Обработка и анализ результатов

(описание для обработки в программе «1С:Измеритель»).

1. Загрузите в программу «1С:Измеритель» для обработке фото и видео видеофайл с вращающейся кюветой. Если видеофайлы имеют расширение, иное от *.avi и *.wmv (например, *.mov), то следует воспользоваться стандартными конверторами видеофайлов и перевести их в этот формат.

Проводя покадровый просмотр видеофайла, найдите кадр, где большая грань кюветы находится в плоскости, перпендикулярной оси объектива камеры. Используя кнопку «t =0», выберите этот кадр за начало отсчета. Листая по кадрам видеофайл, найдите следующий кадр, когда кювета с водой, совершив один оборот, оказалась в таком же положении, и, используя инструмент «Точка» , пометьте этот кадр.

В таблице результатов во вкладке «Точки» должны появится номер и время кадра, на котором вы поставили «Точку».

Пролистайте таким образом кадры, в течение которых груз совершит 10 оборотов вокруг оси вращения. Для того чтобы не ошибиться в счете, рекомендуется после каждого полного оборота кюветы ставить на кадре «Точку». Т

огда в таблице будет заполнено 10 строк с номером кадра и временем его фиксирования после начала отсчета.

Экспортируйте данные по периоду вращения груза в программу обработки результатов Excel, воспользовавшись в таблице с результатами измерения кнопкой «Экспорт таблиц в Excel». Если вы не фиксировали каждый полный оборот кюветы установкой «Точки» на экране и число строк таблицы не соответствует числу оборотов кюветы, то рекомендуется на этом этапе ввести в таблице Excel дополнительный столбец «N», показывающий число оборотов кюветы за время, зафиксированное в строке.

Сохраните файл с таблицей в виде отдельного файла с названием «Таблица 1.xls». В загруженном видеофайле найдите кадр, в котором большая вертикальная плоскость кюветы перпендикулярна оси объектива камеры, с помощью которой проводилась видеосъемка. Зафиксируйте положение точек поверхности вращающейся жидкости в выбранной системе координат:

- установите систему координат на кадр. Рекомендуется ось OX расположить вертикально, начало координат поместить в самой нижней точке поверхности вращающейся жидкости;

- растяните масштабный отрезок вдоль вертикального ребра кюветы и введите его реальную длину и единицы измерения в соответствующие окна на экране «Измерителя по обработке фото и видео»;

- используя инструмент «Точка» , поставьте 15–20 точек вдоль всей линии показывающей форму поверхности жидкости во вращающейся кювете. В таблице элементов на вкладке «Точки» появятся номер кадра, на котором вы проводите фиксирование формы поверхности, и координаты всех поставленных точек в выбранной системе координат;

- экспортируйте таблицу в Excel с помощью соответствующей кнопки и сохраните файл с этими данными в редакторе таблиц Excel, присвоив ему название «Таблица2.xls».

Сохраните вид экрана с результатами обработки в виде рисунка, перенесите вид экрана в Буфер обмена (кнопка Print Screen на клавиатуре), а затем в любой графический редактор, например Paint, и сохраните рисунок в виде файла с названием, например «Результат обработки 1.jpg». Этот файл понадобится вам для подготовки отчета. Сохраните на всякий случай результаты обработки данного кадра, воспользовавшись в программе «Измеритель по обработке фото и видео» опцией Файл – Сохранить проект и дав проекту название, например «Проект 1.rul». Это позволит при обнаружении в дальнейшей работе с полученными данными неверных действий на данном этапе вернуться к повторной обработке того же файла с того же места.

Обработку результатов можно произвести в редакторе таблиц Excel, используя его возможности для графического представления информации из таблиц. Рекомендуется воспользоваться Шаблоном для обработки данных работы «Исследование формы поверхности жидкости во вращающемся сосуде», в который можно загрузить данные из файлов «Таблица1.xls» и «Таблица2.xls» путем копирования содержимого ячеек или соответствующих фрагментов таблиц. В шаблоне имеется два листа – «Период вращения кюветы» и «Данные по одной точке».

Ячейки таблицы, окрашенные желтым, должны быть заполнены данными из таблицы в файле «Таблица1.xls», столбец «Число оборотов N от начала отсчета» вручную, если не был заготовлен заранее в файле «Таблица1.xls».

Ошибка измерения времени на экране D t = 0,04 с внесена в Шаблон заранее, как время смены одного кадра на экране. Если вы используете более совершенную камеру
(с большим числом кадров в 1 с), точность будет другая и вам следует изменить данные в столбце «Ошибка измерения времени D t, с».

Заполнение ячеек в первых четырех столбцах приводит к автоматическому заполнению остальных ячеек, окрашенных зеленым. Так, относительная ошибка в определении периода считается относительной ошибкой измерения времени (D t/t)×100%, а ее окончательное значение выбирается минимальным из всех полученных, значение периода и абсолютная ошибка периода считаются исходя из строчки с минимальной относительной ошибкой периода. В данном примере – на основании последней строки T=11,96/25=0,478 c, DT=T×(0.3%/100%)=0,001 c.

Вид Шаблона на листе «Данные по одной точке» показан ниже.

В желтые ячейки таблицы копируются значения из «Таблица2.xls». В правой части имеется инструментарий для графика экспериментальных данных Y (X) и сопоставления этого графика c графиками функций, приведенных в списке типовых функций на странице. Данные в ячейки, окрашенные фиолетовым цветом, вводятся с клавиатуры при уточнении коэффициентов подбираемых функций. На рисунке синим показан график экспериментальных данных, а красным – график функции Y = А ln| X |+ B при значениях А =1 и В =1.

Внимание! Аналитический вид функциональной зависимости, описываемый данным графиком, сильно зависит от расположения системы координат. Если вы решите, что вы неудачно выбрали начало или направление осей OX и OY, то можно вернуться к обработке кадра видео с выбором системы координат и нанесением точек вдоль линии, отображающей форму поверхности жидкости в кювете (п. 6 раздела Порядок проведения измерений с использованием «Измерителя по обработке фото и видео»).

Для этого можно, открыв «Измеритель по обработке фото и видео», загрузить старый проект (файл «Проект 1.rul», который вы создали перед закрытием программы «Измеритель по обработке фото и видео»). После загрузки проекта можно выбрать опцию Правка – Выделить все, стереть результаты предыдущей работы и выбрать новое расположение системы отсчета, масштабного отрезка и нанести новые точки на кадр.