Měření s měřicím systémem GPIB

Laboratorní práce z metrologie IS Teoretická část Měření s měřicím systémem GPIB V širším slova smyslu je měřicí systém podle normy ČSN 01 0115 úplný soubor měřicích přístrojů a jiného vybavení, který je sestaven k provádění specifikovaných měření. Nazývá se též měřicí instalace či měřicí sestava. V užším slova smyslu je měřicí systém charakterizován těmito znaky: číslicovým charakterem měření a komunikace, programovatelností, standardním způsobem součinnosti funkčních jednotek, samočinnou funkcí, víceúčelovým využitím. GPIB (General Purpose Interface Bus) je měřicí systém složený z autonomních přístrojů. Tento standard je nejrozšířenější soustavou používanou v celém světě pro automatizaci měřicích a testovacích procesů. Jde o soustavu, která byla určena pro sestavování flexibilních měřicích systémů v rozsahu jedné nebo několika laboratoří či zkušeben. Systém je sestavitelný z měřicích i jiných přístrojů, které mohou být kromě autonomního provozu vzájemně propojeny sběrnicí liniového typu s počítačem. Na rozdíl od jiných systémů mají měřicí přístroje definovanou přesnost a jsou vybaveny vstupními obvody pro potlačení rušení. Uživatel nemusí tyto záležitosti řešit, kalibrují se jen jednotlivé přístroje a nikoliv sestavené měřicí řetězce či systém. Tento stykový systém vznikl již v roce 1972 u firmy Hewlett-Packard a později byl převzat do norem jednotlivých států i mezinárodních norem. Podle toho se tento systém také nazývá GPIB, IEEE488, IEC625, HP-IB, IEC-Bus a Plus-Bus, u nás se tento systém nazýval IMS-2 (Informační měřicí systém druhé generace). Zařízení je definované svou funkcí a není proto součástkově závislé. Systém vznikl vlastně ještě před počítači třídy PC. Normy zajišťují součinnost funkčních jednotek v oblasti mechanické, elektrické a funkční. Není normována operační oblast, tj. programovací jazyk, kódování a uspořádání přístrojových zpráv. Protože se původní systém osvědčil, původní standard se nyní označuje ANSI/IEEE488.1 a jeho rozšíření z roku 1987 se označuje jako ANSI/IEEE488.2. Sběrnice GPIB: Propojovací soustava umožňuje propojování a vzájemnou součinnost funkčních jednotek (FJ) systému. Viz obr.1. Funkčními jednotkami mohou být měřicí přístroje s číslicovým výstupem i jiné prvky měřicích obvodů opatřené obvody pro zajištění součinnosti se systémem. Funkční jednotkou mohou být i periferie používané u počítačů, opatřené potřebnými obvody pro součinnost. Uspořádání měřicího systému je liniového typu. Propojovací souprava používá 8 vodičů informačních (označovaných DIO1, DIO2,...DIO8), po kterých se přenáší data oběma směry, dále pak adresy funkčních jednotek systému a vícevodičové signály. Propojovací soustava dále obsahuje dalších 8 vodičů, z nichž tři zajišťují přenos zpráv po vodičích DIO1 až 8 (označované DAV, NRFD, NDAC), zbylých pět je určeno pro jednovodičové zprávy (označované IFC, ATN, SRQ, REN, EOI). Informační vodiče DIO1... DIO8 (Data input output - vstupní nebo výstupní data) přenášejí data po jednotlivých slabikách (bytech), tzn. že všechny bity jednoho bytu se přenášejí současně, mluvíme o paralelním přenosu dat. Jednotlivé slabiky mohou mít pro funkční jednotku význam informační (tj. naměřené hodnoty a programovací signály) nebo adresové (vysílací adresy, přijímací adresy) nebo vícevodičové signály řídící činnost funkčních jednotek. Rozlišení, zda jde o informační signály nebo ostatní, se provádí jednovodičovým signálem ATN. Je-li ATN=0 (logická nula), mají znaky na DIO vodičích význam informačních signálů. Je-li ATN=I (logická jedna), jde o ostatní signály - adresy a vícevodičové signály řídicí. V této propojovací soustavě neexistuje zvláštní řídicí signál na rozlišení směru toku informace mezi dvěma konverzujícími funkčními jednotkami. Systém proto pracuje tak, že každá funkční jednotka má dvě adresy, přijímací a vysílací. Podle toho, kterou adresou je funkční jednotka naadresována, jednotka buď přijímá nebo vysílá informační signály. Tento způsob umožňuje, aby současně pracovalo jako přijímač i několik funkčních jednotek, zatímco jako vysílač smí pracovat v daném okamžiku pouze jedna funkční jednotka. Slabika na vodičích DIO1... DIO8 má při ATN=I složení jednotlivých bitů podle schématu na obr.2. Rozlišení jednotlivých druhů vícevodičových signálů a jejich kódování je uvedeno v tab.1. Jestliže signál ATN=0, pak znaky přenášené po vodičích DIO1 až DIO8 jsou chápány jako informační signály. Tyto mohou mít význam naměřených hodnot nebo programovacích signálů funkčních jednotek. Jejich

rozlišení provádí jednotka sama. Naměřené hodnoty i programovací signály jsou kódovány kódem ISO 7 (ASCII), tab. 2 a tab.3. Způsob interpretace zpráv je na obr.3. Existují doporučené formáty naměřených hodnot, které se mají používat pro přenos výsledků z měřicích přístrojů i formáty pro programové nastavení měřicích rozsahů. Např. pro naměřenou hodnotu napětí 1,234 V se data přenáší ve formě řetězce V+00001234E-3. Funkční role funkčních jednotek GPIB: Funkční jednotky měřicího systému se mohou nacházet v těchto rolích: mluvčí (T), posluchač (L) a řídič (C). Aby se v těchto rolích mohly nacházet, musí tomu odpovídat povaha jejich předpokládané činnosti, musí být pro tuto činnost vybaveny příslušnými stykovými funkcemi, svou konstrukcí a nakonec musí být pro tuto roli adresovány, tj. vyzvány k této činnosti. V daném okamžiku může být jen jedna jednotka v roli mluvčího, posluchačů může být i několik. Také v daném okamžiku může být jen jeden řídič, který má možnost vysílat jednovodičové zprávy IFC, ATN, REN a tím určovat mluvčího a posluchače na sběrnici. Funkce řídiče může být také předávána, ale pak musí existovat systémový řídič, který má prioritní právo vysílat signály IFC a ATN a tudíž kdykoliv převzít funkci řídiče. Řízení přenosu znaků po sběrnici systému GPIB: Přenos znaků po DIO vodičích se děje asynchronním korespondenčním cyklem. Říká se mu také přenos s potvrzením (kvitancí), anglicky handshake. V systému se k řízení přenosu používá tří jednovodičových signálů: DAV (Data Valid - data platná) - určuje platnost jedné slabiky dat na výstupu vysílající funkční jednotky a během jeho trvání se signály na datové sběrnici nesmějí měnit. NRFD (Not Ready For Data - nepřipraven pro data) - přijímací funkční jednotka vysílá informaci vysílači, že není připravena přijmout další slabiku přenášených znaků. NDAC (Not Data Accepted - data ještě nepřijata) - přijímací jednotka vysílá informaci vysílači, že ještě nepřijala vysílanou slabiku a že není možno vysílat slabiku další. Tento způsob přenosu znaků po sběrnicích se někdy nazývá bit paralell - byte serial. Přenosový cyklus je schematicky znázorněn na obr.4. V obrázku jsou signály NRFD a NDAC nahrazeny negacemi RFD (připraven pro příjem) a DAC (znak přijat). Uvážíme-li, že funkční jednotky jsou paralelně připojeny k vodičům propojovací soustavy, jsou signály na vodičích DIO charakteru logického součtu (tj. vyšle-li tento signál jedna funkční jednotka, musí se objevit na sběrnicích). Stejná situace je se signálem DAV, který dává rovněž vysílací jednotka. Signál RFD se smí na sběrnicích objevit až jej vyšlou všechny přijímací funkční jednotky. Jde tedy o signál charakteru logického součinu. Stejný charakter má i signál DAC. Rychlost komunikace se tak přizpůsobuje nejpomalejší funkční jednotce. Signály jsou v soustavě realizovány v inverzní TTL logice. V klidovém stavu, kdy jsou na všech vodičích signály 0, mají všechny vodiče vůči zemi napětí +5 V. Případná porucha v soustavě se snadno pozná. Signály řízení obecných funkcí soustavy GPIB: Obecné funkce soustavy se řídí zbylými pěti jednovodičovými signály: IFC (Interface Clear - nulování styku) uvádí všechny funkční jednotky systému do klidového (předem určeného) stavu. Signál vysílá pouze řídící jednotka. ATN (Attention - pozor) určuje význam signálů přenášených po vodičích DIO1...8. Signál vysílá pouze řídící jednotka. REN (Remote Enable - umožnění dálkového ovládání) přepojuje řízení funkční jednotky na dálkové ovládání a odpojuje ovládání z panelu funkční jednotky. Signál vysílá pouze řídící jednotka. SRQ (Service Request - vyžádání obsluhy) přerušovací signál, který vysílá funkční jednotka. Řídící jednotka, která přijme tento signál se postupně zeptá všech funkčních jednotek, zda žádaly přerušení. Tuto činnost je nutno zajistit programově. EOI (End Or Identify - konec nebo identifikace) určuje poslední slabiku seriového přenosu. Vysílá mluvčí nebo řídič Význam signálu EOI je nutno posuzovat ve spojitosti se signálem ATN. Výše uvedený základní význam (poslední slabika zprávy) platí při ATN=0. Je-li však ATN=I, je signál EOI chápán funkčními jednotkami jako výzva k vyslání stavové slabiky v režimu tzv. paralelního hlášení. Kdy na výzvu (po požadavku obsluhy SRQ) se hlásí příslušná funkční jednotka jednovodičovým signálem po vodičích DIO1... 8, odtud název Identify Přehled významu všech kombinací signálů ATN a EOI uvádí následující tabulka: Signál

ATN EOI Význam znaků na DIO1 až DIO8 I 0 adresa, vícevodičová interfejsová zpráva I I interfejsová zpráva IDY - ohlaš se 0 0 informační (datový) signál 0 I poslední informační slabika Dnes se už téměř nevyvíjejí elektronické měřicí přístroje, zdroje a generátory, které by neměly možnost napojení na GPIB. Proto se měřicí přístroje a jejich ovládací prvky musí konstruovat s ohledem na možnost dálkového ovládání logickými signály. V měřicím systému mohou tyto jednotky pracovat jako přijímače nebo jako přijímače a vysílače. Přijímače vykonávají příkazy přijaté z propojovací soustavy systému ( sběrnice). Tyto jednotky zpravidla nevysílají žádné údaje ani naměřené hodnoty zpět na sběrnici, s výjimkou korespondenčních signálů. Jednotky pracující jako přijímače i vysílače přijímají řídící a programovací příkazy a mohou vysílat naměřené hodnoty i jiné údaje podle příkazu na sběrnici systému. Zprávy: Každý přístroj připojitelný na sběrnici GPIB musí mít kromě vlastní funkční části, zajišťující plnění požadované měřicí funkce ještě stykovou část, umožňující činnost přístroje při jeho zapojení do systému. Při komunikaci dochází k výměně zpráv stykových částí přístrojů s jejich okolím. Tyto zprávy jsou několikerého druhu, viz obr. 5. Místní zprávy slouží ke komunikaci mezi funkční a stykovou částí přístrojů, tyto zprávy nejsou přenášeny společnou sběrnicí. Norma definuje 18 místních zpráv, které mohou stykové části přejímat od funkčních částí. Tyto zprávy se označují trojicí malých písmen, plynoucích z anglického názvu, např. rdy = ready, pon = power on. Dálkové zprávy jsou zprávy přenášené společnou sběrnicí mezi stykovými jednotkami různých přístrojů. Tyto dálkové zprávy jsou buď přístrojové nebo stykové. Přístrojové zprávy jsou zprávy přenášené mezi funkčními sekcemi různých přístrojů, tedy programovací údaje a naměřená data. Stykové zprávy jsou zprávy přenášené mezi stykovými částmi různých přístrojů a do funkčních sekcí nepronikají. Pomocí stykové zprávy ovlivňuje styková sekce jednoho přístroje stykovou sekci jiného přístroje. Tyto zprávy se označují trojicí velkých písmen, např. UNL = unlisten, STB = status byte. Podle počtu vodičů se rozlišují zprávy jednovodičové a vícevodičové. Zatímco jednovodičových zpráv se může současně přenášet více, vícevodičová zpráva může být v daném okamžiku přenášena jen jedna. Stykové zprávy se rozdělují do několika skupin podle obsahu. Jsou to univerzální příkazy (tj. příkazy všem jednotkám), zprávy řídící korespondenci, zprávy o stavu, adresy, adresované příkazy a sekundární příkazy a adresy, viz tab.5. Kódování zpráv souvisí s jejich rozdělením, jak již bylo uvedeno na obr.2 a v tab.1 a tab.3. Trojice bitů na vodičích DIO7, DIO6 a DIO5 určují druh zprávy: 000 adresovaný příkaz, 00I univerzální příkaz, 0IX adresa posluchače, I0X adresa mluvčího, IIX sekundární příkaz nebo adresa. Adresa přístroje DIO5 až DIO1 se nastaví na jeho stykové části pomocí pěti přepínačů. Pokud přístroj pracuje jako mluvčí nebo posluchač, pak využívá při obou funkcích nastavenou pětibitovou adresu, celková adresa se však v obou funkcích liší bity DIO7 a DIO6, příkladem mohou být adresy I0I0I0I a 0II0I0I, kterým v kódu ISO7 odpovídají znaky U a 5. Stykové funkce: Řízení měřicího přístroje musí být navrženo tak, aby při přijetí programovacích znaků byly provedeny naprogramované úkony. Příslušný blok přístroje, který zajišťuje tuto činnost se nazývá vnitřní obvod styku, jak je vidět na obr.5. Přenos znaků mezi funkčními jednotkami po sběrnici systému musí odpovídat normě, musí být podle této normy synchronizován s činností ostatních fukčních jednotek systému. Tuto činnost zajišťuje obvod nazývaný vnější obvod styku. Tento blok má normou předepsány dovolené signály i způsob součinnosti směrem ke sběrnici systému, jakož i signály od vnitřního obvodu styku. Předepsané vlastnosti vnějšího obvodu jsou v normě určeny pomocí stykových funkcí. Názvy stykových funkcí a jejich označení jsou uvedeny na obr.6. Stykové funkce mohou být realizovány tak, že splňují jen některé požadavky na ně kladené. Neexistence stykové funkce se vyjadřuje symbolem 0, čísla větší než nula

pak vyjadřují stupeň realizace dané funkce. Obchodní informace o přístroji, že má možnost napojení na sběrnici GPIB většinou nedostačuje, odborníka vždy musí zajímat, jaké má přístroj realizované stykové funkce. Styková funkce AH umožňuje přijímat vícevodičové zprávy. Posluchač musí mít funkce AH a L. Podobně funkce SH umožňuje odesílat vícevodičové zprávy, mluvčí musí mít funkce SH a T. Řídič musí mít funkce AS, SH, L, T a C, ovšem kromě dalších stykových funkcí. Pro vyžádání obsluhy musí mít podřízené jednotky realizovanou funkce SR a PP. Po zachycení signálu SRQ řídičem musí řídič zjistit, která jednotka žádá o obsluhu. To se provede např. konfigurací seriového hlášení, kdy řídič postupně žádá jednotky o vyslání stavového bytu, z něhož zjistí, zda jednotka žádala o obsluhu, příp. i druh problému, řídič pak dále postupuje podle programu na řešení tohto problému (tj. provádí vlastní obsluhu). Pak pokračuje další činnost podle původního programu. Elektromechanická specifikace: Sběrnice používá inverzní logiku na úrovni TTL. Propojovací kabel musí mít stínění a nejméně 24 vodičů. Signálních vodičů sběrnice je 16. Rychlost přenosu údajů po kterémkoliv vodiči sběrnice je 1 Mbit/s, což odpovídá 250 000 slabik za sekundu. Počet funkčních jednotek je 15, celková délka sběrnice nesmí být větší než 20 m. Konektory se používají dvou typů, jiné v Evropě a jiné v Americe. Rozšíření systému: Standard IEEE488.2 rozšiřuje možnosti systému tím, že definuje následující pravidla pro činnost: a) minimální sestavu stykových funkcí podle IEEE488.1, b) formát dat a syntaxi zpráv, c) rozšířený stavový model, d) soubor obecných příkazů, e) protokol přístrojových zpráv. Další rozšíření možností: S technickým rozvojem došlo k rozšíření možností systému. Omezení uvedená v elektromechanické specifikaci jsou překračována, je možno připojit více funkčních jednotek, na větší vzdálenosti (sběrnice může komunikovat i přes Internet), s vyšší rychlostí. Sběrnice může být propojena konvertory s jinými měřicími systémy. Činnost systému může být programována pomocí programovacích jazyků BASIC, C, PASCAL. Systém může pracovat i se specializovanými softwarovými produkty ASYST, LabVIEW a j., tyto produkty však vyžadují speciální obslužné programy - přístrojové ovladače, které zajišťují ovládání daného technického prostředku (přístroje) standardním způsobem. Laboratorní zařízení: Počítač s vloženou komunikační kartou PCL-848A/B. Číslicový voltmetr M1T330. Přesný programovatelný multimetr M1T380. Programovatelný zdroj BS575. Měřič RLC BM595. Manuály k těmto zařízením, norma IMS-2, příručka GWBASIC. Propojovací vodiče, žárovka v objímce. Zadání práce: 1. Seznámení s lokální obsluhou přístrojů. 2. Komunikace na sběrnici, adresování přístrojů, měření a programování činnosti. 3. Činnost měřicího systému s programem v jazyku BASIC. 4. Proveďte měření voltampérové charakteristiky žárovky v rozsahu napětí do 6,3 V.

5. Znázorněte voltampérovou charakteristiku žárovky graficky. 6. Do dalších grafů vyneste závislost odporu, výkonu a teploty na napětí. Pracovní postup: 1. S pomocí návodů se seznamte s lokální činností a obsluhou těchto přístrojů: a) číslicový voltmetr M1T330: přístroj vyzkoušejte ve funkcích: - režim jednoho měření a režim opakovaného měření, - signalizace režimu lokálního či dálkového (EXT) ovládání. b) programovatelný zdroj BS575: přístroj vyzkoušejte ve funkcích: - zdroje napětí a zdroje proudu a závislosti na odporu zátěže, - signalizace režimu lokálního či dálkového (REM) ovládání, Funkci zdroje vyzkoušejte na zátěži (proměnný rezistor 100 Ω), napětí měřte voltmetrem ML-10 (magnetoelektrický systém) a souběžně i voltmetrem M1T330. c) přesný programovatelný multimetr M1T380: - režim měření napětí (režim jednoho měření a režim opakovaného měření), režim rychlého měření a měření se zvýšenou přesností, nastavení nuly, vyzkoušejte program č.1 a zadání vodně zvolených konstant, - režim měření odporů (zapojení odporového teploměru dvouvodičově a čtyřvodičově), - režim měření teploty (čtyřvodičové zapojení),, - signalizace režimu lokálního či dálkového (REMOTE) ovládání. d) měřič RLC BM595: - zjistěte kmitočet měření, - režim měření odporů (3 vzorky), určete údaje a podle manuálu i dovolené chyby měření, - režim měření kapacity (3 vzorky), určete údaje a podle manuálu i dovolené chyby měření, - signalizace režimu lokálního či dálkového (REM) ovládání, - proveďte měření na posuvném odporu 44 Ω, měřte odpor R, koeficient samoindukce L, dále Q a D při frekvenci 1000 Hz a totéž při frekvenci 2000 Hz, uveďte vzorce pro výpočet Q a D (manuál, str.22) a zkontrolujte vzájemné vztahy R, L, f a jim odpovídající hodnoty Q a D. Při frekvenci 1000 Hz vypočítejte nejistotu měření Q, znále-li chyby měření R a L. 2. Použitá komunikační karta umožňuje používat jen číselnou adresu funkční jednotky (zde přístroje), konverze na adresy mluvčího a posluchače se provádí automaticky. Číselná adresa přístroje se volí pěti přepínači (vzadu na každém přístroji) ve dvojkovém kódu. Jsou-li přepínače např. A1, A2, A3, A4, A5 nastaveny na 10100, odpovídá to dekadickému číslu adresy 1 2 0 + 0 2 1 + 1 2 2 + 0 2 3 + 0 2 4 = 5. Manuální komunikaci s přístroji z počítače (řídič) přes sběrnici GPIB vyzkoušejte pomocí programu EXAMP1.EXE, který je uložen v adresáři D:\PREV\IMS. V tomto programu (v jeho hlavní nabídce) je režim OUTPUT DATA (volba 1) určen pro programovací a řídicí příkazy od řídiče (PC) k přístrojům. Režim ENTER DATA (volba 2) je určen pro měřené údaje (a jiná data) od měřicích přístrojů k řídiči (PC). Ukončení programu je volba 3. Při volbě 1 v režimu OUTPUT DATA je třeba volit adresu přístroje a pak příslušný programovací řetězec. V programovacím řetězci dodržujte velká písmena (jen novější přístroje rozumí i malým písmenům). Při odeslání programovacího řetězce sledujte režim přístroje podle jeho lokální signalizace, zda přešel do režimu dálkového ovládání. Zadané programovací příkazy si přístroj zapamatuje a opět se zadávají jen v případě, že je chceme měnit. Při opakovaném měření se opakuje jen příkaz k provedení měření (vetšinou příkaz E od slova execute = proveď). Adresy přístrojů: M1T330 3 v.č. 5 420 268 BS575 2 M1T380 9 BM595 1 jiný M1T330 5 v.č. 5 202 664 Vyzkoušejte komunikaci s jednotlivými přístroji: a) číslicový voltmetr M1T330:

Změňte adresu přístroje z 3 na 6 a vyzkoušejte komunikaci, po vyzkoušení vraťte adresu na původní hodnotu. Do protokolu uveďte polohy přepínačů pro adresu 6. b) programovatelný zdroj BS575: U tohoto zdroje nefunguje dálkové řízení, bude provozován jen v manuálním režimu. c) přesný programovatelný multimetr M1T380: nebudeme zkoušet d) měřič RLC BM595: Měření prováďejte na posuvném odporu 44 Ω, jehož hodnotu můžete měnit jezdcem. Vyzkoušejte programovací příkaz A0B0C0D0F4H0L0T0E a podle manuálu zjistěte a uveďte do protokolu význam jednotlivých kódů. Při komunikaci si všímejte signalizace čtyř stavů na přístroji (nad tlačítkem LOCAL) a do protokolu uveďte jejich význam. 3. Komunikace s přístroji pomocí programu: Přestože komunikace je možná v jazycích BASIC, C a PASCAL, používáme nejjednodušší komunikaci a sice v jazyku BASIC. Tyto programy se spouští pomocí intrepretu (program se předem nepřekládá do strojového kódu, ale překlad se provádí až při jeho provádění, což jej zpomaluje) jazyka BASIC, který je v souboru GWBASIC.EXE. Způsob práce s interpretem je uveden v příloze. Do prostředí interpretu načtěte příslušný program (má příponu.bas), který si můžete prohlédnout, vytisknout a spustit. První program, který spustíte je INI.BAS, který inicializuje komunikační kartu PCL-848. Další programy již umožňují komunikaci s jednotlivými přístroji, programování jejich činnosti a předávání naměřených dat řídiči, ukládání dat do souboru a opakovaná měření v zadaných časových intervalech. Je-li třeba používané programy modifikovat, pak je zkopírujte pod novým jménem a tyto je možno modifikovat. Modifikaci programu je vhodné provádět pomocí programu Norton Commander, který spustíte příkazem NC z prostředí DOSu, najdete potřebný program a příkazem F4 přejdete do editačního režimu. Upravíte program, který uložíte klávesou F2. Opustíte program klávesou F10, příp. i opakováním a potvrzením. Činnost s jednotlivými přístroji: a) číslicový voltmetr M1T330: Komunikaci s voltmetrem zajišťuje program IMS1.BAS. Proveďte měření napětí s tímto programem, měřené napětí měňte v průběhu měření. Jako zdroj napětí použijte K127 nebo BS525. Dešifrujte význam jednotlivých příkazů tohoto programu podle příručky GWBASIC a podle manuálu karty PCL848. b) programovatelný zdroj BS575: nekomunikuje. c) přesný programovatelný multimetr M1T380: (nebudeme zkoušet) d) měřič RLC BM595: Základní komunikaci zajišťuje program IMS2.BAS. Pro ukládání měřených dat do souboru použijte program IMS4.BAS, určete název a umístění datového souboru. Pro měření v zadané časové posloupnosti vyzkoušejte program IMS5.BAS. Měření provádějte na posuvném rezistoru 44 Ω. 4. Žárovku 6,3 V spolu se seriově zapojeným rezistorem o hodnotě 0,1 Ω zapojte na zdroj BS575. Dvěma voltmetry M1T330 měřte napětí na žárovce a na seriově zapojeném rezistoru (tento údaj bude použit pro výpočet proudu). Použijte program IMS8.BAS, který spusťte v prostředí GWBASICu. Napětí na zdroji budete nastavovat ručně od 0,0 V s krokem 0,1 V do 6,3 V na žárovce. Proudové omezení nastavte na 400 ma. Měření probíhá v cyklu. Po každém nastaveném napětí je třeba vyčkat ustálení teploty žárovky (a tím i údaje) asi 30 s. Stiskem klávesy ENTER se další hodnoty napětí změří, zobrazí na monitoru a zapíší do souboru. Stiskem klávesy k se končí měření. Vytiskněte program IMS8.BAS a komentujte příkazy a jejich činnost s výjimkou příkazů definice konstant komunikační karty. Datový soubor si prohlédněte, např. příkazem TYPE s názvem souboru jako parametrem. Tento soubor načtěte do EXCELU a vytvořte tabulku a příslušné grafy. Při importu dat volte vhodné oddělovače řetězců, zkuste oddělovač uvozovky. Načtená data jsou v textové formě. Je třeba řetězce upravit tak, aby se odstranily znaky, které nejsou významné číslice. Použijte textové funkce ZLEVA a ZPRAVA pro odřezání znaků a funkci HODNOTA pro převedení čísla z textového formátu do číselného formátu. 5. Voltampérová charakteristika je závislost proudu na napětí pro daný prvek. 6. Odpor a výkon se počítají podle známých vztahů. Teplotu je možno počítat z odporu, pokud znáte teplotní součinitel odporu materiálu vlákna žárovky (tj.volframu). Pro určení teplotního součinitele je třeba změřit při napětí 3 V teplotu žárovky optickým pyrometrem PYROMET (nezapoměňte na korekci!) a z této teploty pak vypočítat teplotní součinitel odporu a s jeho hodnotou pak počítat teploty i pro ostatní experimentální body.

Příloha : GWBASIC GWBASIC je interpret jazyka BASIC, který je na PC č.1 uložen v adresáři D:\PREV\IMS\BAS v souboru GWBASIC.EXE. Spuštěním tohoto souboru v prostředí DOSu se dostanete do prostředí GWBASICu. Opuštění tohoto prostředí se provádí příkazem SYSTEM. Chceme-li do tohoto prostředí načíst program v BASICu, volíme klávesu F3: Load a na výzvu za uvozovku zadáme název souboru (tj. programu v BASICu). Je-li tento soubor mimo aktuální adresář, je třeba zadat jeho úplnou specifikaci (tj. včetně cesty). Výpis tohoto programu (souboru) se provádí klávesou F1: List.. Spuštění programu se provádí klávesou F2: Run a další činnost již probíhá podle tohoto programu. Násilné ukončení programu se provádí z klávesnice tlačítkem Break, nebo Ctrl+C. Chceme-li používat nový program, je třeba ukončit činnost GWBASICu příkazem SYSTEM a novým spuštěním tohoto prostředí provést načtení nového programu v jazyku BASIC. Výpis programu na monitoru je možno provádět (mimo možnost F1 v prostředí GWBASICu; mimo použití tlačítek F3 resp. F4 při editaci v prostředí Norton Commanderu) také v prostředí DOSu příkazem TYPE <jméno souboru>, případný výtisk programu na tiskárně se pak provádí příkazem TYPE <jméno souboru> >PRN.