[PDF] Practical Interfacing In The Laboratory: Using A PC For Instrumentation, Data Analysis, And Control - Stephen E. Derenzo - 1st Edition

Practical Interfacing in the Laboratory: Using a PC for Instrumentation, Data Analysis, and Control – Stephen E. Derenzo – 1st Edition

Descripción

Este texto describe en términos prácticos cómo usar la microcomputadora para detectar cantidades del mundo real como temperatura, fuerza, sonido, luz, etc., para analizar los datos rápidamente, para mostrar los resultados o para usar los resultados para realizar un control. función. Fue escrito para ingenieros y científicos en ejercicio, y como libro de texto para cursos de laboratorio sobre transductores electrónicos e interfaces de microcomputadoras. Nuestro enfoque aprovecha al máximo la disponibilidad de microcomputadoras de costo relativamente bajo que son lo suficientemente poderosas para admitir puertos de entrada/salida (E/S) paralelos de alta velocidad, placas de circuito de adquisición de datos, sistemas operativos gráficos, lenguajes de programación de alto nivel, y cálculos rápidos de doble precisión.

Este libro muestra en términos prácticos la gama de problemas de adquisición, análisis, visualización y control de datos que se pueden abordar de manera rentable sin profundizar en el protocolo de bus o el idioma nativo de un microprocesador en particular. El libro contiene cinco capítulos, que cubren herramientas digitales, herramientas analógicas, conversión entre señales analógicas y digitales, sensores y actuadores, y análisis y control de datos. Los 27 ejercicios de laboratorio se pueden utilizar en un curso de laboratorio de nivel universitario o como ejemplos de trabajo para ingenieros y científicos en ejercicio que deseen aplicar los principios de sensores, amplificación de bajo nivel y microcomputadoras en su trabajo de manera práctica e inmediata.

Este material fue desarrollado para dos cursos de laboratorio de un semestre en el Departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación de la Universidad de California en Berkeley, EECS 145L: “Laboratorio de Transductores Electrónicos” y EECS 145M: “Laboratorio de Interfaz de Microcomputadoras”. El propósito de estos dos cursos es proporcionar a los estudiantes universitarios de nivel superior las herramientas necesarias para detectar y controlar cantidades del “mundo real”, como la temperatura y la fuerza, así como para mostrar los resultados de los análisis en “tiempo real”. como el ajuste de mínimos cuadrados, la prueba t de Student, transformadas rápidas de Fourier, filtrado digital, etc. Se supone que los estudiantes han tenido alguna exposición a la electrónica analógica y digital elemental, cálculo diferencial y álgebra lineal, y el lenguaje de programación C. A lo largo de los años, hemos utilizado varios sistemas de microcomputadoras diferentes en el laboratorio, y los ejercicios de laboratorio se diseñaron para ser lo más independientes posible de la máquina.

Se proporcionaron instrucciones especiales (como los Apéndices E y F) para el contador/temporizador en particular, el puerto de E/S paralelo y la tarjeta de adquisición de datos que se usaron. Un avance reciente es el soporte de software en forma de controladores C-callable que hacen que sea relativamente fácil realizar adquisiciones y transferencias de datos de una sola palabra y de bloques en el entorno de Windows NT. Se eligió el lenguaje de programación C porque está disponible para casi todas las microcomputadoras y es adecuado para la adquisición, el análisis y el control de datos. Proporciona E/S de bytes y palabras, manipulación de bits, poderosas estructuras de datos y bifurcación condicional, una amplia variedad de precisión y longitud de bits para números enteros y de punto flotante, y ejecución de alta velocidad.

Ver más
  • Preface
    Acknowledgments
    1 Digital tools
    2. Measuring event times
    3. Digital interfacing: switches and lights
    4. Operational-amplifier circuits
    5. Instrumentation amplifiers
    6. Analog filtering
    7. Introduction to A/D and D/A conversion
    8. D/A conversion and waveform generation
    9. A/D conversion and periodic sampling
    10. Frequency aliasing
    11. Measuring angular position
    12. Measuring temperature
    13. Measuring strain and force
    14. Measuring light with a photodiode
    15. The thermoelectric heat pump
    16. Electrodes and ionic media
    17. The human heart
    18. The electromyogram (EMG)
    19. The electrooculogram (EOG)
    20. Analog ? digital conversion and least-squares fitting
    21. Fast Fourier transforms of sampled data
    22. Fast Fourier transforms of the human voice
    23. Digital filtering
    24. Process compensation using Fourier deconvolution and digital filtering
    25. Analog temperature control using a resistive heater
    26. Temperature control using the computer and a resistive heater
    27. Temperature control using the computer and a thermoelectric heat pump
    Appendix A Grounding and shielding
    Appendix B Experimental uncertainties
    Appendix C C programming tips
    Appendix D Numerical methods and C functions
    Appendix E Summary of Data Translation DT3010 PCI plug-in card
    Appendix F Using the digital oscilloscope to record waveforms
    Appendix G Electrical hazards and safety
    Appendix H Standard resistor and capacitor values
    Appendix I ASCII character codes
    Glossary
    Index
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