24 января 2012
О лаборатории специальных исследований
Часть шестая
Теперь постараемся рассмотреть область самого разнообразного вспомогательного оборудования. Проведения специальных исследований процесс творческий. Вариантов конкретных схем измерений, как и объектов измерений – бесконечное количество. Измеритель, «СИ-шник», должен быть готовым и быть во всеоружии к любому из них. Поэтому это вспомогательное оборудование, порою, становится определяющим в работе. Без какого-нибудь разъёма или нестандартного кабеля просто ничего сделать «низя»…
Итак, достаточно часто возникает необходимость неселективного измерений напряжения переменного тока. То есть необходим вольтметр общего применения. Многолетняя практика показала, что для этих целей весьма успешно используются отечественные модели В3-38 или В3-57. Последний несколько более чувствителен, а первый – более универсален (амперметр, омметр и т.д.).
Постоянно необходим универсальный (желательно – портативный) мультиметр (вольтметр, амперметр, омметр и т.д.). Приводить модель особого смысла не имеет, их десятки с весьма близкими параметрами. Главное – наличие в госреестре.
Не помешает цифровой частотомер с функцией измерения длительности импульсов, например недорогая портативная модель GFC 8131H фирмы GW INSTEK.
Совершенно необходим пристойный осциллограф. Вот только понятие «пристойности» - вещь крайне субъективная. Просто для целей визуализации сигналов, причём в диапазоне до »50 МГц подойдёт практически любая модель, отечественная и/или зарубежная. Гораздо полезнее выбирать двухканальную модель. Особенно это бывает необходимо при СИ с помощью стареньких Unipan-ов в речевом диапазоне частот.
А вот для того, чтобы увидеть и оценить параметры сигнала (прежде всего длительность импульса и тактовую частоту) в интерфейсе DVI необходим осциллограф с верхней частотой до 4-6 ГГц, например такая модель, как DPO70604B фирмы Tektronix c дополнительными опциями (входной пробник, специализированное ПО). Стоимость вопроса зашкаливает за 4,5 миллиона руб. Готовы ли Вы к таким затратам - решать придётся самим…
Весьма полезными для очень многих вспомогательных функций (а в ряде случаев и необходимыми!) окажутся генераторы сигналов. Как НЧ, так и ВЧ. В этом плане могут быть рекомендованы модели Г3-112/1 и IFR2025(26) (фирма Aeroflex, представительство в Москве – фирма GS-CDIP) с опцией повышенной выходной мощности (до +13 дБм). О генераторе НЧ особо и говорить нечего, изделие абсолютно типовое и дешёвое, в то же время вполне удовлетворяющее стоящим задачам. При выборе генератора ВЧ стоит обратить внимание на параметры внутренней модуляции сигнала. Крайне полезно, чтобы это был поверяемый параметр и коэффициент модуляции устанавливался, начиная со значения 0,1%, не более (и с шагом не более 0,1%). Это важно при выполнении измерений методом калиброванного детектора.
Отдельно надо сказать о различного рода аттенюаторах. Частенько появляется необходимость ослабить сигнал в некое, метрологически точно установленное, число раз. Наиболее просто это решается включением в тракт калиброванного аттенюатора. В области речевых частот наиболее удобны аттенюаторы из комплекта Unipan на 40, 60 и 80 дБ модели Unipan 233-1 (приходится отметить, что в настоящее время «живых» экземпляров осталось уже совсем немного…). В области высоких частот неплохо себя зарекомендовали коаксиальные аттенюаторы на 3, 6, 10, 20 и 40 дБ серий Д2-ХХ и аналогичные зарубежные модели. Правда, они требуют обязательной поверки и проверки во всём рабочем диапазоне частот. Частенько АЧХ оказывается неплоской. Очень тщательно необходимо следить за состоянием их разъёмов. Выход за допуск КСВ в связи с износом токоведущих элементов легко может нарушить качество аттенюаторов.
О кабельных изделиях и разъёмах уже говорилось ранее. Следует только добавить, что обязательны многочисленные коаксиальные переходы между различными системами разъёмов. В практике СИ основными типами ВЧ соединителей являются BNC и TNC (для достаточно низких частот), «N» и «SMA» для высоких частот. Переходы между этими системами соединителей (в том числе и «male» - «female») понадобятся обязательно и не в одном экземпляре.
При приобретении измерительного приёмника (анализатора спектра) имеет смысл задуматься о включении в его состав опции «трекинг-генератора», то есть встроенного генератора сигнала, перестраивающегося синхронно с самим приёмником. Такая комбинация стоит заметно меньше, чем два раздельных прибора, а для исследования четырёхполюсников незаменима (хотя бы для проверки состояния тех же коаксиальных аттенюаторов).
При ведении серьёзных испытаний разнородного оборудования часто бывает необходимым контролировать (и менять!) напряжение питания промышленной электросети. Без классического, советского производства, ЛАТР не обойтись. Лучшая модель – ЛАТР 2 на 1000 Вт мощности. Очень не помешает и ваттметр, потребляемую мощность тоже приходится измерять.
Часто измерения (исследования) в линиях сети электропитания затруднены высоким уровнем помех в силовой электросети на объекте. Крайне востребованной оказывается возможность запитать испытуемое ТС от некого «чистого» источника. В качества такового удобно применять (при потребляемой мощности до »500 Вт) инверторы от аккумулятора (чаще всего – автомобильного). Но вот моделей, выдающих на выходе «чистый синус», без помех преобразования не так уж и много. Как пример – модель Xantrex 1000i.
Так же могут понадобится (для тех же целей) и источники вторичного электропитания (постоянным током) с регулируемым выходом от »3 до 30 В. При этом необходимо выбирать модели с трансформаторными схемами и аналоговыми регуляторами выходного напряжения, например, Актаком АТН-4012. Импульсные системы регулирования, как правило, имеют недопустимо высокие уровни помех на выходе. В ряде случаев (для измерения особо малых сигналов в линиях вторичного электропитания) приходится прибегать к аккумуляторному питанию. Аккумуляторы подбираются по необходимому напряжению и ёмкости (как и соответствующие зарядные устройства).
Крайне полезными оказываются устройства, предназначенные для подключения к разного рода линиям без их разрыва. Такие, как адаптеры фирмы Tempo модели MA1/RJ11(CH-0008-09), MA2/RJ45 (CH-0110-00), модульный адаптер TurTel6 (GT-46040) или TurTel8 (GT-46050) и аналогичные устройства. При измерениях в линиях они часто незаменимы.
Для выполнения ряда измерений бывают необходимы типовые нагрузки. Это конструкции с коаксиальными разъёмами (как правило, BNC для низких частот и «N» для высоких) на значения 1000, 600, 100 и 50 Ом с рассеиваемой мощностью до 1-2 Вт. Так же не лишними бывают различные модели трансформаторов (как правило – широкополосных). Их основное назначение обеспечить гальваническую развязку между измеряемым портом или линией и средством измерения, а, кроме того, перевод симметричного сигнала в несимметричный или наоборот. В области звуковых частот незаменимы трансформаторы из комплектов вольтметров Unipan (тип 233-7-1,2,3) и более высокочастотные модели, например производства North Hills™Signal Processing Corp. Model 0300 (на диапазон от 1 кГц до 100 МГц).
При измерениях в линиях силового электропитания (и не только в них!) крайне необходимы специализированные пробники, в схеме которых предусмотрено подавление как основной частоты электросети (50 Гц), так и её ближайших гармоник. К сожалению промышленно выпускаемых изделий такого типа назвать нет возможности и это оборудование приходится изготавливать самим. Если, конечно, не приобретать его в составе специализированных измерительных систем. Для измерений на частотах выше 10 кГц выпускается достаточное количество пробников, например отечественная модель Я6-122/1 (СКБ «Риап», Н. Новгород), а так же множество более дорогих моделей к средствам измерения Tektronix, AT и другим.
Вообще-то этот перечень можно продолжать и продолжать. Что-то из этого вспомогательного оказывается нужным часто. Что-то не чаще раз в год, но именно тогда без него хоть вешайся ;) Такие у нас задачи решаются, не очень стандартные… В конечном счёте каждый из специалистов – измерителей неизбежно будет основываться, прежде всего, на своём опыте и на способах решения тех задач, которые ставит перед ним практика.
Поэтому нужно заканчивать. Всем нам удачи в не самой простой работе!
В дальнейшем обратимся уже к более специальным вопросам.
Продолжение следует
