АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕДУР КАК ПЕРЕДОВОЙ
СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ЗАТРАТ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ПРИБОРОВ
НА ПРИМЕРЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ РЕФЛЕКТОМЕТРОВ
Губа В.Г.* , Быкова О.Н.* , Савин А.А.**
*ООО «НПК ТАИР», 634041, Томск, Россия
** ФГБОУ ВПО «Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники», 634050, Томск, Россия
Предпосылки и методология
В 2013 году утвержден нормативный документ МИ 3411-2013 «Анализаторы цепей
векторные. Методика определения метрологических характеристик». Это единственный в
своем роде документ по метрологии векторных анализаторов цепей. В нем детально
описан новый метод, приведены теоретические основы векторного анализа цепей,
последовательность выполнения измерений и расчета погрешности, указания по
оформлению результатов и терминология.
Одна из основных идей создания документа – это упрощение и снижение стоимости
работ при поверке, калибровке и контроле качества функционирования, связанные с
применением современного метода измерений и автоматизацией метрологических
процедур.
Решение
На основе данного документа компания НПК ТАИР разработала программное
обеспечение, позволяющее управлять векторными рефлектометрами CABAN R54 и
CABAN R140 при проведении калибровки или поверки.
Векторные рефлектометры представляют собой полноценные анализаторы цепей с одним измерительным портом и объединяют в одном малогабаритном металлическом корпусе: генераторы испытательного и гетеродинного сигналов, аттенюатор регулировки мощности, блок направленного ответвителя, двухканальный приемник и блок управления на базе сигнального процессора. Они предназначены для измерений комплексного коэффициента отражения (Sii элементов матрицы рассеяния) многополюсников в диапазоне частот до 14 ГГц. Приборы имеют простой дружественный интерфейс, адаптированный под мобильные компьютеры и не требующий кропотливого изучения со стороны инженерного состава. Рефлектометры способны отображать результат измерений в различных форматах: КСВН, модуль коэффициента отражения в линейном и
логарифмическом масштабах, фаза коэффициента отражения, ГВЗ, потери, импеданс, расстояние до обрыва или повреждения. Расчет и отображение параметров осуществляются в частотной и временной областях.
Огромным преимуществом данных приборов является возможность удаленного управления собственным программным обеспечением пользователя, адаптированным под конкретные приложения. Используя возможности программирования, пользователь может сам выбрать, как применять встроенные источник сигнала и прецизионный двухканальный приемник для решения измерительной задачи. Удаленное управление осуществляется в соответствии с программной технологией COM/DCOM. Также рефлектометры и их программное обеспечение полностью совместимы с приложениями пакета LabView.
Широкие возможности автоматизации позволили организовать взаимодействие между программой VNA Performance Test и штатным программным обеспечением приборов так, чтобы на любом этапе жизненного цикла можно было просто и недорого проводить необходимые метрологические процедуры.
Все тесты выполняются в полуавтоматическом режиме с возможностью записи в файл или протокол. Форма представления результатов универсальная и соответствует рекомендациям по метрологии.
Время на проведение всех измерений уменьшается до 15 минут. При этом большая его часть тратится на подготовку используемых средств измерений.
В программе имеются все необходимые инструкции, поэтому кардинально уменьшается нагрузка на персонал, проводящий работы. Особое внимание уделено взаимодействию с пользователем — применяются самые распространенные и простые решения: кнопки, поля для ввода, таблицы и графики. Случайные действия пользователя не будут приводить к утрате результатов измерений или сбою в работе.
Автоматизированный метод измерений, указанный в МИ 3411-2013, позволяет снизить стоимость поверки и калибровки, поскольку для реализации используются более дешевые и распространенные эталонные средства.
При наличии необходимого эталонного оборудования и специализированного программного обеспечения VNA Performance Test, пользователь в любое время и без дополнительных затрат может убедиться в качестве функционирования прибора.
Параметры можно проверять избирательно, то есть только те, которые интересуют.
Применение
Автоматизация измерений и метрологических процедур позволит многим компаниям упростить и удешевить применение и обслуживание высокоточных приборов при их эксплуатации в самых различных сферах деятельности.
Область применения рефлектометров очень широка. Они применяются для измерений оконечных нагрузок, СВЧ кабелей, параметров радиотехнических модулей и блоков, параметров антенн в лабораторных и полевых условиях, а также непосредственно на производственной линии.
Совместно с внешними антеннами или датчиками они используются для анализа различных сред распространения сигналов, изучения вопросов о свойствах объектов в электронной, химической, медицинской и пищевой промышленности. Примеры такого применения — это определение удельного коэффициента поглощения (SAR) электромагнитной энергии различными материалами и жидкостями, которые используются при производстве и испытаниях мобильных телефонов, магнитнорезонансных томографов и пр.
