlenia, prąd itp.), w dogodnej jednostce (np. C, K, hpa, mmhg, psi, %, lx, ma, A itp.) Zasilanie czujników 5V lub 50mA Pomiar prądu zakresy ±290mV, ± 18mV Precyzyjny mikrowoltomierz zakres ± 18mV Wbudowany GPS Określenie pozycji geograficznej, pomiar prędkości, precyzyjny znacznik czasowy do synchronizacji Rejestracja Wymienna karta pamięci mikro SD 512MB 4GB Zaimplementowany system plików FAT32 Kształtowanie zawartości plików rejestracji: pomiary lub/i dane GPD (NMEA-0185) Nastawianie parametrów rejestracji: sposób startu, czas rejestracji Interfejsy USB Bluetooth Rezystancja wejściowa klasa mass storage nastawy połączenie z zewnętrznym graficznym interfejsem użytkownika (GUI) w systemie WINDOWS lub ANDROID Zasilanie wewnętrzne zewnętrzne Wtyczka inteligentna uniwersalna zespół zacisków + pamięć EEPROM 1 wire, zapamiętane nastawy i kalibracja użytkownika Wtyczka inteligentna dedykowana zespół zacisków i/lub czujników + przetworników wg potrzeb użytkownika Stopień ochrony 2 akumulatory AA 1.2V, 8 24h 6V d.c. IP5X Wymiary długość x szerokość x wysokość [mm] 115 x 70x 45 masa [g] ~630 Zastrzega się możliwość wprowadzenia zmian i uzupełnień s.c. Rozdzielczość Błąd dopuszczalny Szum własny V pp Próbkowanie Al. Solidarności 113/32, Warszawa tel./fax (+48) Bank: PKO BP IX O/M Warszawa PL NIP: , Nr ewid. GIOŚ: E W biuro@linstruments.com.pl AUTOMATYKA - POMIARY - KONTROLA, PROJEKTOWANIE I PRODUKCJA 2. 12

13 WSTĘP Przed przystąpieniem do pracy należy uważnie przeczytać instrukcję użytkowania rejestratora pomiarowego mr4/mr3p, zapoznać się z nim i z jego wyposażeniem i stosować się do zawartych w nim wskazówek. L.Instruments zastrzega sobie prawo wprowadzania zmian w rejestratorze i oprogramowaniu bez oddzielnego zawiadomienia. 1 UWAGI OGÓLNE 1.1 BEZPIECZEŃSTWO PRACY Rejestratory mr4/mr3p są przeznaczone do pomiarów niskonapięciowych w różnych dziedzinach nauki i techniki na obiektach, w których różnica napięć nie przekracza 100V. W celu zapewnienia bezpieczeństwa pracy należy posługiwać się rejestratorem zgodnie ze wskazaniami niniejszej instrukcji. Maksymalne dopuszczalne napięcia w każdym z kanałów analogowych odniesione do jego masy analogowej wynoszą ±150V dla zakresów: ±100V i ±10V, ±30V dla zakresów: ±290mV i ±18mV. odniesione do masy cyfrowej przyrządu wynoszą: 0.2V do +5.1V. Wyjątek stanowi wejście zasilania zewnętrznego, dla którego maksymalne dopuszczalne napięcie wynosi: +15V. Długość przewodów pomiarowych ze względu na zewnętrzne oddziaływanie EMC nie powinna przekraczać 3 metrów. W razie konieczności zastosowania dłuższych przewodów należy wprowadzić środki ograniczające oddziaływanie EMC. Przyrząd używany zgodnie z niniejszą instrukcją jest bezpieczny pod względem pożarowym. W razie uszkodzenia należy zwrócić się do serwisu L.INSTRUMENTs. 13

14 1.2 OZNACZENIA Typ, wykonanie, wersja, numer seryjny Rejestratory objęte niniejszą instrukcją należą do produkowanej przez L.INSTRUMENTs rodziny minirejestratorów mr. Rejestrator typu mr4 jest wyposażony w 4 kanały pomiarowe. Rejestrator typu mr3p jest wyposażony w 3 kanały pomiarowe oraz przerywacz, który jest wbudowany w miejsce kanału pomiarowego K1 występującego w mr4. Rejestratory obu typów mogą występować w wykonaniach specjalnych, np. tylko z zasilaniem zewnętrznym lub z połączeniem zdalnym przez Internet. Numer seryjny przyrządu składa się z liter oraz z cyfr. Pierwsza litera A oznacza mr4, a litera P wskazuje przyrząd mr3p. Druga litera Z oznacza zwykłe wykonanie obu przyrządów mr4 i mr3p, specjalne wykonania są oznaczone innymi literami. Po literach następuje pięć cyfr. Wersję oprogramowania wewnętrznego przyrządu oznacza litera v i następujące po niej cyfry. Do rejestratorów mr4/ mr3p można stosować dowolne wtyczki oznaczone WU i WD. Numer seryjny wtyczki składa się z liter i cyfr. Pierwsza litera U oznacza Uniwersalne wykonanie, a litera D wskazuje wykonanie Dedykowane. Druga litera w numerze wtyczki WU jest A, druga litera w WD podaje rodzaj dedykacji, np. litery DM wskazują zastosowanie modułu MOXA. Po literach następuje pięć cyfr Części składowe rejestratora Rejestrator jest dostarczany w komplecie składającym się z dwóch zespołów: przyrządu mr4 lub mr3p oraz inteligentnej Wtyczki Uniwersalnej WU. W razie potrzeby wtyczki WU mogą być dostarczone w większej liczbie. Na żądanie może być wykonana Dodatkowa Wtyczka Dedykowana spełniająca specjalne wymagania użytkownika. Rejestrator jest przeznaczony dla użytkownika posiadającego notebook lub/i telefon/ tablet, których będzie używał nastawiając rejestrator oraz komunikując się z nim podczas pomiaru, odczytu i transmisji danych. Niezbędne oprogramowanie komunikacyjne notebooka, telefonu lub tabletu wchodzi w zakres dostawy rejestratora. Szczegółowy zakres dostarczanego wyposażenia podstawowego (2.7.1). Oferta wyposażenia dodatkowego (2.7.2). 14

15 1.2.3 Tabliczki znamionowe Tabliczka znamionowa rejestratora mr Tabliczka znamionowa rejestratora mr3p Tabliczka znamionowa wtyczki uniwersalnej WU Tabliczka znamionowa wtyczki dedykowanej WD 2 INFORMACJE PODSTAWOWE 2.1 ZASTOSOWANIE Rejestrator jest przeznaczony do bezpośredniego pomiaru i rejestracji sygnałów wolnozmiennych napięcia i prądu oraz przy użyciu standardowych czujników i przetworników do pomiaru i rejestracji wszelkich innych wielkości fizycznych; czujniki te mogą być zasilane z rejestratora jako źródła. W czterech kanałach w rejestratorze mr4 lub w trzech w rejestratorze mr3p można mierzyć i rejestrować napięcie, a także różne wielkości fizyczne (np. prąd, tem- 15

16 peratura, ciśnienie, wilgotność, natężenie światła, siła itp.) wybierając zakres pomiarowy, a następnie stosowne jednostki miary (np. prąd w A, ma; temperaturę w C, K; ciśnienie w hpa, mmhg, psi). Użytkownik wybrane przez siebie według potrzeby czujniki sam dołącza do kanałów pomiarowych i w prosty sposób dokonuje ich kalibracji, wprowadzając charakterystykę czujnika, jednostki miary i zakresy pomiarowe. Główną funkcją rejestratora jest zapis przebiegu wielkości mierzonych w poszczególnych kanałach pomiarowych, ale może on też pracować jako miernik (bez zapisu) wskazując wartość liczbową mierzonej wielkości. Możliwa jest również praca rejestratora jako oscyloskopu na ekranie przedstawiającego przebiegi mierzonych wielkości w czasie rzeczywistym. Dodatkowo w rejestratorze typu mr3p cykliczne przerywanie prądu umożliwia wbudowany przerywacz. Więcej informacji o przerywaczu (3.3). Pomiar we wszystkich kanałach pomiarowych odbywa się synchronicznie. Każdy kanał stanowi odrębny ustrój pomiarowy, całkowicie galwanicznie separowany od pozostałych i wyposażony w cztery zakresy pomiarowe, które umożliwiają pomiary od bardzo małych wartości tj. mikrowoltów z rozdzielczością 0.1µV w zakresie ±18mV i 1µV w zakresie ±290mV oraz miliwoltów z rozdzielczością 0.1mV w zakresie ±10V i 1mV w zakresie ±100V. Więcej informacji o układach pomiarowych (3.2). Stały krok próbkowania wynosi 8/s. Gdy krok zapisu różni się od kroku próbkowania, rejestrator zapisuje wartość średnią próbek zmierzonych w tym kroku; np. przy kroku zapisu 1s średnią wartość ośmiu próbek zmierzonych w sekundzie, a przy kroku 60s średnią wartość 8 60 = 480 próbek zmierzonych w ciągu minuty. Lepsza niż 0.1% dokładność bazowa sprawia, że rejestrator nadaje się bardzo dobrze do użycia w laboratorium, a kieszonkowe wymiary, niewielka masa i autonomiczne zasilanie predestynują go również do pracy w terenie. Zegar RTC zapewnia dokładność znacznika czasu uniwersalnego bądź lokalnego. Odbiornik GPS umożliwia: - precyzyjne nastawianie wewnętrznego zegara RTC - zapis pozycji geograficznej miejsca pomiaru (długość i szerokość geograficzna, wysokość nad poziomem morza) - synchronizację pomiarów z innymi współpracującymi rejestratorami mr4/mr3p, - zapis prędkości, jeżeli obiekt pomiaru lub/i obserwator przemieszcza się wraz z rejestratorem - synchronizację taktów wbudowanego przerywacza w rejestratorze mr3p. Więcej informacji o GPS (3.7). 16

17 Wyniki pomiaru są zapisywane w nieulotnej wymiennej karcie pamięci mikrosd o pojemności gwarantującej przechowanie dużego zbioru danych pomiarowych. Więcej informacji o karcie pamięci (2.2 i 3.4). Łącze USB i łącze radiowe Bluetooth zapewnia komunikację rejestratora z notebookiem w systemie WINDOWS. Alternatywnie można nawiązać komunikację rejestratora z telefonem komórkowym / tabletem (Bluetooth w systemie ANDROID), co w warunkach terenowych może być wygodniejsze. W wykonaniu specjalnym może być dodane łącze RS232, a przy użyciu specjalnej wtyczki dedykowanej WD także łącze Ethernet. Więcej informacji o komunikacji (3.6). Wewnętrzne zasilanie bateryjne 2 akumulatorki NiMH 1.2V zapewnia wielogodzinną ciągłą pracę, którą można przedłużyć zasilając rejestrator z zewnętrznego źródła. Więcej informacji o zasilaniu (2.3). Rejestrator składa się z przyrządu i wtyczki inteligentnej, która ułatwia obsługę rejestratora. Wtyczka zawiera zespół zacisków, do których użytkownik dołącza przewody pomiarowe lub przetworniki, które przetwarzają wielkości fizyczne na sygnał napięciowy. Wtyczka inteligentna wyposażona w interfejs 1wire i nieulotną pamięć EEPROM, w której może być zapisany komplet informacji inicjujących prace przyrządu. W powtarzalnych rutynowych sesjach pomiarowych wpisane do wtyczek nastawy mogą być aplikowane automatycznie bez ingerencji obsługi. Zbędne jest wprowadzanie tych samych nastaw przed każdą kolejną sesją. Wcześniej można spokojnie przygotować realizację programu pomiarowego, nie obawiając się, że pomyłka w nastawach popełniona w pośpiechu wykonawczym obciąży wynik pomiaru. Jedna uniwersalna wtyczka WU należy do standardowego wyposażenia. Jeżeli w praktyce występuje kilka różnych powtarzalnych programów pomiarowych, to każdy z nich można wpisać do oddzielnej wtyczki. Specjalne wymagania użytkownika może spełnić wtyczka dedykowana WD (opcja). Więcej o wtyczkach (2.5). 2.2 KARTA PAMIĘCI mikrosd Wymienna karta pamięci nieulotnej mikrosd o pojemności 512MB 4GB mieści się w pojemniku akumulatorków. Dostęp do karty wymaga wyjęcia akumulatorków. Informacje o tworzeniu plików danych i odczycie karty (3.4). 17

18 2.3 ZASILANIE Zasilanie wewnętrzne Dwa akumulatorki AA NiMH 1.2V, o pojemności 2300mA, umieszczone w oddzielnym pojemniku wewnątrz obudowy (dostęp od spodu), zapewniają zasilanie rejestratora przez 8 godzin. Ten czas można znacznie wydłużyć, jeśli się nie korzysta z Bluetooth i/lub GPS. Akumulatorki można ładować korzystając z zasilacza sieciowego (2.3.3), zaleca się jednak wyjęcie akumulatorków i użycie oddzielnej ładowarki (poza wyposażeniem). Akumulatorki należy wymieniać nie później niż co 2 lata Zasilanie zewnętrzne W celu podtrzymania długotrwałej pracy rejestratora niezbędne jest zasilanie zewnętrzne 6V d.c. z zasilacza sieciowego (2.3.3). Jego złącze koncentryczne należy wprowadzić do gniazda we wtyczce uniwersalnej WU. Aby zasilać rejestrator z zewnętrznego ogniwa o odpowiednio dużej pojemności należy włączyć: +6V do złącza wtyczki J2/1 GND do złącza wtyczki J2/2 lub bez użycia wtyczki do pinów złącza rejestratora D-SUB DB25/M: +6V do pinu 13 GND do pinu Zasilacz sieciowy Do wyposażenia należy zasilacz sieciowy stabilizowany 230V a.c./6v d.c., 500mA zaopatrzony w złącze koncentryczne do połączenia z gniazdem we wtyczce uniwersalnej WU. Zasilacz służy do ładowania akumulatorków (2.3.1) i podtrzymania długotrwałej pracy rejestratora (2.3.2). 2.4 ZŁĄCZA REJESTRATORA Uwagi ogólne Przyrząd mr4/mr3p jest wyposażony w trzy złącza: - 25pinowe złącze męskie typu D-SUB DB25/M - złącze USB B - złącze anteny GPS 18

19 Złącze 25pinowe służy do przyłączenia wtyczki inteligentnej uniwersalnej WU lub dedykowanej WD. Złącze USB umożliwia transmisję za pomocą kabla USB. Złącze antenowe GPS łączy wbudowany w przyrząd odbiornik GPS z anteną Sygnały na złączu D-SUB DB25/M rejestratora mr4 Pin Opis Kanał pomiarowy K1: 100V1 Kanał pomiarowy K1: mv1 Kanał pomiarowy K2: 100V2 Kanał pomiarowy K2: mv2 Kanał pomiarowy K3:100V3 Kanał pomiarowy K3: mv3 Kanał pomiarowy K4: 100V4 Kanał pomiarowy K4: mv4 Zasilanie główne czujników: +5V Wejścia/Wyjścia We/Wy: Univ Bateria: BAT F Zależy od wersji: R Zasilanie główne zewnętrzne: +6V Kanał pomiarowy K1: AGND1 Kanał pomiarowy K1: 10V1 Kanał pomiarowy K2: AGND2 Kanał pomiarowy K2: 10V2 Kanał pomiarowy K3: AGND3 Kanał pomiarowy K3: 10V3 Kanał pomiarowy K4: AGND4 Kanał pomiarowy K4: 10V4 Wejścia/Wyjścia We/Wy: 1wire Zworka Zał/Wył: ZW Zależy od wersji: T Zasilanie główne zewnętrzne: GND 19

20 Sygnały na złączu D-SUB DB25/M rejestratora mr3p Pin Opis Przerywacz PT 2A, 30V Przerywacz PP 0.5A, 30V Kanał pomiarowy K2: 100V2 Kanał pomiarowy K2: mv2 Kanał pomiarowy K3:100V3 Kanał pomiarowy K3: mv3 Kanał pomiarowy K4: 100V4 Kanał pomiarowy K4: mv4 Zasilanie główne czujników: +5V Wejścia/Wyjścia We/Wy: Univ Bateria: BAT F Zależy od wersji: R Zasilanie główne zewnętrzne: +6V Przerywacz PT: 2A, 30V Przerywacz PP: 0.5A, 30V Kanał pomiarowy K2: AGND2 Kanał pomiarowy K2: 10V2 Kanał pomiarowy K3: AGND3 Kanał pomiarowy K3: 10V3 Kanał pomiarowy K4: AGND4 Kanał pomiarowy K4: 10V4 Wejścia/Wyjścia We/Wy: 1wire Zworka Zał/Wył: ZW Zależy od wersji: T Zasilanie główne zewnętrzne: GND 20

21 2.5 WTYCZKA Wtyczka uniwersalna WU Uwagi ogólne Wtyczka inteligentna (rys. rys. 1, 2, 3) umożliwia połączenie rejestratora z otoczeniem. W jej obudowie znajduje się 25-pinowe złącze żeńskie D-SUB DB25/F (oznaczone J1), pamięć nieulotna EEPROM, cztery śrubowe zaciski pomiarowe, oznaczone JP. Wszystkie sygnały są wyprowadzane z rejestratora na to 25-pinowe złącze D-SUB; każdy kanał na cztery piny, łącznie cztery kanały zajmują szesnaście pinów. Szereg wyprowadzeń jest związanych potencjałowo z masą cyfrową (masa procesora), dzięki czemu można, w zależności od zastosowania, tworzyć na zaciskach wyjściowych różne połączenia zewnętrzne. Dla ułatwienia ich wykonania przewidziano zaciski śrubowe. Przewody należy połączyć jak niżej. W rejestratorze mr4: JP1 - kanał K1 JP2 - kanał K2 JP3 - kanał K3 JP4 - kanał K4 zacisk funkcja zacisk funkcja zacisk funkcja Zacisk funkcja V mv GND 100V V mv GND 100V V mv GND 100V V mv GND 100V W rejestratorze mr3p: JP1 - kanał K1 JP2 - kanał K2 JP3 - kanał K3 JP4 - kanał K4 Zacisk Funkcja zacisk funkcja zacisk funkcja zacisk funkcja przekaźnik 0.5A przekaźnik 0.5A tranzystor 2A tranzystor 2A V mv GND 100V V mv GND 100V V mv GND 100V 21

22 Przewody czujników i inne należy połączyć jak niżej: J3 Funkcja R wejście licznikowe G masa cyfrowa T wejście licznikowe J6 (nie montowane) 1 2 Funkcja zasilanie zewnętrzne (GND) + zasilanie zewnętrzne (+6V) J7 G +5V Funkcja masa cyfrowa wyjście zasilania czujników +5V J8 U 1W G funkcja wejście 1Univ 1wire masa cyfrowa Dodatkowo wtyczka wyposażona jest w wyłącznik ZAŁ/WYŁ przyrządu oznaczony jako J4 oraz gniazdo do podłączenia zasilacza oznaczone jako J2. Nieulotna pamięć EEPROM wbudowana we wtyczce komunikuje się z przyrządem przez interfejs 1wire. W pamięci wtyczki dla konkretnego zastosowania i konkretnego podłączenia czujników zawarte są wszystkie niezbędne nastawy i wyniki kalibracji użytkownika. Kilka wtyczek zaprogramowanych do różnych zastosowań umożliwia natychmiastowe przeprogramowanie rejestratora przez samą wymianę wtyczek. Obudowa z tworzywa ABS ma wymiary kieszonkowe. 22

23 Rys. 1. Wtyczka inteligentna uniwersalna WU. Schemat połączeń 23

24 Rys. 2. Wtyczka inteligentna WU. Płytka montażowa Rys. 3. Wtyczka inteligentna WU. Opis złączy i zacisków na płytce montażowej 24

25 Sygnały na zaciskach wtyczki WU rejestratora mr4: Pin Opis Złącze Kanał pomiarowy K1: 100V1 Kanał pomiarowy K1: mv1 Kanał pomiarowy K2: 100V2 Kanał pomiarowy K2: mv2 Kanał pomiarowy K3:100V3 Kanał pomiarowy K3: mv3 Kanał pomiarowy K4: 100V4 Kanał pomiarowy K4: mv4 Zasilanie główne czujników: +5V Wejścia/Wyjścia We/Wy: Univ Bateria: BAT F Licznik (opcja): R Zasilanie główne zewnętrzne: +6V Kanał pomiarowy K1: AGND1 Kanał pomiarowy K1: 10V1 Kanał pomiarowy K2: AGND2 Kanał pomiarowy K2: 10V2 Kanał pomiarowy K3: AGND3 Kanał pomiarowy K3: 10V3 Kanał pomiarowy K4: AGND4 Kanał pomiarowy K4: 10V4 Wejścia/Wyjścia We/Wy: 1wire Zworka Zał/Wył: ZW Licznik (opcja): T Zasilanie główne zewnętrzne: GND JP1/4 JP1/2 JP2/4 JP2/2 JP3/4 JP3/2 JP4/4 JP4/2 J7/2 J8/3 J4/1 J3/3 J2/1 JP1/3 JP1/1 JP2/3 JP2/1 JP3/3 JP3/1 JP4/3 JP4/1 J8/2 J4/2 J3/1 J3/2 25

26 Sygnały na zaciskach wtyczki WU rejestratora mr3p: Pin Opis Złącze Przerywacz PT: 2A, 30V Przerywacz PP: 0.5A, 30V Kanał pomiarowy K2: 100V2 Kanał pomiarowy K2: mv2 Kanał pomiarowy K3:100V3 Kanał pomiarowy K3: mv3 Kanał pomiarowy K4: 100V4 Kanał pomiarowy K4: mv4 Zasilanie główne czujników: +5V Wejścia/Wyjścia We/Wy: Univ Bateria: BAT F Licznik (opcja): R Zasilanie główne zewnętrzne: +6V Przerywacz PT: 2A, 30V Przerywacz PP: 0.5A, 30V Kanał pomiarowy K2: AGND2 Kanał pomiarowy K2: 10V2 Kanał pomiarowy K3: AGND3 Kanał pomiarowy K3: 10V3 Kanał pomiarowy K4: AGND4 Kanał pomiarowy K4: 10V4 Wejścia/Wyjścia We/Wy: 1wire Zworka Zał/Wył: ZW Licznik (opcja): T Zasilanie główne zewnętrzne: GND JP1/4 JP1/2 JP2/4 JP2/2 JP3/4 JP3/2 JP4/4 JP4/2 J7/2 J8/3 J4/1 J3/3 J2/1 JP1/3 JP1/1 JP2/3 JP2/1 JP3/3 JP3/1 JP4/3 JP4/1 J8/2 J4/2 J3/1 J3/2 26

27 2.5.2 Wtyczka dedykowana WD Na zamówienie może być wykonana wtyczka dedykowane WD spełniająca niestandardowe życzenia użytkownika, np. co do odpowiednio zoptymalizowanej liczby zacisków pomiarowych, niestandardowych czujników/przetworników (przetworniki napięcia TRMS dla pomiaru przebiegów przemienno prądowych), rezystancji wejściowej 100MΩ. Jako pierwsza powstała wtyczka dedykowana WDM zawierająca oprócz zespołu zacisków moduł MOXA: MiiNePortE1, który zamienia protokół działający na portach szeregowych COM na protokół Ethernetowy. Wtyczka ta współpracuje z przyrządem mr3p, w wykonaniu specjalnym, w którym piny 12 i 24 są zdefiniowane jako 3V sygnały TxD i RxD interfejsu RS232 (w niestandardowym wykonaniu rejestratora). 2.6 PRZEWODY Przewody pomiarowe Przewody pomiarowe użytkownik może dostosować do swoich indywidualnych potrzeb (np. długość, przekrój, kolor). Wyposażenie podstawowe nie obejmuje przewodów. Zaleca się stosowanie przewodów jednożyłowych, giętkich, o żyłach wielodrutowych, w izolacji silikonowej, o przekroju nie większym niż 0.75mm 2, o napięciu izolacji nie mniejszym niż 300V d.c. Każdemu zaciskowi warto przypisać zawsze ten sam kolor izolacji przewodu i wtyku bananowego. W pomiarach bardzo małych sygnałów zaleca się, zamiast wyżej wskazanych, stosować przewody dwużyłowe, skręcone, w celu wyeliminowania wpływu zewnętrznych zakłóceń indukcyjnych. Dla zabezpieczenia od uszkodzeń mechanicznych skrętkę przewodów należy wsunąć w koszulkę z tworzywa sztucznego o odpowiedniej średnicy, grubości ścianki i kolorze. Komplet przewodów zamontowanych we wtyczce należy spiąć razem w miejscu wprowadzenia do wtyczki (do płytki drukowanej) używając przewidzianej do tego plastikowej spinki Kabel USB Typ Długość A/B 1m Kabel antenowy GPS Kabel stanowi całość z anteną GPS, należącą do podstawowego wyposażenia rejestratora. Przystępując do pomiarów, w których niezbędne jest działanie GPS, należy 27

28 przyłączyć kabel do gniazda w płycie czołowej przyrządu, a antenę tak usytuować, aby na niebie widziała przynajmniej cztery satelity GPS. Długość kabla wynosi 4m. 2.7 WYPOSAŻENIE Wyposażenie podstawowe Zakres dostawy rejestratora obejmuje: Przyrząd mr4 lub mr3p Akumulatorki NiMH (2 sztuki) Wtyczka uniwersalna WU (2.5.1) Antena GPS z kablem (2.6.3) Zasilacz zewnętrzny 230V a.c./6v d.c., 500mA, z kablem (2.3.3) Kabel USB (2.6.2) Oprogramowanie (płyta CD) Protokół kalibracji producenta ( ) Instrukcja użytkowania (broszura) Torebka Wyposażenie dodatkowe (na zamówienie) Wtyczka uniwersalna WU (liczba według potrzeb) Wtyczka dedykowana WD (liczba według potrzeb) Wtyczka dedykowana WDPI do pomiarów intensywnych Interfejs i kabel RS232 (wykonanie specjalne) Oprogramowanie specjalne (płyta CD) Szczególny kod autoryzacji połączenia rejestratora z zewnętrznym otoczeniem (komputer/ telefon/tablet) 2.8 WYMAGANIA SPRZĘTOWE Komputer Komputer PC, notebook lub tablet, wyposażony do komunikacji w interfejs Bluetooth 2.1 lub wyższy, a do odczytów wyników także w interfejs USB, system WINDOWS XP, 7 lub Telefon lub tablet Wyposażony w ekran czytelny w jaskrawym świetle słonecznym + system ANDROID. 28

29 2.9 GWARANCJA Gwarancja poprawnego działania obejmuje jeden rok od dnia sprzedaży. Gwarancja nie obejmuje zużycia ogniw, uszkodzeń wynikłych z niestosowania się do niniejszej instrukcji, aktów wandalizmu i działania siły wyższej. Gwarancja nie przysługuje w razie uszkodzenia tabliczki znamionowej świadczącego o otwarciu obudowy rejestratora w okresie gwarancyjnym. Karta gwarancyjna jest dołączona do niniejszej instrukcji KONSERWACJA Przyrząd, wtyczkę i inne zespoły należące do wyposażenia rejestratora należy utrzymywać w czystości. Akumulatorki NiMH należy naładować, gdy napięcie spadnie do 2.05V SERWIS Serwis L.INSTRUMENTs wykonuje przeglądy i naprawy przyrządów pomiarowych własnej produkcji, w tym kalibrację, którą zaleca się przeprowadzać co dwa lata. Serwis udziela porad i instruuje obsługę. Serwis oferuje stałą opiekę konserwacyjną nad przyrządami, do której należy okresowa kalibracja i upgrading (instalowanie nowych wersji) wcześniej dostarczonych rejestratorów. 3 BUDOWA 3.1 KOMPONENTY W każdym kanale pomiarowym jest wbudowany separowany galwanicznie, energooszczędny 24-bitowy przetwornik ADC typu Σ-. Wszystkie cztery kanały K1, K2, K3, K4 pracują synchronicznie. W przyrządzie mr3p w miejscu kanału pomiarowego K1znajdują się dwa przerywające prąd układy PP i PT, separowane od siebie i od kanałów analogowych. Schemat blokowy przyrządu przedstawia rys. 4. Ponad to przyrządy mr4 i mr3p zawierają następujące komponenty: - mikroprocesor sterujący, - złącze karty pamięci mikrosd, - moduł GPS, - złącze USB mass storage, - moduł Bluetooth, 29

30 - diody informacyjne LED, - pojemnik na 2 akumulatorki AA, - układ zasilania z możliwością ładowania akumulatorów, - układ zasilania czujników 5V, - interfejs 1wire do współpracy z wtyczką inteligentną, - jedno uniwersalne wejście/wyjście ±5V: 1UNIV Rys. 4. Rejestrator mr4/mr3p. Schemat blokowy W rejestratorze mr3p układy przerywające PP i PT zajmują miejsce kanału pomiarowego K1 Wszystkie sygnały wyprowadzone są na 25-pinowe złącze D-SUB się na płycie czołowej panelu, na której również znajdują się: - złącze USB - złącze anteny GPS - diody informacyjne LED 30

31 Załączanie/wyłączanie wyłącznikiem we wtyczce inteligentnej lub przez zapięcie zwory na wybranych zaciskach złącza D-SUB przyrządu (piny 11 i 23). Obudowa przyrządu z tworzywa ABS ma wymiary kieszonkowe 115 x 70 x 45 mm. 3.2 UKŁADY POMIAROWE Każdy z analogowo-cyfrowych galwanicznie separowanych kanałów pomiarowych zawiera 24-bitowy energooszczędny przetwornik ADC typu Σ-. Wszystkie kanały są próbkowane synchronicznie z krokiem próbkowania 8/s. Możliwe wolniejsze kroki zapisu, obliczane z wartości średnich zmierzonych w kroku podstawowym 8/s. Czas próbkowania zapewnia maksymalne tłumienie częstotliwości 50Hz i jej kolejnych harmonicznych. Zakresy wejściowe są wyposażone w multiplekser analogowy, dzielniki, filtry i układy zabezpieczające przed przepięciem. Każdy kanał pomiarowy jest wyposażony w następujące zakresy: Zakres Rezystancja wejściowa Rozdzielczość Błąd dopuszczalny Szum własny V pp Próbkowanie ⅛ sek. 1 sek. ±100V 10.3MΩ 100µV ±(0.1% U + 10mV) 2mV 600µV ±10V 2.25MΩ 10µV ±(0.1% U + 1mV) 160µV 60µV ±290mV 100kΩ 1µV ±(0.1% U + 10µV) 6µV 1.6µV ±18mV 100kΩ 100nV ±(0.1% U + 2µV) 800nV 300nV Zakresy ±290mV i ±18mV są przeznaczone do pomiaru prądu. Każdy kanał (x) jest wyprowadzony na cztery piny opisane jako: 100Vx 10Vx 290mVx i 18mVx wspólny pin, wybór zakresu w programie mrgui. AGNDx masa analogowa Dzięki zastosowaniu niskoszumnych przetworników oraz obwodów wejściowych i wysokiej dynamice mierzonych sygnałów, dają się obserwować bardzo niewielkie zmiany sygnałów na tle dużej składowej stałej. Separacja galwaniczna zapewnia wielką elastyczność włączania rejestratora do mierzonego obiektu, ogranicza przesłuch międzykanałowy i podnosi bezpieczeństwo pomiarów. Niezależne przetworniki ADC gwarantują wysoką jakość wszystkich parametrów metrologicznych, liniowość zakresów, niski poziom szumów, niski dryft zera (wewnętrzne termoogniwa) i niewielki dryft temperaturowy zakresów. 31

32 3.3 PRZERYWACZ W rejestratorze mr3p w miejsce kanału pomiarowego K1 jest wbudowany przerywacz, składający się z dwóch niezależnych, separowanych od siebie układów wyłącznikowych. Jeden z nich, oznaczony PT, jest wyposażony w klucz półprzewodnikowy o zdolności wyłączeniowej 2A i napięciu przerwy 30V. Drugi układ, oznaczony PP, stanowi mikroprzekaźnik ze stykiem mechanicznym o zdolności wyłączeniowej 0.5A i napięciu 30V. Oba układy są wewnętrznie zabezpieczone diodami przepięciowymi transil o napięciu znamionowym 33V i niewymienialnymi bezpiecznikami topikowymi, które w przypadku przekroczenia dopuszczalnej wartości prądu w kontrolowanym miejscu przerywają obwód. UWAGA. Przed włączeniem przerywaczy w obwód pomiarowy należy koniecznie sprawdzić, czy spodziewany prąd i napięcie nie przekroczą wartości znamionowych. W przypadku, gdy można się spodziewać takiego przekroczenia, należy zastosować zewnętrzny układ przerywający (np. stycznik), sterowany jednym z układów przerywacza mr3p. 3.4 KARTA PAMIĘCI mikrosd Dane uzyskiwane w procesie pomiarowym są zapisywane w postaci plików na wymiennej karcie pamięci nieulotnej mikrosd w systemie FAT32. Pliki mogą być odczytane poprzez Bluetooth (wolno), USB2.0 (szybko) lub po wyjęciu karty w czytniku zewnętrznym. Pliki zawierające dane są tworzone automatycznie. Nazwy plików składają się z liczby sekund od początku wieku zapisanych w kodzie hex, numeru seryjnego rejestratora i rozszerzenia.csv. 3.5 WEJŚCIA/WYJŚCIA FUNKCJONALNE (piny 12 i 24) Dwa piny na złączu D-SUB mogą mieć różne znaczenie w zależności od wersji przyrządu. Możliwe są następujące opcje, które należy podać w zamówieniu: 1 brak wykorzystania (standard), 2 RxD, TxD opcjonalne łącze RS232 (na poziomach napięć 3.3V lub standardu RS232), 3 wejścia dwustanowe o maksymalnym napięciu 5V, 4 wejścia licznikowe z możliwością implementacji licznika naliczającego lub rewersyjnego (wbudowanego w enkoder kwadraturowy). 32

33 3.6 KOMUNIKACJA Przyrząd łączy się z zewnętrznym otoczeniem poprzez interfejsy Bluetooth i USB2.0. Jako opcję oferuje się dodatkowo zaimplementowany uproszczony interfejs RS232 oraz połączenie internetowe (wtyczka dedykowana dla wykonania specjalnego przyrządu). Bluetooth jest radiowym interfejsem podstawowym służącym do wymiany informacji pomiędzy rejestratorem, a zewnętrznym środowiskiem (komputer/telefon/tablet). Zastosowany moduł jest tak skonfigurowany, że systemy operacyjne widzą go jako wirtualny port COM. W procesie połączenia należy nastawić kod autoryzacji 1234 oraz warunki transmisji: b/s, 8 bitów danych, no parity, 1 bit stop. UWAGA. Na zamówienie przyrząd może być wyposażony w inny kod autoryzacji. Ze względu na to, że odczyt plików przez łącze Bluetooth przebiega dość powoli, przyrząd jest wyposażony w łącze USB2.0 z zaimplementowaną klasą obsługi mass storage. Dzięki temu system WINDOWS widzi przyrząd jako dysk wymienny, z którego pliki pobiera tak, jak z popularnego pendrive a. 3.7 GPS System GPS zapewnia bardzo dokładny impuls synchronizujący 1pps oraz przekazuje informację o pozycji rejestratora: - długość i szerokość geograficzna), - wysokość nad poziomem morza, - prędkość przemieszczania poruszającego się rejestratora. Te informacje, zawarte w protokole NMEA-0183, są dostępne dla użytkownika. Impuls 1pps jest wykorzystany do synchronizacji pomiarów i zegara RTC. Dane o pozycji mogą być zapisywane co jedną sekundę do pliku wraz z ramką danych lub w postaci wybranych ramek protokółu NMEA Zarejestrowane pomiary mogą być porównywane w tej samej chwili, a także można je umiejscowić w trójwymiarowej przestrzeni i wyświetlić po obróbce na mapach w systemach GIS lub nanieść na popularne trójwymiarowe mapy GOOGLE-EARTH. 3.8 DIODY LED O stanie przyrządu informują diody LED na płycie czołowej: R (bursztynowa) miganie w takt wewnętrznego zegara RTC G (żółta) miganie w takt zegara GPS: informacja o synchronizacji 33

34 P (zielona) P (zielona) B (niebieska) B (niebieska) E (czerwona) ciągłe światło: ładowanie akumulatorów migające światło: zewnętrzne napięcie (bez ładowania) migające światło bardzo słabe: gotowość do połączenia z komputerem migające światło intensywne: połączenie z zewnętrznym komputerem ciągłe światło: błąd lub stan awaryjny, np. całkowite rozładowanie akumulatora. Zawsze miga tylko jedna z diod: R lub G, co wskazuje, czy w danej chwili aktywny jest zegar RTC (dioda R), czy zegar GPS (dioda G). Każda z nich zmieniając częstotliwość migania sygnalizuje stan pracy. Miganie 8/s świadczy o tym, że rejestrator pracuje poprawnie, lecz nie rejestruje danych na plik. O zapisie danych na plik świadczą intensywne błyski 1/s. Powitanie po załączeniu rejestratora polega na kolejnym miganiu wszystkich diod od lewej do prawej. Może je poprzedzić krótkie miganie diody E (czerwonej) w czasie odczytu pamięci EEPROM z wtyczki inteligentnej. Pożegnanie po wyłączeniu rejestratora polega na kolejnym miganiu wszystkich diod od prawej do lewej. 4 KALIBRACJA PRODUCENTA Każdy wyprodukowany przyrząd poddawany jest kalibracji producenta w celu nadania wymaganej dokładności. Procesowi kalibracji podlegają wszystkie cztery zakresy pomiarowe w każdym z kanałów pomiarowych. Kalibrowany jest również zegar RTC dla osiągnięcia większej stabilności czasowej, gdy pomiarom nie towarzyszy sygnał GPS. Dla ograniczenia błędów pomiarowych związanych ze starzeniem przyrządu zaleca się okresową kalibrację producenta. 5 ZAKRES KALIBRACJI UŻYTKOWNIKA Jak już wspomniano, rejestratora można używać do pomiaru różnych, nie koniecznie elektrycznych wielkości fizycznych, np. temperatury, ciśnienia, wilgotności, siły, natężenia oświetlenia, barwy światła itp. W tym celu można stosować wszelkiego rodzaju czujniki i przetworniki, które zamieniają mierzoną wielkość fizyczną na proporcjonalne napięcie. Rejestrator zawiera przetwornicę DC/DC, z której wyprowadzone jest napięcie 5V do zasilania czujników. 34

35 Oprogramowanie rejestratora obejmuje procedurę, dalej zwaną kalibracją użytkownika, za pomocą której w wybranym kanale i zakresie można skalibrować czujnik/przetwornik w taki sposób, że mierzoną wielkość fizyczną przedstawia w wybranej jednostce i zakresie. Kalibrację kanału łatwo wykonać w oparciu o równanie prostej przechodzącej przez dwa punkty układu współrzędnych, w którym na osi odciętych przedstawione jest napięcie u w wybranym zakresie, a na osi rzędnych mierzona wielkość fizyczna y. Charakterystyka czujnika musi być liniowa lub linearyzowana w wybranym przedziale pomiarowym. Proces kalibracji polega na wprowadzeniu do rejestratora dwóch punktów (u 0, y 0 ), (u 1, y 1 ) charakterystyki oraz jednostki miary i nazwy wielkości fizycznej y. Kalibrację wykonuje się w każdym kanale osobno, dzięki czemu można jednocześnie mierzyć cztery/trzy różne wielkości fizyczne. y y 1 (u 1,y 1 ) (u 0,y 0 ) y 0 (0,0) u 0 u 1 u Rys.5. Zasada kalibracji kanału pomiarowego. Na charakterystyce czujnika zaznaczono punkty kalibracji. u napięcie mierzone, y wielkość fizyczna 5.1 Pomiar wielkości nieelektrycznych Rejestrując wielkości nieelektryczne można dołączyć czujniki z wyjściem napięciowym i prądowym, a także dzięki separowanym galwanicznie kanałom czujniki mostkowe (większość czujników ciśnienia i siły), w których sygnał pobierany ze środka mostka. W procesie kalibracji równanie prostej przechodzącej przez dwa punkty przeliczane jest do postaci kierunkowej: y = A٠u + B 35

36 i w tej formie jest pobierane do obliczeń i umieszczane w części nagłówkowej pliku zarejestrowanych danych pomiarowych. 5.2 Pomiar prądu Prąd mierzy się przez pomiar spadku napięcia na boczniku rezystancyjnym, zwykle o niedużej wartości rezystancji. Przyrząd kalibruje się według prawa Ohma: i = gdzie: R b rezystancja bocznika, u napięcie mierzone [mv], i prąd. Kalibracja jest jeszcze prostsza niż w przypadku czujników, ponieważ charakterystyka prądowo-napięciowa rezystora przechodzi przez początek układu współrzędnych. Punkt (u 0, i 0 ) ma wartość (0,0), a punkt (u 1, i 1 ) może przybrać wartości (1, 1/R b ) lub (R b, 1). Do pomiaru prądu przeznaczone są zakresy miliwoltowe: 240mV lub 18mV. u R b i J N 1 (60, J N ) (R b,1) i 1 1 Rb 1 Rb (1, ) (u 1,i 1 ) i 0 =0 (0,0) u 0 =0 u 1 1 R b 60mV u Rys.6. Kalibracja kanału do pomiaru prądu. Na charakterystyce i = f(u) punkty kalibracji do wyboru u napięcie mierzone, i prąd, R b rezystancja bocznika Wartość spadku napięcia na boczniku mierzona jest w miliwoltach, zatem jeżeli wartość R b jest wyrażona w miliomach [mω], to otrzymuje się odczyt w amperach [A]: [mv] = [A] [mω] Jeżeli wartość R b jest wyrażona w omach, to odczyt jest w miliamperach: 36

37 [mv] = [ ma] [ Ω] Kalibrację można też wykonać mierząc prąd dobrej jakości amperomierzem odniesienia, a rejestratorem spadek napięcia na boczniku. Wynik należy zapisać w punkcie kalibracyjnym (u 1, i 1 ). W przypadku użycia standardowych boczników o prądzie znamionowym I n i napięciu znamionowym 60mV można w punkcie (u 1, i 1 ) wstawić wprost wartości (60, I n [A]). Można też zmierzyć wartość rezystancji takiego bocznika metodą techniczną w celu uzyskania dokładności większej od standardowej i wstawić tę wartość według niżej opisanych zasad. Wartość zmiennoprzecinkową rezystancji można opisać siedmioma cyframi dziesiętnymi. Alternatywnym sposobem pomiaru prądu jest użycie zamiast dzielnika napięciowego czujnika Halla z wyjściem napięciowym. Kalibracja takiego czujnika odbywa się tak samo, jak kalibracja czujników wielkości nieelektrycznych. Można zastosować rejestrator do pomiarów prądów w pętlach prądowych 0 20mA lub 4 20mA szeroko stosowanych w przemyśle do przesyłania sygnałów analogowych. W taki obwód należy wstawić bocznik i wykalibrować według powyższych zasad. 6 NASTAWY Przyrząd nastawia się przez łącze Bluetooth za pomocą protokołu wymiany informacji współpracującego z programami w systemach WINDOWS i Android. Z powodu rozdzielczości ekranów telefonicznych mniejszej od rozdzielczości ekranów komputerowych, w drugim przypadku liczba funkcji jest ograniczona. Nastawy, w zależności od decyzji użytkownika, mogą być wpisane do wtyczki inteligentnej lub/i pliku MR.INI rejestratora. Po starcie przyrządu kolejno wczytywane są nastawy: - domyślne, - z wtyczki inteligentnej, - z pliku MR.INI, - z najwyższym priorytetem zawsze mogą być zmienione poprzez Bluetooth z komputera. W zależności od bieżących potrzeb i posiadanych zasobów (zapisów we wtyczkach inteligentnych) użytkownik dowolnie kształtuje sposób pracy przyrządu. Nastawy zapisane do wtyczki inteligentnej lub pliku MR.INI mogą być wielokrotnie używane bez konieczności 37

38 zmiany, co ułatwia zainicjowanie standardowych procedur pomiarowych. Możliwość utrzymania stałych nastaw i kalibracji użytkownika w pamięci EEPROM wtyczki inteligentnej przez wymianę wtyczki pozwala na natychmiastową zmianę funkcji przyrządu. Może to być na przykład zamiana wtyczki przygotowanej do pomiaru prądów i napięć na wtyczkę z dołączonymi czujnikami różnych wielkości fizycznych. Przyrząd z woltomierza i amperomierza od razu zmieni się wtedy w przyrząd służący np. do pomiaru ciśnienia atmosferycznego, temperatury, wilgotności, natężenia światła itd. Przez łącze Bluetooth z interfejsu użytkownika (notebook pełne nastawy; telefon i tablet wybrane nastawy) nastawia się: - krok próbkowania (stały/zmienny, kryterium zmiany) - zakresy (w każdym kanale osobno), - czas rejestracji, - sposób startu rejestracji (brak zapisu, natychmiast, od początku minuty, od początku dnia, od nastawionego czasu, wielokrotny), - zawartość strumienia danych do zapamiętania (dane pomiarowe lub/i dane z GPS), - zawartość strumienia danych do bieżącego wyświetlenia, - czas cyklu i czas przerwy przerywaczy, - czas letni/zimowy + strefę czasową do poprawnej synchronizacji zegara RTC z GPS, - czas RTC, - kalibrację użytkownika (dla każdego kanału osobno), - wybór funkcji pomiarowych (pomiar, rejestracja), - definiowanie stanu wejścia/wyjścia 1UNIV, - tworzenie pliku inicjującego MR.INI. Nastawy są przechowywane we wtyczce inteligentnej lub w pliku MR.INI. Po starcie przyrząd najpierw samoczynnie pobiera nastawy domyślne, a następnie poszukuje obecności wtyczki inteligentnej. Jeżeli ją znajdzie, z niej pobiera nastawy. Następnie sprawdza, czy na karcie mikrosd znajduje się plik MR.INI. Jeżeli stwierdzi jego obecność, to z niego nadpisuje nastawy jako mające wyższy priorytet. Kolejne nastawy, pochodzące z interfejsu użytkownika, mają priorytet najwyższy. Te nastawy można zawsze zmienić i wpisać je do wtyczki inteligentnej lub do pliku MR.INI. W przypadku obecności wtyczki inteligentnej nastawy z pliku MR.INI nie są konieczne. 38

39 7 OBSŁUGA 7.1 POŁĄCZENIE REJESTRATORA z KOMPUTEREM PC Bluetooth - standard Przed rozpoczęciem pracy z programem mrgui służącym do nastaw i odczytów wyników z rejestratorów mr4/mr3p należy zestawić połączenie Bluetooth rejestratora komputer PC. Nie należy zapomnieć o wcześniejszym załączeniu przyrządu. Poprawnie zainstalowane połączenie zostanie zasygnalizowane mocnym błyskaniem niebieskiej diody LED oznaczonej literą B. W pierwszej kolejności należy wyszukać Bluetooth posiadanego rejestratora, następnie autoryzować go, a na końcu sprawdzić, jaki numer portu COM został mu przydzielony. W zależności od wersji systemu WINDOWS wyszukiwanie urządzeń posiadających interfejs Bluetooth jest nieco odmienne. W systemie WINDOWS XP poprzez ikonkę Bluetooth w pasku zadań należy otworzyć folder Moje miejsca interfejsu Bluetooth, w którym znajdują się zakładki - znajdź urządzenie z interfejsem Bluetooth, - dodaj urządzenie Bluetooth. Po wywołaniu tych zakładek i po rozpoznaniu użytego rejestratora należy autoryzować połączenie wpisując kod Poprawny wynik autoryzacji umożliwia pierwsze połączenie. Przy odpowiedniej ikonce strzałki zapalają się na zielono. Klikając w tę ikonkę uzyskuje się folder, w którym wyświetla się numer portu COM, do wykorzystania w programie mrgui. W systemie Windows 7 połączenie uzyskuje się poprzez zakładkę - panel sterowania urządzenia i drukarki Należy kliknąć folder Dodaj urządzenie i poczekać na pojawienie się ikonki nowo wyszukanego urządzenia, po czym wprowadzić kod autoryzacji

40 Po odczekaniu kilku sekund należy kliknąć ikonkę użytego przyrządu, następnie zakładkę Sprzęt i wreszcie kliknąć tekst: Standardowy port szeregowy przez Bluetooth. Wyświetli się numer portu COM, który należy zapamiętać. 40

41 7.1.2 Ethernet opcja Połączenie internetowe jest możliwe tylko w wersji specjalnej rejestratora przy zastosowaniu specjalnej wtyczki zawierającej mikromoduł MOXA, który zamienia protokół działający na portach szeregowych COM na protokół Ethernetowy. Przed przystąpieniem do pracy konieczne jest zainstalowanie odpowiednich sterowników dla tego modułu w używanym komputerze z uwzględnieniem wersji systemu operacyjnego WINDOWS. Następnie konieczne jest zaprogramowanie modułu MOXA, co między innymi polega na nadaniu adresu IP i parametrów portu szeregowego: b/s, 8 bitów danych, no parity, 1 bit stop. Dokładny opis konfiguracji jest dostępny w dokumentacji modułu MiiNePortE1 na stronie Poprawnie dokonana konfiguracja jest pamiętana w module MOXA i nie musi już być powtarzana. Na zakończenie konfiguracji otrzymuje się numer portu COM, który trzeba zapamiętać Program mrgui Program mrgui (dla systemu WINDOWS) służy do wprowadzania nastaw, podglądania bieżących wyników pomiarów zarówno w postaci graficznej tj. rysujących się w czasie rzeczywistym wykresów, jak i w postaci tekstowej, tj. jako liczb opisujących mierzone wielkości. Dodatkowo za pomocą programu można dokonać kalibracji użytkownika dla każdego z kanałów osobno oraz wylistować zbiór plików z wcześniej dokonanymi rejestracjami, a następnie przesłać wybrany plik. Należy zwrócić uwagę na to, że bieżące pomiary, jak i pliki z rejestracjami, mogą być przesyłane do komputera bez konieczności przerywania bieżącej rejestracji. Jednak zmiana zakresów, warunków startu lub prędkości próbkowania zatrzymuje pomiary i zamyka bieżącą rejestrację. Rozpoczęcie nowej rejestracji wymaga zatem odpowiednich nastaw. Na panelu głównym programu widziane są zespoły przycisków i kontrolki podzielone na grupy: - wybór portu COM - wyświetlanie logów lub stanu bieżącej pracy - nastawy i kalibracja użytkownika - system plików z rejestracjami 41

42 - sterowanie strumieniem Bluetooth i wyświetlanie bieżących wartości mierzonych Wybór portu COM W lewym górnym rogu panelu głównego znajduje się pole, na którym widać kontrolki sterujące wyborem portu COM. 42

43 Kliknięcie przycisku Wybierz port COM otwiera panel wyboru. Po lewej stronie znajduje się tablica wyboru portów, której treść można edytować. Pojedyncze kliknięcie na wybrany wiersz wskazuje wybrany port. Podwójne kliknięcie pozwala edytować nazwę portu. Jako nazwę można wstawić dowolny krótki tekst np. numer fabryczny lub miejsce zainstalowania, co niezwykle ułatwia późniejsze użytkowanie przyrządu. Przypisane portom COM nazwy należy zapisać w pamięci komputera przy użyciu przycisku Save_COM_tab. Tablicę nazw można załadować lub wyczyścić na życzenie. Ostatnio poprawnie wybrany port jest pamiętany do przyszłego użycia po następnym starcie programu. Dodatkowo zaznaczając odpowiednie pole wyboru można oczekiwać, że po restarcie program połączy się automatycznie z ostatnio poprawnie wybranym portem COM. Po zamknięciu panelu wyboru portu COM w odpowiednich polach panelu głównego widać numer wybranego portu i jego nazwę. Jeżeli numer portu jest poprawny, tj. zgodny z numerem portu otrzymanym w procesie wyszukiwania, to przez jednokrotne naciśnięcie przycisku Connect/Połącz nastąpi połączenie z rejestratorem. Czas reakcji na żądanie połączenia może trwać od kilku sekund (Bluetooth) do nawet kilkudziesięciu (Ethernet). Należy powstrzymać się od wielokrotnego i częstego klikania w ten przycisk. Poprawne połączenie sygnalizowane jest w rejestratorze intensywnym miganiem niebieskiej diody LED oznaczonej literką B. Dodatkowo w oknie stan bieżący panelu głównego pojawi się opis, a w polu wyboru portu COM zapali się zielona kontrolka LED. Obok tej kontrolki znajduje się informacyjne pole Qlen wyświetlające (w bajtach) zapełnienie bufora COM przeznaczonego do odczytu. Zbyt duża liczba wskazuje na to, że program nie nadąża lub że przerwał czytanie przychodzącego strumienia danych Wyświetlenie logów lub stanu bieżącej pracy W środkowej części panelu głównego mrgui znajdują się tablice, w których naprzemiennie, w zależności od zaznaczenia pola log wyświetla się po połączeniu z przyrządem jego stan bieżącej pracy lub log czyli ślad informacji przychodzących z przyrządu. Stan bieżący może być zawsze odświeżony po naciśnięciu przycisku Aktualizuj stan bieżący. Obserwacja stanu bieżącego, jak i przychodzących z przyrządu ramek informacji, pozwala ocenić, czy przyrząd w danej aplikacji znajduje się w oczekiwanym przez użytkownika stanie, na przykład czy rejestruje dane, czy tylko mierzy, czy załączony jest GPS itd. 7.2 NASTAWY i KALIBRACJA w GESTII UŻYTKOWNIKA 43