Számítógépes mérések fizikai kísérletekben Dr. Almási Gábor Pécsi Tudományegyetem Fizikai Intézet Fizikai Informatika Tanszék.

Az előadások a következő témára: "Számítógépes mérések fizikai kísérletekben Dr. Almási Gábor Pécsi Tudományegyetem Fizikai Intézet Fizikai Informatika Tanszék."— Előadás másolata:

1 Számítógépes mérések fizikai kísérletekben Dr. Almási Gábor Pécsi Tudományegyetem Fizikai Intézet Fizikai Informatika Tanszék

2 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 2 Tartalom •Előszó: sajátos szemlélet… •Számítógépes ??? –Kicsi a nagy ellen! –Neumann, vagy Harvard? •Mérések ??? –Mit is lehet megmérni? •Fizikai !!! •Kísérletekben ??? –Mérjünk, vagy számoljunk?

3 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 3 Előszó •Egy feladat a békéscsabai KÖMAL táborból (Gnädig Péter, Varga István): „ Mekkora kilövési szög esetében távolodik folyamatosan egy lövedék a kilövés helyétől?” MathCAD megoldás Origin megoldás Analitikusan majd máskor…

4 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 4 Számítógépes (???) Processzor technológia Neumann elv főbb elemei teljesülnek Átlapolás megvalósítható Nem szimmetrikusak az ALU bemenetei

5 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 5 Processzor technológia

6 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 6 Processzor technológia Csővezeték elv (Pipeline):

7 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 7 Processzor technológia Miből származnak a problémák, avagy van-e a Moore törvénynek negatív üzenete? •Kompatibilitás •Erőforrások ütemezhetetlensége •Sokszálúság •Virtualizáció

8 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 8 Processzor technológia

9 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 9 Processzor technológia (alternatívák ) Transmeta Crusoe PIC 16F84

10 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 10 Processzor technológia (összevetés)

11 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 11 Processzor technológia (alternatívák ) Vissza a kezdetekhez…(i8051 klón: ADuC816)

12 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 12 Érzékelők, mérőeszközök •Idő mérése (ez nem lehet probléma, lásd később) •Feszültség és áram mérése : AD konverterek –Egy meggyőző példa: AD9461 16bit (~80dB S/N 130MS/s!) 200$ –Egy másik véglet: AD9480 8bit (~45dB S/N 250MS/s) 20$ –És végül egy harmadik: AD7731 24bit (~125dB S/N 10kS/s) 10$ •Hőmérséklet mérése –ADT7486A (16bit 2 csatorna) 2$ •Nyomás mérése (piezo szenzor, hőmérséklettel együtt) –MS5540B felbontás 0.1 mbar, konverziós idő 30ms mérési tartomány 10-1100mbar

13 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 13 Mérések(???) Gyorsulás mérése (egy ismerős elrendezés…)

14 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 14 A gyorsulás közvetlen mérése •A gyorsulás közvetlenül is mérhető! (Diákolimpia 2007)

15 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 15 Gyorsulás (Analog devices) •ADIS16203 inklinométer (0.025  felbontás!) •Sporttudományok •Vibrációanalízis •Járművek biztonsága •Termékek minősítése

16 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 16 Gyorsulás (Freescale) Játékautó akadálynak ütközik

17 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 17 Gyorsulás (Freescale) Sportsérülések során érzékelt gyorsulásértékek

18 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 18 Mágneses indukció (Hall effektus) (Analog Devices) Szenzor nemlinearitás a mágneses tér függvényében

19 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 19 Fényintenzitás (Texas) Programozható erősítés, PWM kimenet

20 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 20 Mérések (???), kísérletekben (???) Mire jók a Maxwell-egyenletek? Röntgen lézer energiatároló kondenzátorának meghatározása Mérőeszköz: FLEXPDE (www.pdesolutions.com)

21 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 21 Alkalmazás I. (PPLN) Periodikusan polarizált LiNbO3 (PPLN) kristályok és ezeken alapuló nemlineáris optikai eszközök (frekvenciakétszerezők, optikai parametrikus oszcillátorok és erősítők) előállítása

22 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 22 Alkalmazás I. (PPLN)

23 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 23 Alkalmazás I. (PPLN)

24 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 24 Alkalmazás II. (Automatikus Drift Kompenzáció) Alternatív mérési lehetőség: Idő-amplitúdó konverzió szubnanoszekundumos felbontással

25 2008.03.3051. Országos Középiskolai Fizikatanári Ankét 25 „A macskákkal töltött idő soha nem haszontalan.” Sigmund Freud Bizonyítandó: „A fizikával töltött idő soha nem haszontalan.” Ismeretlen szerző