– specjalność zielonogórskiego przemysłu elektronicznego 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

ADIUSTACJI I SPRAWDZANIA FILOZOFIA ADIUSTACJI I SPRAWDZANIA NARZĘDZI POMIAROWYCH UM Produkcja WZORZEC UW Eksploatacja Adiustacja – proces mający na celu UM≈UW Wzorcowanie – proces ∆=UM-UW Sprawdzenie – proces ∆=UM-UW<∆DOP  dobry ∆=UM-UW>∆DOP  zły 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

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

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

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

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

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

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 Wartość dopuszczalna parametru 0 1/T1 1/T2 1/T3 1/T4 1/T5 1/T6 Częstotliwość błąd roboczy błąd podstawowy dryft 7h dryft 15min PARD szum WCz T1=1...24miesiące T2=1...7...24h T3=1...15...30min 1/T4=1...10Hz parametry decydujące przy stosowaniu kalibratora jako wzorca parametry mało istotne przy stosowaniu kalibratora jako wzorca

STRUKTURY SYSTEMÓW STABILIZACJI PARAMETRÓW OBIEKTÓW REGULATOR BLOK SPRZĘŻENIA BLOK WEJŚCIOWY X W Y Z  S Zamknięta struktura śledząca STRUKTURY SYSTEMÓW STABILIZACJI PARAMETRÓW OBIEKTÓW URZĄDZENIE (SYSTEM) Y=f(X) X Y Z OBIEKT REGULATOR BLOK SPRZĘŻENIA BLOK WEJŚCIOWY X W Y Z P Zamknięta struktura z addytywna korekcją  S Poszukiwane struktury, dla których Yf(Z) lub f(Z)0 BLOK WEJŚCIOWY OBIEKT X Z Y W Struktura otwarta C/A Wzmacniacz OBIEKT REGULATOR BLOK SPRZĘŻENIA BLOK WEJŚCIOWY X W Y Z a Zamknięta struktura z multiplikatywną korekcją  S MNOŻNIK 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  

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

FILOZOFIA PROJEKTOWANIA STATYKI I DYNAMIKI KALIBRATORA Wzmacniacz C/A Nastawa napięcia Wyjście AC/DC Dzielnik Regulator Modulator Generator częstotliwości Nastawa zakresu Kalibrator napięć przemiennych Uzyskano wymagane parametry dokładnościowe i dynamiczne 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 NIE TAK Gotowy projekt