Q=u2/u1

2).

Tx = m ∙ Тcч.

F = f max - f ср.

Рисунок 2.26

Рисунок 2. 25

М = (А-В) / (А+В) ∙100.

М = (Umax - Umin) / (Umax + Umin)·100%.

Рисунок 2.22

Приборы для измерения коэффициента модуляции называют модулометрами. Для измерения коэффициента модуляции применяют следующие методы: спектральный, метод двух вольтметров (реализуется в приборах непосредственной оценки), осциллографический.

Разновидности осциллографического метода:

· метод осциллограммы модулированного сигнала (рисунок 2.22, 2.23). Для ее получения на вход У осциллографа подается исследуемое амплитудно-модулированное напряжение и используется линейная непрерывная развертка, частота которой равна частоте модуляции (огибающей) или в целое число раз меньше ее.

М = ΔU×100 / U_cв; М = (U_max – U_min) / (U_max+ U_min) × 100;

Рисунок 2.23: а – амплитудно-модулированный сигнал, б - осциллограмма

Параметры сигнала:

А, U_МАХ - максимальный размах сигнала; В, U_МIN - минимальный размах сигнала; Тв - период высокочастотного сигнала (несущей); Тн – период низкочастотного сигнала (огибающей).

* метод трапеции. Осциллограф используется в режиме Х-У. Внутренняя развертка осциллографа отключена. На У -пластины подают исследуемое амплитудно-модулированное напряжение, а на Х - пластины – модулирующее напряжение (частоты модуляции). В зависимости от фазового сдвига между огибающей и модулирующим напряжением, а также от М, на экране могут быть получены фигуры, изображенные на рисунках 2.24, 2.25.

Рисунок 2.24. Измерение коэффициента амплитудной модуляции методом трапеции. Параметры сигнала: А – большее основание трапеции; В – меньшее основание трапеции.

Коэффициент модуляции равен М = (А-В) / (А+В) ∙100.

* метод эллипса. На входы Х и У осциллографа подают исследуемое амплитудно-модулированное напряжение со сдвигом по фазе. Внутренняя развертка осциллографа отключена. От величины угла фазового сдвига зависит вид осциллограммы. Определив линейные размеры, находят А и В (рисунок 2.26).

Частотная модуляция (модулирующее напряжение изменяет частоту несущей при ее постоянной амплитуде) характеризуется девиацией несущей частоты Δf и индексом m.

Девиация - это наибольшее отклонение высокой частоты относительно ее среднего значения. Она пропорциональна амплитуде моделирующего напряжения с частотой F.

Индекс частоты модуляции определяется отношением: m = Δf / F.

Тема 2.6 Измерение частоты и интервалов времени

Измерение частоты. В частотно-измерительной технике главной величиной периодического сигнала является период – наименьший интервал времени, через который повторяется произвольно выбранное мгновенное значение периодического сигнала, а частота определяется как величина, обратная этому периоду.

Для измерения промышленной частоты могут применяться стрелочные приборы электродинамической системы. На низких частотах применяют электронно-счетные частотомеры и осциллографы. На высоких и сверхвысоких частотах применяют резонансные частотомеры.

Приборы для измерения частоты (в обозначении типа имеют букву Ч):

Ч1 – стандарты частоты и времени;

Ч2 – частотомеры резонансные;

Ч3 – частотомеры электронно-счетные;

Ч4 – частотомеры гетеродинные, емкостные, мостовые;

Ч5 – синхронизаторы частоты, преобразователи частоты;

Ч6 – синтезаторы частот; делители и умножители частоты;

Ч7 – компараторы частотные, фазовые, временные.

Методы измерения частоты:

_· Метод линейной развертки. Сигнал измеряемой частоты подается на вход Y осциллографа. Измеряется интервал времени t_х, в который попадает целое число N периодов сигнала. Тогда частота f = 1/T=N/t_x.

· Метод синусоидальной развертки (фигур Лиссажу). К отклоняющим пластинам Y подводят напряжение измеряемой частоты f_y, а к пластинам Х - напряжение от образцового генератора с частотой f₀ = f_x (рисунок 2.27, а). При этом частоту f₀ изменяют до тех пор, пока на экране осциллографа не получится наиболее простая и неподвижная фигура Лиссажу. Определив затем по ней отношение частот n = f_y/f_x = f_y/f₀, находим f_y = n∙f_x. Практически величину n удобно находить как отношение числа точек пересечения фигуры Лиссажу горизонтальной линией к числу точек пересечения фигуры вертикальной линией (рисунок 2.27, б).

Рисунок 2.27

Рисунок 2.28. Фигуры Лиссажу для разного соотношения частот и различных фазовых сдвигов

Данный метод целесообразно использовать, если n не превышает 10. При большем отношении частот фигура получается неразборчивой. В этом случае для измерения частоты необходимо использовать метод круговой или эллиптической развертки.

Пример:

Если фигура Лиссажу на рисунке 2.19, б получилась при частоте f₀= 1000 Гц, то n = f_y/ f₀ = 6 / 2 = 3, откуда f _y = n∙ f₀ = 3∙1000 = 3000 Гц.

На рисунке 2.28 приведены фигуры Лиссажу при различных частотах и фазовых углах сдвига синусоидальных напряжений. Кривые, приведенные на рисунке 2.29, наглядно поясняют образование фигур Лиссажу на экране осциллографа.

Рисунок 2.29. Получение фигур Лиссажу при отношении частот 1:1 и сдвиге фаз φ = 0^о (а), φ = 45^о (б)

· Метод круговой развертки (яркостных меток времени). На входы X и Y осциллографа подаются синусоидальные сигналы образцовой частоты f₀, сдвинутые по фазе на 90º друг от друга, а на вход Z – сигнал измеряемой частоты f_х. В результате на экране осциллографа получается прерывистая окружность (рисунок 2.30), по количеству разрывов n которой находится отношение частот: f_х= n ∙f₀.

Рисунок 2.30

Измерение интервалов времени дискретным методом счета. Измеряемый интервал времени ∆t_х заполняется импульсами с известным образцовым периодом их следования Тобр << t_х. При этом число этих импульсов m, пропорциональное ∆t_х, подсчитывается. Импульсы, заполняющие интервал ∆t_х, называют счетными, а период их следования – Тсч. Таким образом:

Для аппаратурного осуществления дискретного метода счета необходимы генератор счетных импульсов и счетчик, между которыми включается временной селектор, представляющий собой логический элемент на два входа. Счетные импульсы, поступающие непрерывно на один из входов, проходят на счетчик только тогда, когда на второй вход селектора поступает стробирующий импульс, длительность которого равна измеряемому интервалу времени ∆t_х. При этом число импульсов, фиксируемое счетчиком и наблюдаемое с помощью цифрового отображающего устройства – дисплея, однозначно соответствует измеряемому интервалу времени ∆t_х.

Электронно-счетные цифровые частотомеры. Они используют метод дискретного счета импульсов, т.е. осуществляют подсчет числа периодов (импульсов) измеряемой частоты за образцовый промежуток времени (рисунок 2.31). Напряжение измеряемой частоты подается на формирующее устройство, на выходе которого получаются однополярные импульсы такой же частоты. Далее эти импульсы поступают на счетчик только тогда, когда открыт временной селектор. Устройство управления селектором формирует прямоугольный импульс, который отпирает и запирает селектор. Длительность этого импульса стробирована кварцевым генератором.

Делитель частоты позволяет получать интервалы времени, кратные десяти (0,001; 0,01; 0,1; 1; 10). Измеряемая частота представляет собой число импульсов на выходе селектора в единицу времени:

Fx = n / ∆t,

где n – показание счетчика, ∆t – время счета.

Чем больше время счета при неизменной частоте, тем больше показание счетчика и точнее измерения.

Особенности: высокая точность; можно измерять период, частоту и отношение частот; при измерении низких частот прибор не обеспечивает высокой точности измерения, поэтому в диапазоне НЧ измеряют не частоту, а период.

Рисунок 2.31. Структурная схема цифрового частотомера

Тема 2.7 Измерение параметров цепей с сосредоточенными постоянными

Электрические и радиоэлектронные цепи, физические размеры которых гораздо меньше рабочей длины волны колебаний, называются цепями с сосредоточенными параметрами. Их параметры практически не зависят от конфигурации выводов активных и пассивных элементов и размеров соединительных проводов. В электрических цепях с сосредоточенными параметрами применяются линейные элементы общего назначения: резисторы, катушки индуктивности и конденсаторы. Их можно рассматривать как линейные пассивные двухполюсники (с двумя включёнными выводами), характеризуемые соответственно активным сопротивлением R, ёмкостью С и индуктивностью L.

В зависимости от вида измеряемой величины, требуемой точности, диапазона рабочих частот и других условий для измерения параметров элементов в цепях с сосредоточенными параметрами применяются различные методы измерений (и средства измерений):

· метод амперметра-вольтметра;

· метод непосредственной оценки;

· мостовой метод;

· резонансный метод;

· метод дискретного счёта (или цифровой).

Измерители параметров двухполюсников относят к подгруппе средств измерений с буквой Е:

Е2 – измерители полных сопротивлений и полных проводимостей;

Е3 – измерители индуктивностей;

Е4 – измерители добротности (Q);

Е6 – измерители сопротивления;

Е7 – измерители параметров универсальные;

Е8 – измерители ёмкостей;

Е9 – преобразователи параметров цепей.

Измерители параметров четырехполюсников (рисунок 2.32) образуют подгруппу средств измерений с буквой Х:

Х1 – приборы для исследования АЧХ;

Х2 – приборы для исследования переходных характеристик;

Х3 – приборы для исследования фазочастотных характеристик;

Х4 – приборы для исследования амплитудных характеристик;

Х5 – измерители коэффициента шума.

Мостовые измерители. В измерителях параметров двухполюсников (ДП) используются различные измерительные мосты: постоянного и переменного тока (МЕ – для измерения С, МИ – для измерения L и др.). Принципиальным их достоинством является высокая точность измерения параметров ДП, характерная для приборов сравнения (мосты постоянного тока имеют классы точности от 0.001 до 5, а мосты переменного тока – от 0.01 до 5).

Рисунок 2.32

Рисунок 2.33. Мост постоянного тока:

АВ, ВС, СД, ДА – плечи моста;

ИМ – индикатор нуля

Мост постоянного тока (рисунок 2.33) применяется для измерения активных сопротивлений. Магнитоэлектрический, электронный или цифровой нуль-индикатор включается в диагональ моста, ток в которой в момент измерения должен быть установлен равным нулю. Это так называемый уравновешенный (или сбалансированный) мост: в нём напряжение между точками B и D равно нулю, а ток в диагонали индикатора отсутствует (благодаря подбору сопротивлений плеч), т.е.

и - состояние равновесия.

Так как и , то и .

Следовательно , а значит .

Мост переменного тока (рисунок 2.34) применяют для измерения ёмкости, индуктивности, тангенса угла потерь в конденсаторе, добротности, частоты.

Условия равновесия моста переменного тока:

1)

Рисунок 2.34. Мост переменного тока

Омметры. Эти приборы предназначены для непосредственного измерения сопротивления. В них могут использоваться следующие две схемы измерения:

1) Последовательная схема (рисунок 2.35) – используется для измерения больших сопротивлений (кОм и более); измеряемое сопротивление Rx подключается последовательно с измерительным механизмом ИМ. При разомкнутой кнопке К ток, протекающий через ИМ, I=U/(Rx+Ru+Rд). При постоянных значениях U, Ru, Rд ток через ИМ зависит только от Rx и шкала градуируется в единицах измеряемого сопротивления (она неравномерная).

Рисунок 2.35. Последовательная схема измерения сопротивления

При нажатой кнопке К значения Rx=0 и через ИМ протекает максимальный ток Imax=U/(Ru+Rд). Стрелка прибора при этом отклоняется в крайнее правое положение (нулевая отметка на шкале прибора находится в правой части). Перед измерениями стрелка омметра устанавливается на нулевую отметку путём нажатия кнопки К и измерения Rд.

2) Параллельная схема (рисунок 2.36) – используется для измерения небольших сопротивлений (до кОм). При разомкнутой кнопке К, когда Rx=∞, через ИМ протекает максимальный ток Imax=U/(Ru+Rд). При закороченном приборе (Rx=0) ток через ИМ равен нулю (стрелка находится в крайнем левом положении).

Рис. 2.36. Параллельная схема измерения сопротивления

Контроль правильности показаний омметра производится при разомкнутой кнопке. В этом случае стрелка прибора находится в крайнем правом положении (Rx→∞). Если этого не происходит, то стрелка устанавливается на предельное значение шкалы ∞ измерением добавочного сопротивления Rд.

Метод вольтметра-амперметра. Этот метод измерения является косвенным и основан на использовании закона Ома. Погрешность измерения сопротивлений этим методом равна сумме погрешностей прямых измерений тока и напряжения.

1. Измерение сопротивления (рисунок 2.37, 2.38).

Рисунок 2.37. Измерение сопротивления Рисунок 2.38. Измерение сопротивления

при Rx >> Ra при Rx << Rv

2. Измерение ёмкости (рисунок 2.39, 2.40). При этом должна быть известна частота источника питания схемы. Ток I=U/Xc=UwCx, откуда Cx=1/(wU).

Рисунок 2.39. Измерение емкости при Рисунок 2.40. Измерение емкости при

больших емкостях конденсатора малых емкостях конденсатора

(Хс мало) (Хс велико)

Резонансный метод измерения. Этот метод основывается на определении резонансной частоты колебательного контура, составленного из образцового и измеряемого элементов. Применяется только на высокой частоте (в области низких частот резонансные характеристики протекают недостаточно резко, что снижает точность измерения).

Рисунок 2.41. Схема измерителя добротности

Рассмотрим принцип действия измерителя добротности (или куметра). Схема этого прибора (рисунок 2.41) включает высокочастотный генератор ГВЧ, последовательный колебательный контур из измеряемой катушки L(с активным сопротивлением RL) и образцового конденсатора Собр. Напряжения на выходе ГВЧ и на конденсаторе Собр. Измеряются вольтметрами с высокоомным входом V1 и V2. Измерением частоты ГВЧ или ёмкости конденсатора Собр настраивают колебательный контур в резонанс (отклонение стрелки вольтметра V2 будет максимальным). При резонансе напряжения на L и на Собр оказываются в Q раз больше (Q – добротность контура), чем напряжение U₁.

Q=1/(wC_обр)/R_L или Q = wL_x/R_L. Отсюда L_x=1/(C_обр.),

где C_обр. отсчитывается по шкале конденсатора переменной ёмкости.

При измерении ёмкости к зажимам L присоединяется образцовая катушка индуктивности L_обр и измерение выполняют в два этапа. Вначале настраивают в резонанс контур L_обр C_обр изменением частоты ГВЧ. В этом случае резонансная частота

.

Далее параллельно конденсатору C_обр подключается измеряемый конденсатор C_x и, не меняя частоты генератора, снова настраивают контур в резонанс изменением ёмкости C_обр. Так как резонансная частота не изменилась, то

и C_x= C_обр1- С­­_обр2.

При измерении добротности контура она при резонансе определяется по показаниям вольтметров:

Если поддерживать напряжение питания U₁ постоянным, то шкала вольтметра V₂ может быть проградуирована непосредственно в единицах добротности. Выпускаемые промышленностью куметры обеспечивают проведение измерений на частотах от 1 кГц до 300 МГц с погрешностью в пределах 0.5-5%.

Метод дискретного счёта. В ЦИС реализован метод дискретного счёта, состоящий в преобразовании измеряемого параметра в пропорциональный интервал времени и измерении этого интервала путём заполнения его счётными импульсами. Наибольшее применение этот метод нашёл в цифровых измерителях ёмкостей и сопротивлений. В них используется принцип подсчёта импульсов постоянной частоты за время постоянной времени разряда конденсатора τ=R_обрС_х или τ= R_хС_обр. Измеряемое сопротивления R_x или ёмкость С_х за время τ (при фиксированных значениях частоты счётных импульсов и образцового сопротивления R_обр или ёмкости С_обр) пропорциональны показаниям счётчика. Поэтому счётчик в таких измерителях градуируется в единицах ёмкости или сопротивления.

Цифровые измерители сопротивлений или ёмкостей, построенные по методу дискретного счёта, обеспечивают малую погрешность (0.1-0.2%).

Тема 2.8 Измерение параметров полупроводниковых приборов и интегральных микросхем

Измерение параметров диодов и стабилитронов. К основным параметрам диодов и стабилитронов относятся:

· постоянное прямое напряжение диода при заданном постоянном прямом токе;

· постоянный обратный ток при заданном обратном напряжении;

· напряжение стабилизации стабилитрона при протекании заданного тока стабилизации;

· емкость диода;

· дифференциальное сопротивление.

Свойства диодов достаточно полно определяют их вольт-амперные характеристики (ВАХ).

При оценке параметров прямой ветви ВАХ необходимо задать постоянный ток Iпр и измерить прямое падение напряжения Uпр. При этом внутреннее сопротивление источника питания должно быть существенно больше дифференциального сопротивления диода, т.е. источник должен быть источником тока по отношению к диоду.

При измерении обратных параметров диода в области пробоя (или в области стабилизации напряжения для стабилитронов) также необходимо задать значение обратного тока Iобр и измерить обратное напряжение Uобр.

На рисунках 2.42 и 2.43 приведены схемы измерения параметров прямой и обратной ветвей ВАХ маломощного диода. Измерение прямого падения напряжения на диоде осуществляется цифровым вольтметром постоянного тока с большим входным сопротивлением (до 10⁹ Ом), а контроль тока – магнитоэлектрическим или цифровым амперметром. При измерении параметров обратной ветви диода подаваемое на испытуемый диод VD напряжение контролируется цифровым или магнитоэлектрическим вольтметром, а значение обратного тока диода измеряется цифровым микроамперметром постоянного тока.

Рисунок 2.42. Схема измерения параметров Рисунок 2.43. Схема измерения параметров

прямой ветви ВАХ диода обратной ветви ВАХ диода

Обратный ток Iобр можно измерить косвенным путём (рисунок 2.43), включив в цепь диода известное сопротивление R0 (R0<<Rобр), на котором цифровым вольтметром измеряют падение напряжения U0. Тогда Iобр= U0/ R0. Для оценки частотных свойств диода снимают частотные характеристики Iвыпр(f) по схеме, приведённой на рисунке 2.44. От измерительного генератора ИГ на диод VD подают переменное напряжение постоянной амплитуды, но различной частоты. Напряжение U0 на резисторе R0, пропорциональное средневыпрямленному току, измеряется при различных значениях частоты. Семейство частотных характеристик получается при изменении значения сопротивления резистора R0.

Рисунок 2.44. Схема измерения частотных характеристик диодов

Значение ёмкости конденсатора С₀ выбирается таким, чтобы его ёмкостное сопротивление при минимальной частоте испытательного напряжения было значительно меньше сопротивления резистора R0. При этом измерение напряжения на резисторе R0 осуществляется высокоомным вольтметром постоянного тока.

Измерение параметров транзисторов. Транзистор рассматривается как линейный активный четырёхполюсник в различных вариантах включения: с общей базой (рисунок 2.45), с общим эмиттером и общим коллектором. Если за независимые переменные выбрать i ₁ и U _2, то для определения U ₁ и i ₂ получают систему линейных уравнений, описывающих четырёхполюсник через его так называемые h - параметры, которые можно измерить испытателем Л2-54.

Рисунок 2.45. Замена транзистора четырехполюсником: i₁, U₂ - входные ток и напряжение; i₂, U₂ - выходные ток и напряжение

Рисунок 2.46. Условные графические обозначения элементов И (а), ИЛИ (б), НЕ (в)

Измерение параметров интегральных микросхем. Все существующие интегральные схемы (ИС) по степени интеграции подразделяются:

• на ИС малой интеграции (МИС) – с числом элементов от 10 до 20 (например, транзисторная сборка).
• ИС средней интеграции (СИС) – с числом элементов от 100 до 200 (счётчики, регистры);
• большие ИС (БИС) – с числом элементов до десятков тысяч (микропроцессоры, запоминающие устройства);

по функциональному назначению:

• на аналоговые ИС – предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся линейно;
• цифровые (или логические) ИС – предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся дискретно;

Цифровые ИС (ЦИС) реализуют логические функции И, ИЛИ, НЕ (рисунок 2.46) и их комбинации. ЦИС характеризуются как статическими, так и динамическими параметрами. Основными статическими параметрами являются:

• уровни выходных напряжений, соответствующие значениям логической единице т логического нуля ;
• входные и выходные токи, соответствующие значениям логических «1» , и «0» , ;
• коэффициент разветвления по выходу;

Под напряжением логического нуля «0» понимают значение низкого уровня напряжения для «положительной» логики и значение высокого напряжения для «отрицательной» логики.

Основными динамическими параметрами ЦИС являются (рисунок 2.47):

• время задержки включения ;
• время задержки выключения ;
• время задержки распространения сигнала при включении ;
• время задержки распространения сигнала при выключении ;
• среднее время задержки, которое характеризуют быстродействие ЦИС:

Рисунок 2.47. Физический смысл основных динамических параметров ЦИС

Тема 2.9 Автоматизация измерений и контроля

§ 77. Основные направления автоматизации измерительных приборов

В измерительных приборах могут быть автоматизированы следующие процессы: выбор режимов и пределов измерения; настройка, калибровка и коррекция погрешностей; выполнение функциональных преобразований и вычислительных операций для получения прямого показания измеряемой величины; диаг­ностика работоспособности; управление функционированием; сбор измерительной информации от различных источников.

Степень автоматизации может быть различной:

1) частичная автоматизация, когда велика роль оператора:

♦ замена косвенных измерений прямыми, увеличение чис­ла приборов с непосредственным отсчетом;

♦ построение прямопоказывающих приборов;

♦ создание многофункциональных приборов;

♦ применение панорамных приборов;

2) непрерывный контроль (минимальное участие человека в измерительном процессе):

* регистрация контролируемых значений;

♦ сигнализация при выходе за пределы нормы;

♦ использование отклонения от нормы в качестве сигнала, управляющего органом регулировки;

3) полная автоматизация:

♦ автоматизация регулировок в измерительных приборах;

♦ регистрация результатов измерения: документальная (в напечатанном виде); запоминание и ввод в ЭВМ;

♦ создание информационно-измерительных систем и из­мерительно-вычислительных комплексов.

Основные направления автоматизации электрорадио- измерений:

1) разработка средств измерения, в которых все необходи­мые регулировки выполняются автоматически;

2) замена косвенных измерений прямыми и разработка на этой основе прямопоказывающих измерительных приборов;

3) создание комбинированных (многофункциональных) измерительных приборов, позволяющих выполнять целый ряд функций и измерять целый ряд параметров;

4) разработка панорамных измерительных приборов и обеспечение с их помощью визуального наблюдения на экране осциллографического индикатора картины (панорамы) опреде­ляемой характеристики в широком диапазоне частот Основным функциональным узлом панорамных приборов является генера­тор качающейся частоты, который создает частотную ось пано­рамы;

5) применение микропроцессоров и разработка на их ос­нове электрорадиоизмерительных приборов нового поколения с искусственным «интеллектом»;

6) разработка информационно-вычислительных комплек­сов (ИВК), имеющих в своем составе процессоры с необходи­мыми периферийными устройствами, измерительные и вспомо­гательные устройства, управляемые от процессора, и создание программного обеспечения такого комплекса;

7) создание на основе ИВК различных информационно- измерительных систем.

§ 78. Функции, выполняемые микропроцессорами в измерительных приборах

Микропроцессоры и микро-ЭВМ позволяют полностью автоматизировать процесс управления ЦИП. Анализируя цифро­вую информацию о состоянии внешних (на лицевой панели) и внутренних органов управления работой ЦИП, команды и дру­гую цифровую информацию, поступающую от интерфейса при работе ЦИП, а также информацию о самой измеряемой величи­не, неинформативных параметрах сигнала и влияющих величи­нах, микро-ЭВМ может вырабатывать команды для автоматиче­ской установки соответствующих режимов работы ЦИП в про­цессе измерения.

Наряду с автоматизацией выбора вида измерений в уни­версальных ЦИП, пределов измерений, вида обработки измери­тельной информации, возникает возможность автоматического выбора оптимального режима работы ЦИП, измерения режима по заданной программе, самонастройки и быстрой калибровки.

Широкие возможности математической обработки изме­рительной информации в микро-ЭВМ позволяют реализовать сложные виды измерений (косвенные, совместные, совокупные), измерение случайных величин и характеристик сигналов и про­цессов, расширить функциональные возможности ЦИП. Мате­матическая обработка также легко позволяет представить ин­формацию в удобном виде. Например, результат измерения на­пряжения в цифровых вольтметрах можно представить как в вольтах, так и в логарифмическом масштабе, результат измере­ния в цифровых частотомерах можно легко пересчитать из час­тоты в период и наоборот

Микро-ЭВМ позволяет осуществлять диагностику и са­модиагностику исправности ЦИП путем контроля режимов ра­боты отдельных узлов и даже элементов прибора. Для этого вводятся тестовые сигналы или дополнительные пороговые устройства, сигнализирующие об отклонении режимов работы от допустимых значений (например, для контроля питающих напряжений). Самодиагностика осуществляется в микро-ЭВМ с помощью специальных диагностических программ. Эти меры позволяют предотвратить появление грубых погрешностей из­мерения.

Таким образом, с помощью микропроцессорных систем достигается:

♦ многофункциональность приборов;

♦ повышение точности и надежности приборов;

♦ расширение измерительных возможностей приборов;

♦ упрощение и облегчение управления прибором;

♦ возможность получения математических функций изме­ренных значений;

♦ миниатюризация и экономичность аппаратуры;

♦ возможность объединения совокупности приборов в из­мерительно-вычислительный комплекс.

§ 79. Компьютерно-измерительные системы (КИС)

КИС обязательно включает в себя компьютер, работаю­щий в режиме реального масштаба времени (в режиме on-line). КИС на основе ПК сегодня заменяют стандартные измеритель­ные приборы (вольтметры, осциллографы, генераторы) системой виртуальных приборов. Ряд этих приборов могут быть воспро­изведены на одном ПК одновременно.

Особенности КИС по сравнению с микропроцессорными приборами:

♦ обширный фонд стандартных прикладных компьютер­ных программ, позволяющий решать широкий Kpyf задач изме­рений;

♦ возможность оперативной передачи данных исследова­ний и измерений по локальным и глобальным (INTERNET) ком­пьютерным сетям;

♦ высокоразвитый графический интерфейс пользователя, обеспечивающий быстрое освоение взаимодействия с системой;

♦ возможность использования внутренней и внешней па­мяти большой емкости;

♦ возможность составления компьютерных программ для решения конкретных измерительных задач;

♦ возможность оперативного использования различных устройств документирования результатов измерений.

В самом общем случае КИС может быть построена двумя способами:

1) с последовательной архитектурой.

Части системы, преобразующие анализируемые сигналы, обрабатывают их в последовательном режиме. Поэтому вся со­ответствующая электроника размещается на слотах компьютера. Достоинства такой архитектуры очевидны благодаря использо­ванию принципа разделения обработки по времени. Стоимость системы невелика;

2) с параллельной архитектурой.

Содержит ряд параллельных каналов измерений и каждый канал имеет собственные узлы преобразования анализируемых сигналов и только процессор компьютера работает в режиме объединения сигналов (мультиплексирования). Подобный прин­цип построения позволяет производить оптимизацию обработки сигналов в каждом канале независимо. Преобразование сигналов можно выполнять локально в месте расположения источника исследуемого сигнала, что позволяет передавать сигналы от из­меряемого объекта в цифровой форме.

РАЗДЕЛ 3 Основы стандартизации и управление качеством продукции

Тема 3.1 Основы стандартизации

Стандартизация как упорядочение и нормирование. Из личного опыта каждому очевидна невозможность существования любой современной технической, экономической и общественной структуры, включая строительство, транспорт и промышленное производство, без высокого уровня упорядоченности. Примеры упорядочения можно привести из самых разных областей: наличие определенных правил в музыке и поэзии, в технике безопасности, в дорожном движении и др.

Объектами упорядочения являются не только изделия (телевизоры, персональные компьютеры, автомобили и т.д.), но и различные процессы (технологические процессы обработки изделий, оказание услуг, правила перехода дороги и др.), а также условные обозначения (знаки), применяемые в различных областях (цифры, дорожные знаки, обозначения единиц физических величин и др.). Предметы, действия и обозначения являются объектами стандартизации, если на них разрабатываются нормы в виде стандартов.

Упорядочение осуществляется с помощью норм и правил, позволяю­щих контролировать свойства (параметры) объекта, оценивать его уровень качества. Назначение норм состоит в наложении на параметры некоторых ограничений. Ограничение может оформляться заданием предельных значений параметра, например: радиус не менее 0,5 мм (R 0,5 min), масса не более 1 кг (1 кг max) или длина от 55,5 до 56,5 м.

Процесс назначения требований к объектам стандартизации можно назвать нормированием. Результатом нормирования могут быть документы или образцы изделий. Документ, содержащий правила, общие принципы, параметры и характеристики, касающийся определенных видов деятельности или их результатов и доступный широкому кругу пользователей, называется нормативным (или нормативно - техническим) документом.

Тема 3.2. Основные понятия и определения в области управления качеством продукции и её сертификации

Цель: изучить основные' понятия и определения, относящиеся к управ­лению качеством продукции и ее сертификации.

Качество продукции - это совокупность ее свойств, обуславливающих пригодность продукции удовлетворять определенные потребности в соответ­ствии с ее назначением. Под свойством продукции понимается объективная особенность ее, которая проявляется при ее создании, эксплуатации или по­треблении.

При оценке качества продукции учитывают только те свойства, которые связаны с применением продукции по назначению Например, для стацио­нарных часов их масса, габариты и относительно высокий расход энергии яв­ляется несущественным, в то время как для наручных часов эти свойства рассматриваются в первую очередь; для дамских часов характерны и эстети­ческие требования.

Свойства продукции характеризуются показателями качества. Показа­тель качества продукции эта количественная харак!еристика одного или нескольких свойств продукции, входящих в сс качество, рассматривая при­менительно к определенным условиям ее создания и эксплуатации или по­требления.

Различают единичные и комплексные показатели. Единичный показа­тель качества характеризует только одно простое свойство. Комплексный показатель качества характеризует совместно несколько простых свойств или одно сложное, состоящее из нескольких простых свойств. Например, надеж­ность изделия можно характеризовать простыми свойствами - безотказно­стью и ремонтопригодностью. Показателем безотказности является среднее время между двумя отказами изделия Т, показателем ремонтопригодности - среднее время восстановления изделия Тц. Вместе с этим используется и комплексный показатель - коэффициент готовности Кг, характеризующий одновременно и безотказность, и ремонтопригодность:

К,=Т/(Т+Т„).

При определении уровня качества продукции - относительной ха­рактеристики качества продукции значения показателей качества оценивае­мой продукции сравнивают с базовыми значениями соответствующих пока­зателей (т.е. стандартными, установленными соответствующими норматив­ными документами).

У большинства промышленно развитых стран доля продукции, постав­ляемой на экспорт, составляет (25-50)% от общего объема производства. Это убедительно характеризует роль качества продукции для создания благопри­ятных условий торгово-промышленного сотрудничества между странами Одной из наиболее широко применяемых форм подтверждения качества про­дукции является ее сертификация.

Сертификация - это процедура, посредством которой третья сторо­на письменно удостоверяет, что продукция (процесс или услуга) соответст­вует конкретному стандарту ичи другому нормативному документу.

Изготовитель (предприятие, организация, учреждение или индивиду­альный предприниматель, производящие продукцию для реализации потре­бителям), проведя сертификацию продукции, повышает ее конкурентоспо­собность на рынке сбыта.

Потребитель сертифицированной продукции (предприятие ичи физическое лицо, использующее данную продукцию по назначению) получаст большие гарантии в стабильности характеристик качества продукции, а при использовании потребителем сертифицированной продукции для производ­ства новых изделий позволяет ему отказаться от проведения сплошного вы­ходного контроля, дополнительных испытаний и т.д.

Третья сторона - лицо ичи орган, признаваемые независимыми от уча­ствующих сторон в рассматриваемом вопросе. Участвующие стороны пред­ставляют интересы изготовителя (первая сторона) и потребителя (вторая сто­рона).

Сершфикаг соответствия (сертификат) - документ, выданный по правилам системы сертификации и указывающий, что обеспечивается не­обходимая уверенность в том, что данная продукция, процесс или услуга со­ответствует конкретному стандарту или другому нормативному доку­менту.

Идентификация продукции - процедура, посредством которой уста­навливается соответствие представленной на сертификацию продукции требованиям, предъявляемым к данному виду (типу) продукции (в норматив­ной н технической документации, в информации о продукции).

Соответствие - это соблюдение всех установленных требовании к про­дукции, процессу или услуге, а несоответствие их несоблюдение, т.е. от­сутствие одной или нескольких характеристик качества или их отклонение.

'Заявитель - изготовитель (поставщик), зарегистрированный в уста­новленном порядке, подавший заявку на сертификацию продукции.

'Заявление о соответствии документ, в котором изготовитель (по­ставщик) удостоверяет, что поставляемая им продукция соответствует установленным требованиям.

Требование (нормативного документа) - положение, содержащее критерии, которые должны быть соблюдены.

Документальное подтверждение соответствия проводится посредством предъявления либо сертификата, либо на отдельные виды продукции заявле­ния о соответствии.

Знак соответствия - зарегистрированный в установленном порядке знак, которым по правшам данной системы сертификации подтверждает­ся соответствие маркированной им продукции установленным требованиям нормативных актов и конкретных стандартов или других нормативных до­кументов по стандартизации.

Инспекционный контроль - периодический и оперативный контроль за деятельностью предприятий-изготовителей или индивидуальных пред­принимателей с целью оценки возможности сохранения действий ранее вы­данных сертификатов соответствия, осуществляемый органами, выдав­шими эти документы или организациями, уполномоченными ими.

Система сертификации - система, располагающая собственными пра­вилами и процедурами для проведения сертификации. Различают системы сертификации, функционирующие на национальном и международном уров­нях.

Аккредитация официальное признание того, что организация право­мочна проводить определенные работы в конкретной области деятельно­сти.

Область аккредитации - один или несколько видов работ, на выполне­ние которых аккредитован орган по сертификации.

Государственная система стандартизации Республики Беларусь (ГСС РБ) вводит ряд терминов и определений. Приведем основные из них.

Стандартизация - деятельность, направленная на достижение оп­тимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления положений для всеобщего и многократного применения в отношении начально существующих или потенциальных задач.

Нормативный документ - документ, содержащий правша, общие принципы или характеристики, касающиеся различных видов деятельности или их результатов.

Государственный стандарт Республики Беларусь - стандарт, ут­вержденный Госстандартом или Министерством строительства и архитектуры Республики Беларусь.

Межгосударственный стандарт (ГОСТ) - стандарт, принятый Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации или Межгосударственной научно-технической конференцией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве.

Основными целями стандартизации являются:

- защита интересов потребителей и государства в вопросах качества продукции, услуг, процессов, обеспечивающих их безопасность для жизни людей, охрану окружающей среды;

- содействие внедрению ресурсо- и энергосберегающих технологий;

- обеспечение единства измерений;

- устранение технических барьеров в торгово-экономическом, научно-техническом сотрудничестве, обеспечение конкурентоспособности белорусских товаров на мировом рынке, участие республики в международном разделении труда.

Главной задачей стандартизации является создание системы нор­мативной документации, определяющей прогрессивные требования к продукции, изготавливаемой для нужд народного хозяйства, обороны страны и экспорта, к ее разработке, производству и применению, а также контроль за правильностью использования этой документации.

Дата добавления: 2013-12-14