Andrzej OLENCKI Instytut Informatyki i Elektroniki

1. Andrzej OLENCKI Instytut Informatyki i Elektroniki Wydział Elektrotechniki, Informatyki i Telekomunikacji Uniwersytet Zielonogórski KALIBRATORY – specjalność zielonogórskiego przemysłu elektronicznego • Kalibratory napięć i prądów to złożone urządzenia elektroniczne • Od ponad 30-tu lat są projektowane i produkowane w Zielonej Górze • W skali kraju stały się specjalnością zielonogórską • Ponad 50% produkcji kalibratorów jest eksportowana z tendencją wzrastającą • Kalibratory to nowoczesna elektronika i informatyka Kalibratory

2. Sprawdzenie – proces mający na celu ∆=UM-UW<∆DOP dobry ∆=UM-UW>∆DOP zły Wzorcowanie – proces mający na celu ∆=UM-UW Adiustacja – proces mający na celu UM≈UW UW WZORZEC FILOZOFIA ADIUSTACJI I SPRAWDZANIA NARZĘDZI POMIAROWYCH UM Produkcja Eksploatacja Kalibratory wielkości elektrycznych – precyzyjne źródła napięć i prądów odtwarzają U= U~ I= I~ f  P Q E U=1V...1000V I=10nA...100A f(UAC+IAC)=40Hz...5kHz Dzięki stosowaniu kalibratorów uzyskiwana jest ogromna oszczędność czasu

3. ODTWARZANIE JEDNOSTEK WIELKOŚCI ELEKTYRCZNYCH. HIERARCHICZNY UKŁAD WZORCÓW GUM, OUM, Laboratoria akredytowane Wzorzec odniesienia Dokładność Wzorce kontrolne Wzorce robocze Kalibratory napięć i prądów Użytkownicy Przyrządy użytkowe Liczba urządzeń

4. BADANY KALIBRATOR PRZYRZĄD MIERNIK KONTROLNY Aparatura wzorcowa ADIUSTACJA I SPRAWDZANIE NARZĘDZI POMIAROWYCH w systemach z kalibratorem kontrolnym i w systemach z miernikiem kontrolnym

5. RODZAJE KALIBRATORÓW TRÓJFAZOWY KALIBRATOR MOCY Odtwarza trójfazowy wektor napięć, prądów i kątów fazowych KALIBRATOR PRZEMYSŁOWY Symuluje termopary i termoelementy, odtwarza napięcia i prądy stałe KALIBRATOR UNIWERSALNY Odtwarza napięcia do 1100V i prądy do 100A stałe i przemienne U1 I1 I3 U2 U3 I2

6. HISTORIA KRAJOWYCH KALIBRATORÓW MA PONAD 30 LAT Producenci kalibratorów INMEL Zielona Góra OBRME LUMEL Zielona Góra Kadra CALMET Zielona Góra Rynek producentów MERATRONIK Warszawa Monopol jednego producenta Lata 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2005 1998 1990 Przełom lat 1988/90 ukształtował aktualny stan projektantów i producentów 1978-82 GA1 Kalibrator uniwersalny. Produkcja seryjna – technologia tranzystorowa i scalona • Aktualnie oferowanych jest: • 3 typy kalibratorów uniwersalnych • 5 typów kalibratorów mocy • 6 typów kalibratorów sygnałów przemysłowych • 1 typ kalibratora rezystancji 1984- SQ10/Inmel10 Kalibrator uniwersalny z mikroprocesorem produkowany seryjnie 1986- SQ31/33 Kalibrator mocy. Największy sukces projektowy – eksportowany do dziś 1972-77 DC120 i AC100 Kalibrator napięć i prądów. Produkcja jednostkowa – technologia lampowa 1982-86 SQ11 Kalibrator z mikroprocesorem

7. BUDOWA KALIBRATORA Kalibrator Część cyfrowo-analogowa Wyjście Programowane źródło napięć i prądów Zasilacz Wielkość wyjściowa Y Nastawa parametrów informacyjnych i nieinformacyjnych Sygnały sterujące Układ sterowania Wielkość nastawiana X Sygnały interfejsowe Układ programowania Część cyfrowa Interfejs

8. błąd roboczy błąd podstawowy dryft 7h dryft 15min PARD szum WCz Wartość dopuszczalna parametru T1=1...24miesiące T2=1...7...24h T3=1...15...30min 1/T4=1...10Hz Częstotliwość 0 1/T1 1/T2 1/T3 1/T4 1/T5 1/T6 PARAMETRY DOKŁADNOŚCIOWE PARAMETRY DOKŁADNOŚCIOWE opisują dopuszczalne różnice między wartością wielkości wyjściowej i nastawionej niezależne od przedziału czasu obserwacji • błąd dodatkowy spowodowany zmianą temperatury otoczenia, • błąd dodatkowy spowodowany zmianą obciążalności wyjścia, • błąd liniowości charakterystyki przetwarzania zależne od przedziału czasu obserwacji parametry decydujące przy stosowaniu kalibratora jako wzorca parametry mało istotne przy stosowaniu kalibratora jako wzorca

9. Z Struktura otwarta Z X Y Y X W URZĄDZENIE (SYSTEM) Y=f(X) OBIEKT BLOK WEJŚCIOWY Zamknięta struktura z addytywna korekcją Z W X OBIEKT Y BLOK WEJŚCIOWY Zamknięta struktura śledząca Z P W X  Y REGULATOR  BLOK SPRZĘŻENIA S S Zamknięta struktura z multiplikatywną korekcją Z W X OBIEKT Y BLOK WEJŚCIOWY OBIEKT MNOŻNIK BLOK WEJŚCIOWY REGULATOR a REGULATOR BLOK SPRZĘŻENIA  BLOK SPRZĘŻENIA S STRUKTURY SYSTEMÓW STABILIZACJI PARAMETRÓW OBIEKTÓW Poszukiwane struktury, dla których Yf(Z) lub f(Z)0 Wzmacniacz C/A Y=fO(W, Z)=fO{fBW(X), Z}  Y=fO(W)=fO{fBW(X)} W strukturze otwartej jest to możliwe tylko przez stosowanie metod konstrukcyjno-technologicznych

10. 60 przeregulowanie UA/UUST amplituda procesu przejściowego UA 50 UDOP 40 UDOP 30 czas odpowiedzi tO wartość ustalona UUST 20 10 0 PARAMETRY DYNAMICZNE PARAMETRY DYNAMICZNE opisują proces przejściowy na wyjściu spowodowany zmianą wymuszenia Słabe parametry dynamiczne ograniczają wydajność procesu testowania urządzeń

11. Kalibrator napięć przemiennych Nastawa częstotliwości Generator Nastawa zakresu Nastawa napięcia Wyjście C/A Regulator Wzmacniacz Modulator Dzielnik AC/DC Nastawa zakresu Wybrać strukturę kalibratora – wzmacniacz ma mieć mały wpływ na dokładność Opracować bloki C/A+Dzielnik+AC/DC+Regulator+Sumator – powinny być dokładne i stabilne Opracować bloki Generator+Modulator+Wzmacniacz – powinny mieć małe zniekształcenia Zapewnić stabilną pracę układu automatycznej regulacji Uzyskano wymagane parametry dokładnościowe i dynamiczne NIE TAK FILOZOFIA PROJEKTOWANIA STATYKI I DYNAMIKI KALIBRATORA Gotowy projekt