14 ноября 2011
О лаборатории специальных исследований
Часть 1
В целом состав средств измерений лаборатории вытекает из того перечня ТКУИ, который предстоит контролировать в соответствии с оформленной (или оформляемой) Лицензией на право осуществления работ. Однако имеет смысл учесть некоторые рекомендации.
Прежде всего, хотелось бы обратить внимание специалистов на то, что средства измерения общего применения, широко применявшиеся в 70?90-х годах прошлого века, свой ресурс уже давным-давно отработали. И, несмотря на их относительную дешевизну сегодня, сама их эксплуатация и поддержание в рабочем состоянии обходится очень недёшево. Кроме того, это само по себе требует наличия высокопрофессиональных специалистов, способных их «приводить в сознание» да и пользоваться – тоже.
Сам автор, не один десяток лет «крутивший ручки» Unipan 233, 237, 232B, SMV-6, SMV-8 и SMV-11 (не считая «экзотических» NLMZ, HMV-4, отечественных измерительных приёмников П6-1,2,3, «Днепр-11», «Калина», «Кайра» и т.д.) сегодня всех их почётно «проводил на пенсию». Эксплуатировать – себе дороже. От них сегодня имеет смысл применять разве что «вечные и неубиенные» антенны, токоизмерители, коаксиальные трансформаторы и аттенюаторы (при сохранении метрологических параметров!). То же относится и к специализированным средствам прошлого поколения, например «Хорда».
Конечно, как оборудование для учёбы, тренировки, очень простое и наглядное – они ещё сохраняют ценность. Тот, кто научился измерять этой техникой – справиться с любым сегодняшним средством измерения любого производителя. И не просто справиться, а всегда будет уверен, что ультрасовременный компьютизированый «автомат» измеряет именно то, что надо измерить.
На рынке сегодня присутствует довольно широкий спектр специализированных средств измерения. Разумеется, могут и обязательно появятся новые разработки. Внимательный анализ технических параметров, отзывы коллег – пользователей помогут сделать Вам выбор. Однако представляется рациональным дать и некоторые общие рекомендации.
При рассмотрении и сравнении параметров и возможностей средств контроля (в том числе и автоматизированных) следует внимательно сопоставлять эти данные с тем, что, собственно, требуется измерять и в каких пределах. Разумеется, каждый выбирает сам, но если некая рекламируемая измерительная система измеряет, например, электрический сигнал как результат НЧ АЭП в диапазоне частот от 10 Гц до 100 кГц, в то время как НМД требует от нас диапазон много «уже», то стоит ли платить за то, что не нужно? Особенно внимательно нужно относиться к тому, какие именно метрологические свойства подтверждены документами о присвоении типа средства измерения. Неподтверждённые этими документами функции являются только рекламой, не более. К тому же – недобросовестной.
Стоит уделить должное внимание и совместимости средств измерения, их возможности работать в составе одного измерительного стенда. В этом смысле имеет прямой смысл отдавать предпочтение средствам измерения одного производителя. Именно такие средства измерения, обычно, не просто совместимы, но и способны работать в комбинациях, что весьма благоприятно сказывается на стоимости приборного обеспечения.
К этим же свойствам средств измерения относится и схожесть пользовательских интерфейсов, единство (функциональное, по драйверам, визуальное) и отсутствие конфликтов управляющего ПОдля средств разработки одного производителя.
В самом начальном представлении минимально необходимый комплект средств измерений лаборатории, позволяющий выполнять весь объём СИ выглядит следующим образом:
№
п/п |
Вид СИ |
Средство измерения,
система |
Примечания |
1 |
ПЭМИН |
«Сигурд» с дополнительными опциями (ИК-канал управления тестом, поворотный стол, дополнительные первичные преобразователи) |
Рекомендуется заранее решить, какую из моделей приобрести, разница в возможностях и стоимости - значительная |
2 |
«Стентор». Возможно использование элементов системы «Сигурд». ПО полностью совместимо с ПО «Сигурд». |
При необходимости вести измерения реальных затуханий на объектах. |
3 |
АВАК |
«Шёпот», «Шёпот-Т». |
В ряде случаев измерительный тракт системы может быть применён при измерении звукового давления тест-сигнала (СИ АЭП, СИ ВЧН, СИ ВЧО) |
4 |
НЧ АЭП
ВЧ АЭП |
«Талис-НЧ»
«Талис-НЧ-Лайт». В качестве шумомера может применяться система «Шёпот» |
Полная система. При некотором доукомплектовании способна выполнять функции и системы «Шёпот». Проведение расчётов требует аттестованной ПЭВМ
Дешевле, но требует дополнительного экранированного акустического канала и отдельного шумомера (может применяться система «Шёпот»). Расчёт должен вестись вручную. |
5 |
«Талис». Может функционировать на базе системы «Сигурд» М19. |
Акустический экранированный тест-канал совпадает с аналогичным в системе «Талис-НЧ», можно применять один на две системы. Может выполнять функции системы ««Шёпот»» (при доукомплектовании) |
6 |
ВЧН |
«Вепрь» («Вензель») |
Акустический экранированный тест-канал совпадает с аналогичным в системе «Талис-НЧ» и «Талис», можно применять один на три системы. |
7 |
ВОЛП |
«Лазурит» |
|
Разумеется, приведённый перечень не догма, есть изделия-конкуренты (в области ПЭМИН – «Навигатор», «Зарница»; в области АЭП – «Гриф-АЭ-1001», «Аист»; в области АВАК – «Спрут», «Колибри»). Однако именно такой перечень представляется автору оптимальным в силу перечисленных выше причин.
При значительном объёме работ, особенно одновременном выполнении и стендовых измерений и работы на объектах, необходимо продумывать комплектование не одного набора средств измерений, а нескольких, оптимизированных для конкретных работ. Всё зависит от решаемых задач.
Позволю себе немного «растечься мыслию по древу», поскольку в кругу общения единомышленников – специалистов вопросы продолжают и продолжают возникать.
Как известно, на вопрос «что есть истина» человечество пытается (скажем, не слишком успешно) ответить последние 2000 лет…
Как же выбирать, исходя из чего?
Прежде всего – из поставленных задач. Немедленных и более отдалённых.
Что придётся измерять, очень надеюсь, «соискателю» понятно. Но важно ещё и в каких целях, с каким темпом.
Если Вы призваны решать «свои», локальные задачи организации, причём это исключительно «по-понятиям» и для довольно ограниченного числа объектов, чтобы не платить стороннему лицензиату – Вам нужен набор техники типа «сапога на нейтронной тяге». Только-только уложиться в требования лицензирования. Боюсь, «заклюют» меня коллеги за столь откровенную рекомендацию. Ну, потерплю, всё равно вопросы типа «что нам, минимально, приобрести для лицензии» как были, так и будут.
Если Вы (Ваша организация) собирается нормально зарабатывать на рынке услуг в сфере СИ, то Вам нужно (в зависимости от планируемых объёмов) 1?3 полных комплекта оборудования для своей измерительной площадки и пары выездных бригад. Причём комплектов специализированных, автоматизированных, способных обеспечить «производительность». Достаточно сложных в настройке (техника-то самая разная!), но настроенная – работает «сама».
Наконец если Вы готовите ЛабСИ для исследовательской работы, то Вам нужен тщательно подобранный функциональный «конструктор» из отдельных систем, блоков, приборов и т.д., который должен обладать предельными метрологическими и функциональными возможностями. Это самый дорогой вариант… Но и самый «крутой». К такому ещё нужно и две пары рук, причём с не самой худшей головой, и не одни…
И ещё, как же часто приходится слышать: «Вес велик, кабелей много, укладка тяжёлая…».
Угу, Вы получали свою технику в аэропорту после того, как лично лицезрели, что Вашу укладку сбросили на бетон с высоты 3-х метров? А я получал. И потом ею ещё и работал. Всё было целёхонько, хотя шрам на «чумадане» был жуткий! Вам нужен чисто лабораторный комплект, который будет носится не дальше соседнего помещения? А кто Вам запрещает заказать именно такой? Закажете – получите именно такой!
Кабелей много? У нас полно просьб от пользователей «вывести ещё разъёмчик…», у каждого свои потребности и всем не угодить. Но «много», как правило – хорошо! Вот разъёмы выбрали дешёвенькие – не покупайте! На таком не экономят! Наказывайте нас (производителей) именно так, я – не против!
Весит много?
Коллеги, Вы вспомните школьную физику. Магнитное квазистатическое поле на частоте 100 Гц ослабляется на 60 дБ слоем мягкого железа порядка 8 мм, комментарии нужны? Можно применить аморфный металл, будет легче раз в 10, но в 50 – дороже. Устраивает? Вы сами, «ручками», сделайте одну антенну, которая «акустику» не чувствует, не самовозбуждается, АЧХ «плоская» и с небольшим значением, диапазон широкий, т.д, и т.п. Вот тогда и подискутируем о весе и о цене!
Ах, дорого!!!!
Да, дорого. А как Вы полагаете, 3-5 неплохих инженеров, в течении 3-х лет создающих приборчик, должны духом святым питаться? Вместе со всеми налогами, накладными и т.д. А кто должен платить за три сертификации («по ФСТЭК», «по Воентест» и «по Ростесту»)? Причём, в отличии от средств измерения общего назначения, таких специальных изделий купят не десятки тысяч, а всего несколько сотен (максимум!). Расходы раскладываются на весьма небольшое число изделий.
Вы получаете готовое изделие, причём сконструированное именно для изменения того, что Вам нужно и в тех условиях, которые у Вас реально имеются. Вот на проверке именно этих качеств и сосредоточьтесь, документация, сертификаты, описание типа, полнота и ясность ТО и ИЭ – всё в вашем доступе. Производитель не даёт документацию? Бегите, вас надувают! Честному производителю бояться нечего.
Особо для исследователей, которым нужен «конструктор». Да, мировые приборостроительные фирмы делают очень неплохую технику. И не всегда – дорогую. Но вот чего они точно НИКОГДА не делают – так это не учитывают особенности наших с Вами условий измерений (акустически поля, многочисленные поля рассеяния, перекрёстные наводки, ближнюю зону электромагнитного поля, «микрофонные эффекты» и ещё многое…).
Так что выбирать Вам самим, и принимать все последствия этого выбора – тоже. Как писал А.П. Чехов: «Если Вам подали кофе – не ищите в нём пива…».
Ну и, как последний «совет», в принципе, если нужно измерить напряжение в 30 мВ вполне достаточно китайского мультиметра за 200 руб. А вот 30 нВ «за двести руб.» не прокатит, как бы Вам этого не хотелось ;) Это больше всего нужно помнить тем, кто определяет финансирование – руководству.
Кроме перечисленных основных средств измерений и систем необходимы ряд вспомогательных средств измерений. Генераторы ВЧ и НЧ, общеизмерительные вольтметры постоянного и переменного тока, осциллографы, различные первичные измерительные преобразователи (микрофоны, акселерометры, антенны, токоизмерители, пробники), аттенюаторы, трансформаторы, кабели, разъёмы и т.д.
Об измерительной площадке поговорим в следующей части статьи.
