Автоматизированная поверка шумомеров с помощью системы измерительной виброакустической ВС-321
Доклад был презентован на XV метрологической конференции в Подмосковье. Авторы — Морозов Д.В., Соколов И.Н. (АО «ВИСОМ»); О.А. Кувыкина, Н.Н. Данильченко (ФГБУ «ГНМЦ» МО РФ)
Презентация доклада «Практическая реализация автоматизированной поверки шумомеров с помощью системы измерительной виброакустической ВС-321»
Особенности поверки шумомеров и нормативная база
Одной из наиболее трудоемких поверок акустических средств измерений является проведение поверки шумомеров. В зависимости от методики или используемого стандарта при поверке могут проводиться сотни измерений. С ростом количества измерений возрастает вероятность ошибки по причине человеческого фактора, например, опечатки в записях или неправильно проведенные измерения (расчеты).
Ввиду описанных выше факторов, автоматизация поверки шумомеров является одним из наиболее актуальных направлений развития систем поверки акустических средств измерений. В качестве примера системы, реализующей автоматизированную процедуру поверки шумомеров, может быть рассмотрена система измерительная виброакустическая ВС-321 (рег. №63090-16). Необходимо отметить, что отечественные аналоги ВС-321 отсутствуют.
Система ВС-321 является полностью отечественной разработкой приборостроительного предприятия «Висом» в г. Смоленске. Система ВС-321 нашла применение в ФБУ «Ростест-Москва», Первый Метрологический Центр и метрологических подразделениях других организаций промышленности.
При разработке системы ВС-321 в программном обеспечении VisProbe SL были разработаны модули проведения поверки шумомеров в соответствии с ГОСТ 8.257-84 и которые позднее дополнены операциями в соответствии с ГОСТ 53188.3-2019. Реализованные программные модули позволили уменьшить время поверки в два-три раза.
Однако в связи с появлением новых типов шумомеров, а также с тем, что большинство поверок стало проводиться не по стандартизованным методикам, а по методикам поверки, разработанным при утверждении конкретного типа шумомера, принято и реализовано предложение о разработке новой процедуры, учитывающей новые методики поверки.
Методика для сокращения времени поверки шумомеров
Новая процедура поверки, как и существовавшая ранее, также представляет собой мастер (интерфейс пользователя), предлагающий пройти ряд шагов, соответствующих операциям методики поверки шумомера (например, определение погрешности измерений, измерение неравномерности АЧХ, измерение ошибки переключения, измерение нелинейности амплитудной характеристики, определение отклика на радиоимпульс или временных характеристик F, S, I, Пик).
Основным отличием созданной процедуры от существовавшей ранее является ее адаптивность: при разработке программного обеспечения был проведен анализ определения наиболее часто встречающихся шумомеров. Для этого с помощью опроса пользователей системы ВС-321 были установлены наиболее распространенные модели шумомеров (Экофизика-110А, Октава-110А, Октава-110А-ЭКО, Октава-201, Октава-110АМ, Октава-111А), а затем было определено количество первичных и вторичных поверок каждой модели за год. Анализ показал, что общее число поверок наиболее распространенных шумомеров за год может достигать от тысячи и больше.
Для каждого из приведенных выше шумомеров были выделены пункты проверки, которые в дальнейшем были сгруппированы в основные классы, а именно:
- Проверка показаний шумомера на базовой частоте.
- Определение погрешности переключения диапазона измерений.
- Определение частотных характеристик шумомера акустическими методами.
- Определение частотных характеристик электрическим методом.
- Определение частотной характеристики в низкочастотной камере.
- Проверка частотных и временных коррекций на базовой частоте.
- Проверка линейности уровня.
- Определение затухания октавных фильтров.
- Определение уровня собственных шумов с эквивалентом капсюля.
- Определение уровня собственных шумов с установленным капсюлем и т.д.
Для каждого из классов пунктов поверки были выделены основные параметры, которые меняются в зависимости от типа шумомера. Например, для проверки показаний шумомера на базовой частоте такими параметрами являются:
- количество измерений;
- предел погрешности измерений;
- необходимость проверять стабильность измерений на базовой частоте;
- предел отклонения для проверки стабильности измерений.
Реализация в программном обеспечении
Предложенный подход позволяет создавать программные модули шагов проверки, обладающие достаточно высокой степенью универсальности. С условием правильного выделения основных параметров шага программный модуль может быть использован не только для поверки шумомеров, которые существовали на момент выпуска программного обеспечения, но и для поверки перспективных моделей шумомеров, с помощью изменения значений приведенных выше параметров, что не требует внесения изменений в программное обеспечение.
Необходимо отметить, что программное обеспечение VisProbe SL дает возможность пользователю создавать описания шумомеров и шагов поверки, что увеличивает возможности адаптации программного обеспечения к появлению новых шумомеров и методик поверки.
Сами шаги поверки могут выполняться в произвольном порядке. После старта шага автоматически показывается инструкция, которая была введена в настройках. Далее программа последовательно запрашивает у пользователя результаты измерений, которые заносятся в интерактивную таблицу.
По завершении измерений на шаге программа показывает сообщение «Измерения завершены».
С учетом изложенного выше, многие шаги процедуры поверки включают в себя десятки измерений, в программном обеспечении была реализована процедура сохранения состояния проводимой поверки, учитывающая состояние каждого из конкретных измерений.
Таким образом, если поверка была остановлена на измерении неравномерности частотной характеристики на конкретном значении частоты, выполнение поверки после продолжения начнется именно с этого шага и этой частоты.
Для тех шагов, где требуется генерация сигнала, например, на шагах определения частотных характеристик акустическим или электрическим методом, программное обеспечение VisProbe SL обеспечивает генерацию сигнала необходимой амплитуды и частоты с использованием выходных каналов контроллера ВС-301 из состава системы ВС-321.
По завершении процедуры поверки автоматически создается отчет, в который включается как информация о проведенных измерениях, так и об условиях окружающей среды.
Таким образом, можно сделать вывод, что к настоящему моменту создано программное обеспечение, дающее возможность автоматизации проведения поверки шумомеров наиболее распространенных типов.
Реализованное программное обеспечение может быть расширено за счет разработки модуля автоматизации получения измеренных шумомером значений через интерфейс USB и/или другие интерфейсы. Также одним из направлений развития является внесение возможности использования программно-управляемых (через USB) генераторов сигнала с целью расширения частотного и амплитудного диапазона, генерируемых в ходе поверки сигналов.
Литература
- Кувыкин Ю.А., Соколов И.Н. К вопросу об автоматизации поверки вибропреобразователей, микрофонов, шумомеров и виброметров с помощью системы измерительной виброакустической ВС-321 // Метрологическое обеспечение обороны и безопасности в РФ: Материалы XI Всероссийской НТК / пос. Поведники, МО, 1–3.11.2016. – С. 162–166.
- ГОСТ 8.257-84 «ГСИ. Шумомеры. Методика поверки» [Текст]. – М.: Государственный комитет СССР по стандартам, 1986. – 16 с.
- ГОСТ Р 53188.3-2019 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Шумомеры. Часть 3. Методика поверки [Текст]. – М.: Стандартинформ, 2019. – 20 с.
Остались вопросы?
Узнайте больше в отделе продаж предприятия «Висом»:
- +7 (4812) 777-001, доб. 122 и 124
- 89203005818 (Олег), 89303002229 (Татьяна)
- ti@visom.ru, litvinov@visom.ru
