1 Polecenia wykonania pomiaru ( grupa MEASure )Standaryzacja poleceń urządzeniowych
2 Sterowanie niskopoziomowe :Wykonanie pomiaru za pomocą sterowanego zdalnie przyrządu wymaga ustawienia szeregu jego zasobów funkcjonalnych : funkcji pomiarowej; podzakresu pomiarowego; filtru wejściowego, rodzaju sprzężenia, impedancji wejściowej; sposobu sterowania akwizycją; rodzaju obliczeń realizowanych na uzyskanych danych itp. Po ustawieniu zasobów funkcjonalnych można zainicjować akwizycję i po jej zakończeniu odczytać z przyrządu rezultaty. Operacje te wymagają od programisty dobrej znajomości możliwości przyrządu, jego działania, sposobu jego obsługi oraz poleceń programujących. SCPI formalnie ułatwia opanowanie programowania różnorodnych urządzeń, ale dalej : Opracowanie aplikacji z niskopoziomowym sterowaniem jest poważnym wyzwaniem projektowym; Aplikację charakteryzuje mały stopień zamienności urządzeń oraz możliwości modernizacji sprzętowej.
3 Sterowanie nisko-poziomowe:Aplikacja wykorzystująca programowanie elementarnych zasobów funkcjonalnych urządzeń jest związana z szczególnymi rozwiązaniami sprzętowymi urządzeń. Zakres jej przenośności obejmuje zasadniczo urządzenia o identycznych zasobach funkcjonalnych. Dwa urządzenia mierzące różnymi metodami częstotliwość sygnału: Metoda zliczania okresów sygnału w jednostce czasu. Obliczenie na podstawie zbioru próbek sygnału. Wykonanie pomiaru realizuje się w obu przypadkach zupełnie innymi poleceniami, ponieważ dotyczą zupełnie odmiennych zasobów funkcjonalnych. Program obsługi częstościomierza wykorzystujący polecenia SCPI będzie miał cechy przenośności tylko w stosunku do urządzeń stosujących tę samą metodę pomiaru, np. zliczania okresów.
4 Sterowanie wysoko-poziomowe:SCPI definiuje specjalną grupę poleceń MEASure określaną jako zadaniowo lub sygnałowo zorientowane polecenia pomiarowe. Polecenia te uniezależniają aplikacje od rozwiązań sprzętowych (w obszarze sprzętu funkcjonalnie zgodnego), ponieważ nie odwołują się do jego podsystemów funkcjonalnych . Polecenie jest formułowane w kategoriach parametrów mierzonego sygnału lub realizowanych zadań. Przekazane w poleceniu określenia opisujące: rodzaj sygnału (wielkości fizycznej) wykorzystywanego do pomiaru, rodzaj mierzonego parametru, spodziewanej wartości oraz pożądanej rozdzielczości pomiaru pozwalają skonfigurować przyrząd do wykonania zadania, niezależnie od stosowanej przez przyrząd metody pomiarowej: MEASure:VOLTage:AC? 5.0, 0.001 Za konfigurację przyrządu odpowiada jego wewnętrzny algorytm. Urządzenie samo ustala konfigurację swoich zasobów z uwzględnieniem dostarczonych danych.
5 Grupa poleceń MEASure :Poziom 1 Poziom 2 Poziom 3 Poziom 1: Polecenia bardzo łatwe w użyciu, ale realizujące tylko typowe i niezbyt zaawansowane procedury pomiarowe. Poziom 2: Bardziej skomplikowane w zastosowaniu, ale udostępniające dodatkowe możliwości kształtowania procedur pomiarowych. Poziom 3: Jeszcze bardziej złożone w zastosowaniach, ale udostępniające bardzo duże możliwości kształtowania procedur pomiarowych.
6 Składnia polecenia MEASure :MEASure [:
7 Warstwa prezentacji : presentation_layerParametr Opis [:SCALar] brak Pomiar jednopunktowy :ARRay
8 Parametr polecenia – lista źródeł :MEASure [:
9 Warstwa podstawy pomiaru :MEASure [:
10 Domyślne funkcje pomiarowe urządzeń :Przyrząd pomiarowy najczęściej wykorzystuje ściśle określony typ wielkości fizycznej na podstawie , której wykonuje pomiar wybieranego parametru. Przyrządy takie jak woltomierze, liczniki, oscyloskopy wykorzystują sygnał napięciowy do pomiaru wybranych parametrów. Dla takich przyrządów
11 Funkcja pomiarowa : Funkcja pomiarowaMEASure [:
12 Funkcja pomiarowa (przykłady 1):Opis :AC Pomiar RMS sygnału AC. [:DC] Pomiar składowej DC; funkcja domyślna. :FREQuency Pomiar częstotliwości sygnału. :AMPLitude Różnica pomiędzy wartościami HIGH oraz LOW sygnału ! MEASure :FREQuency? Polecenie używa domyślnych wartości dla warstwy prezentacji i podstawy pomiaru. Przy założeniu , że urządzenie domyślnie stosuje VOLTage jako warstwę podstawy pomiaru, polecenie zwróci wynik pomiaru częstotliwości. Polecenie MEASure:SCALar:VOLTage:FREQuency? jest identyczne dla takiego urządzenia pod względem funkcjonalnym z poleceniem MEASure :FREQuency? MEASure :AC? Polecenie wykona pojedynczy pomiar wartości RMS sygnału AC pod warunkiem, że urządzenie domyślnie stosuje VOLTage jako warstwę podstawy pomiaru.
13 Funkcja pomiarowa (przykłady 2):Opis :FREQuency Pomiar częstotliwości sygnału. :PERiod Pomiar okresu sygnału. :PHASe Pomiar fazy sygnału w stosunku do sygnału odniesienia. :RATio Oznacza wyznaczenie stosunku do wartości odniesienia. Polecenie z węzłem PHASe lub RATio określa relację pomiędzy sygnałem mierzonym oraz odniesienia. Sygnałem odniesienia może być wewnętrznie generowany sygnał (internal reference) lub sygnał zewnętrzny doprowadzony do jednego z dodatkowych wejść przyrządu (external reference). Przy referencji zewnętrznej polecenie musi podać dwie listy kanałów pomiarowych. Druga specyfikuje kanał z sygnałem odniesienia. Przykłady: MEASure:FREQuency:RATio? 2) – stosunek częstotliwości sygnałów z kanału 1 do sygnału z kanału 2. MEASure:PHASe? 3,4) – przesunięcie fazowe pomiędzy sygnałami 1 i 3 oraz 2 i 4. Polecenie zwraca dwie wartości. MEASure:PHASe? – przesunięcie fazowe pomiędzy sygnałem z kanału 1 a wewnętrznym sygnałem odniesienia.
14 Pomiary parametrów kształtu sygnału :Funkcja pomiarowa Opis :AMPLitude Amplitude= HIGH - LOW :PWIDth Czas trwania części dodatniej okresu sygnału :LOW Min. ustalona wartość sygnału :PDUTycycle Współ. wypełnienia dodatniego :HIGH Max. ustalona wartość sygnału :NDUTycycle Współ. wypełnienia ujemnego :RISE | :FALL Narost lub opadanie :TMAXimum Czas wystąpienia pierwszego maksimum sygnału :TIME Czas narostu lub opadania :TMINimum Czas wystąpienia pierwszego minimum sygnału :OVERshoot Wyskok kończący :MAXimum Maksymalna wartość sygnału :PREShoot Wyskok poprzedzający :MINimum Minimalna wartość sygnału :NWIDth Czas trwania części ujemnej okresu sygnału :PTPeak PTPeak=MAXimum-MINimum MEASure:PWIDth? – zwraca czas trwania części dodatniej okresu sygnału z kanału 1. MEASure:RISE:TIME? – zwraca czas narostu sygnału z kanału 4; MEASure:PDUTycycle? – zwraca współczynnik wypełnienia dodatniego ( (PWIDth/PERiod) *100%)
15 Definicje parametrów sygnałów impulsowych :
16 Składnia nagłówka polecenia MEASure - podsumowanie :[:
17 Parametry polecenia MEASure:Warstwy polecenia MEASure rozszerzają jego nagłówek o dodatkowe słowa kluczowe specyfikujące dokładnie typ pomiaru, który ma wykonać urządzenie. Argumenty polecenia dostarczają dodatkowych informacji dotyczących sposobu wykonania pomiaru przez urządzenie. MEASure [
18 Parametry polecenia MEASure (2):MEASure [
19 Parametry polecenia MEASure (3):Fundamental measurement layer Parametry :VOLTage [
20 Argumenty domyślne polecenia MEASure:Fundamental measurement layer Parametry :VOLTage [
21 Warstwy domyślne i argumenty polecenia MEASure:Fundamental measurement layer Parametry :VOLTage [
22 Wiązanie parametrów z warstwami polecenia MEASure:Fundamental measurement layer Parametry :VOLTage [
23 Wiązanie parametrów – przykłady :MEASure:VOLTage:FREQuency? (2.0), 1.0E+6, 100 Pomiar częstotliwości sygnału napięciowego. Argument 2.0 dotyczy warstwy VOLTage i specyfikuje spodziewaną wartość napięcia (2V). Dwa ostatnie argumenty odnoszą się do FREQuency i specyfikują spodziewaną wartość częstotliwości (1MHz) oraz żądaną rozdzielczość pomiaru (100Hz). MEASure:ARRay:VOLTage:FREQuency? (100), (2.0), 1.0E+6, 100, Pomiar częstotliwości sygnału napięciowego. Podobnie jak wyżej, ale argument 100 dotyczy warstwy prezentacji ARRay (wykonanie 100 pomiarów). Ostatni argument określa kanał pomiarowy i odnosi się do całego polecenia. MEASure:VOLTage:FREQuency? 1.0E+6, 100 Wykonuje taki sam pomiar jak polecenie pierwsze, ale stosuje domyślną wartość dla warstwy VOLTage. Pod względem działania jest identyczne z MEASure:FREQuency? 1.0E+6, 100. MEASure:VOLTage:FREQuency? (2.0), DEFault Wykonuje taki sam pomiar jak polecenie pierwsze, ale stosuje domyślną wartość dla wartości oczekiwanej. Argument 2.0 dotyczy warstwy VOLTage i specyfikuje spodziewaną wartość napięcia (2V). Słowa DEFault nie można pominąć. Jeśli zostanie pominięte, argument 2.0 będzie dotyczył oczekiwanej częstotliwości a nie napięcia.
24 Nietypowe procedury pomiarowe :Polecenie MEASure składa się z dwóch części : ustawienia zasobów przyrządu i wykonania pomiaru. Pomiary są inicjowane wewnętrznie w trybie natychmiastowym, bezpośrednio po skonfigurowaniu urządzenia. Udostępnienie operacji składowych jako osobnych poleceń CONFigure (ustawienie zasobów funkcjonalnych) i READ? (wykonanie pomiaru) umożliwia uzyskanie większych możliwości kształtowania sposobu i warunków wykonania pomiarów. Po poleceniu CONFigure można użyć dodatkowe polecenia programujące niskiego poziomu, które ustawiają przyrząd stosownie do aktualnych potrzeb. W ten sposób można uzyskać ustawienia inne niż dostępne przy użyciu poleceń MEASure?
25 Składnia poleceń CONFigure i READ? :CONFigure [:
26 Polecenie READ? : READ [:
27 Polecenie READ? (2): READ [:
28 Argumenty polecenia READ? :READ [:
29 Uwagi do polecenia READ? :Uwaga 1: Polecenie READ? inicjuje wykonanie pomiaru uaktywniając podsystem TRIGger. Moment wykonania pomiaru określa źródło wyzwolenia podsystemu TRIGger, np. sygnał zewnętrzny (EXTernal) lub wyzwolenie wewnętrzne samoczynne (IMMediate). Polecenie MEASure? ustawia źródło wyzwolenia IMM dla podsystemu TRIGger. Zastosowanie poleceń CONFigure i READ daje możliwość wykorzystania innych źródeł wyzwolenia pomiaru, np. sygnałem zewnętrznym, np. : CONFigure:VOLTage:AC 20, 0.001 TRIGger:SOURce EXTernal - ustawia źródło wyzwalania (sygnał zewnętrzny). READ:VOLTage:AC? – Aktywizuje wykonanie pomiaru , który rozpocznie się po wystąpieniu zdarzenia związanego z zmianą stanu sygnału zewnętrznego. Podczas aktywizowania pomiaru poleceniem READ nie można używać źródła wyzwolenia BUS (rozkaz GET). Przyrząd zgłosi błąd obsługi (impas trigera). Uwaga 2 : Wiele urządzeń implementuje prostą postać polecenia READ?, bez rozwinięcia nagłówka oraz argumentów. CONFigure:VOLTage:AC 20, polecenie ustawia przyrząd do pomiaru wartości RMS. INPut:IMPedance 1.0E+6 READ? – Inicjuje pomiar i zwraca wartość zmierzoną wynikającą z ostatniego polecenia konfigurującego.
30 Jednoczesny pomiar kilku parametrów :Pomiar kilku parametrów tego samego sygnału: Kilka sekwencyjnych wywołań polecenia MEASure? w różnych konfiguracjach. Polecenie konfiguracji CONFigure oraz kilka wywołań READ? o różnej konfiguracji. Otrzymane dane dotyczą żądanych parametrów ale uzyskanych z oddzielnych akwizycji. Jest to niewłaściwa metoda pomiaru , jeśli każdy z parametrów ma być pozyskany z tej samej akwizycji, czyli ma być określony na podstawie stanu sygnału w tej samej chwili. Podzielenie operacji READ na oddzielne operacje INITiate i FETCh? jest niezmiernie przydatne, jeśli na podstawie zebranych danych można określić szereg parametrów sygnału. INITiate startuje akwizycję danych. Dane są lokowane w wewnętrznej pamięci urządzenia. FETCh? wykonuje żądane przetworzenie danych a wynik umieszcza w kolejce wyjściowej odpowiedzi urządzenia. FETCh może wykonywać operacje na raz zgromadzonych danych wielokrotnie, dopóki dane są ważne. W ten sposób można uzyskać różne parametry z tej samej akwizycji.
31 Ważność danych z akwizycji :FETCh może wykonywać operacje na raz zgromadzonych danych wielokrotnie, dopóki są one ważne. Dane tracą ważność : Po wykonaniu polecenia zerowania *RST; Po wykonaniu polecenia INITiate; Po rekonfiguracji podsystemu ROUTe, TRIGger oraz funkcji pomiarowej. Polecenia FETCh? skierowane do przyrządu , którego dane utraciły ważność, spowoduje błąd obsługi urządzenia i żadne dane nie zostaną dostarczone.
32 Składnia poleceń INITiate i FETCh? :Pobranie danych pomiarowych: FETCh [:
33 Trigger z magistrali : Trzeci najniższy poziom poleceń grupy MEASure pozwala na wykorzystanie synchronizacji wyzwalania pomiarów z magistrali interfejsu (źródło BUS , czyli rozkaz GET lub polecenie *TRG). Jest to możliwe dzięki rozdzieleniu operacji aktywizacji podsystemu TRIGger od przetwarzania zgromadzonych danych. CONFigure:VOLTage:AC – polecenie ustawia przyrząd do pomiaru RMS sygnału. TRIGger:SOURce BUS – ustawia wyzwolenie akwizycji rozkazem GET lub poleceniem *TRG. INITiate – Start procesu pomiarowego. *TRG – Start akwizycji. FETCh:VOLTage:AC? – Zwraca wartość RMS składowej zmiennej sygnału.