Интернет-журнал 'Домашняя лаборатория', 2008 №2 - Журнал «Домашняя лаборатория»
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
• Тетраминмеди хлорат (ТАМХ)
ТАМХ относится к инициирующим ВВ. Он чувствителен к пламени и удару. К сожалению, пока это все что можно сказать о его свойствах. Для его изготовления требуется сульфат меди, хлорат натрия и раствор аммиака.
Синтез
Приборы и материалы
- хлорат натрия
- сульфат меди
- водный раствор аммиака
- этиловый спирт (95 %)
- воск или глина
- вода
- бутылка с узким горлышком
- банка с широким горлом
- трубка (резиновая, медная или стальная)
- ложка
- нагреватель
- фильтровальная бумага
Растворите 2.5 г хлората натрия в 4 0 г этилового спирта. Раствор поместите в банку с широким горлом. Добавьте к раствору 4 г сульфата меди. Прокипятите смесь на паровой бане 30 минут. Смесь изменит цвет. Поддерживайте постоянный объем раствора, доливая этиловый спирт каждые 10 минут. После кипячения уберите раствор с паровой бани. После остывания отфильтруйте жидкость и поместите ее в отдельную банку. Налейте 250 мл раствора аммиака в бутылку с узким горлышком. Вставьте в горлышко трубку и тщательно замажьте зазор глиной или воском. Разместите емкости, как показано на схеме[70], опустив свободный конец трубки в отфильтрованный раствор. Нагрейте бутылку с раствором аммиака так, чтоб аммиак проходил пузырьками через первый раствор. Пропускайте газ до тех пор, пока раствор не поменяет окраску со светло-зеленого на темно-синий. После этого продолжайте пропускать газ еще 10 минут. Уменьшите объем первого раствора до 1/3 первоначального объема, выпарив его на воздухе или на паровой бане. Отфильтруйте выпавшие в осадок кристаллы и промойте их в этиловом спирте. После продолжительной 16-часовой сушки они готовы к использованию.
ПРАКТИКУМ
Основы автоматизации эксперимента
А.Е. Герман, Г.А. Гачко
Одной из наиболее увлекательных и полезных областей применения электроники является сбор и обработка информации об эксперименте. Существует ряд наук, основанных на опыте и неспособных обойтись без него. Одна из таких наук — физика. Экспериментальные методы и измерительная техника в физике в настоящее время весьма разнообразны.
Стремительное развитие электроники оказалось предпосылкой для широкой автоматизации самых различных процессов в научных исследованиях. При этом сигналы от датчиков, в большинстве случаев аналоговые по своей природе, для обработки с помощью микропроцессорных средств должны быть представлены в цифровом виде. Преобразование сигнала из аналоговой в цифровую форму осуществляется с помощью аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Получаемый цифровой сигнал вводится в управляющую ЭВМ или микроконтроллер с помощью портов ввода, обрабатывается, и выводится с использованием портов вывода. Обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый осуществляется с помощью цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).
В ряде случаев входные и выходные сигналы управляющей ЭВМ являются цифровыми. Это входные сигналы от дискретных датчиков, работающих по принципу "есть сигнал-нет сигнала". Выходные цифровые сигналы могут быть использованы для управления включением исполнительных устройств и коммутации различных элементов экспериментальной системы.
Совокупность перечисленных элементов (датчик-АЦП-ЭВМ-ЦАП — исполнительное устройство) в различных комбинациях позволяет создавать системы управления широкого применения, использующиеся и для автоматизации научных исследований.
Предлагаемое читателю учебное пособие содержит описания пяти лабораторных работ по курсу "Основы автоматизации эксперимента" и предназначено для студентов физических специальностей. Первая лабораторная работа посвящена способам цифро-аналогового преобразования. Во второй работе изучаются аналого-цифровые преобразователи, подробно останавливаясь на принципах работы АЦП последовательных приближений. В третьей работе рассмотрены аналоговые ключи на полевых транзисторах, являющиеся неотъемлемым элементом современных систем сбора и обработки аналого-цифровой информации, а также выполненное на их основе устройство выборки-хранения (УВХ) аналоговых сигналов. Шаговые двигатели (ШД) нашли широчайшее применение для управления положением элементов установки в физическом эксперименте и системах автоматизированного управления. Четвертая работа посвящена шаговым двигателям и способам управления ими.
Пятая работа является итоговой, сочетающей в себе основные умения и навыки, полученные при выполнении первых работ. В ходе выполнения пятой работы необходимо из стандартных элементов (таких как монохроматор с ШД, источники света, датчики оптического излучения, АЦП) построить автоматизированный оптический спектрометр, измеряющий спектры поглощения в видимом диапазоне, выполнить его настройку и калибровку, а также получить спектры поглощения неизвестных образцов.
В пособие включено описание принципов организации параллельного интерфейса Centronics (LPT-порта), что позволяет изучить программные методы обмена информацией на низком уровне. Данный интерфейс используется для сопряжения большинства описываемых лабораторных установок с персональным компьютером и выбран исходя из его многофункциональности и простоты программирования. В качестве базового языка программирования при выполнении практикума применяется Паскаль, изучаемый всеми студентами в обязательном порядке.
Особенностью изложения заданий практикума является отсутствие подробных "пошаговых" инструкций к их выполнению. Это позволяет развивать творческий подход студентов к выполнению работы, заставляет более глубоко изучать теоретический материал и, в дальнейшем, принимать участие в решении более сложных задач курсового и дипломного проектирования.
Способы цифро-аналогового преобразования
Лабораторная работа № 1
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Изучить основные способы цифро-аналогового преобразования, способы построения цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) и их основные параметры. Освоить принципы программно-управляемого обмена информацией через параллельный порт и реализовать генератор сигналов специальной формы на основе ЦАП.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Макет ЦАП, два регулируемых источника питания 0-15 В, мультиметр, осциллограф, персональный компьютер, соединительные провода.
Рис. 1. Простейший ЦАП с суммированием весовых токов
Рис. 2. Схема ЦАП с R-2R матрицей постоянного импеданса
Рис. 3. Схема инверсного включения ЦАП с R-2R матрицей
Рис. 4. Формирование напряжения по токовому выходу ЦАП
Рис. 5. Структурная схема лабораторной установки по изучению ЦАП
Рис. 6. Принципиальная схема лабораторной установки по изучению ЦАП
Способы аналого-цифрового преобразования
Лабораторная работа № 2
ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Изучить основные способы аналого-цифрового преобразования, виды аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и их основные параметры. Освоить построение программно управляемых АЦП, работающих по методу последовательных приближений.
ОБОРУДОВАНИЕ:
Макет АЦП последовательных приближений, два регулируемых источника питания 0-15 В, мультиметр, осциллограф, персональный компьютер, соединительные провода.
Рис. 1. Сравнение различных видов АЦП по разрешению и производительности
Рис. 2. Структурная схема макета лабораторной установки по изучению АЦП последовательных приближений
Рис. 3. Принципиальная схема макета лабораторной установки по изучению
