Opracowanie - Instytut Łączności

Centralna Izba Pomiarów Telekomunikacyjnych (P-12)
Metrologia wspomagana komputerowo
Praca nr 12300025
Warszawa, listopad 2005
Metrologia wspomaga komputerowo
Praca nr 12300025
Słowa kluczowe: automatyzacja, GPIB, LabVIEW, sterowanie, wzorcowanie/kalibracja,
pomiar, program
Kierownik pracy: mgr inż. Dariusz Nerkowski
Wykonawcy pracy: mgr inż. Dariusz Nerkowski, inż. Anna Warzec,
mgr inż. Michał Marszalec, mgr inż. Tomasz Osuch, dr inż. Piotr Lesiak
Kierownik Zakładu: inż. Anna Warzec
© Copyright by Instytut Łączności, Warszawa 2005
Spis treści
1.
Wstęp.................................................................................................................................. 4
2. Serwis i rozszerzanie możliwości oprogramowania stanowisk do wzorcowania
oscyloskopów i multimetrów wyposażonych w interfejs GPIB ................................................ 5
2.1.
2.2.
Stanowisko do wzorcowania oscyloskopów z interfejsem GPIB .............................. 5
Stanowisko do wzorcowania multimetrów z interfejsem GPIB ................................ 6
3. Automatyzacja i modernizacja stanowisk do wzorcowania tłumików optycznych i
mierników mocy optycznej ........................................................................................................ 7
3.1.
Opracowanie komputerowego stanowiska do wzorcowania jednodomowych
mierników mocy promieniowania optycznego. ..................................................................... 7
3.1.1.
Zestaw akcji w programie MIERNIK_MOCY ................................................ 11
3.2.
Opracowanie komputerowego stanowiska do wzorcowania tłumików optycznych 13
3.2.1.
Zestaw akcji w programie TŁUMIK................................................................ 16
Bibliografia............................................................................................................................... 19
3
1. Wstęp
Celem niniejszej pracy jest automatyzacja procesów wzorcowań przyrządów pomiarowych
będących w zakresie akredytacji LMEEiO – przygotowanie programów komputerowych,
dokumentacji zgodnej z systemem jakości (algorytmy, instrukcje) w celu ciągłego
podnoszenie poziomu jakości i konkurencyjności oferowanych usług.
Założeniem projektu jest zaprojektowanie, uruchomienie i modyfikacja komputerowych
systemów pomiarowych zgodnie z założonymi zasadami standaryzacji, przy użyciu
wzorcowych przyrządów kontrolnych (wyposażonych w wyjście GPIB) najlepszych firm
światowych.
Aplikacje pomiarowe zostaną napisane w środowisku programistycznymy LabVIEW oraz
LabWindows National Instruments, z wykorzystaniem kart pomiarowych GPIB, PCMCIAGPIB oraz konwertera GPIB/ENET firmy National Instruments. Analiza oraz ocena wyników
pomiaru przeprowadzona będzie również w środowisku LabVIEW/LabWindows, a wydruki
świadectw wzorcowania, zgodnie z wzorami określonymi przez jednostkę akredytującą
laboratorium, tworzone będą w programie Microsoft Word.
4
2. Serwis i rozszerzanie możliwości oprogramowania stanowisk do wzorcowania
oscyloskopów i multimetrów wyposażonych w interfejs GPIB
W latach ubiegłych w Laboratorium Metrologii Elektrycznej, Elektronicznej i
Optoelektronicznej powstały automatyczne stanowiska wzorcowania multimetrów cyfrowych
oraz oscyloskopów cyfrowych, wyposażonych w wyjście GPIB, zgodnie z dokumentacją
metrologiczną obowiązującą w laboratorium.
Obie aplikacje zostały napisane w środowisku programistycznym LabVIEW [1][2], którego
uaktualnienia otrzymuje laboratorium dzięki corocznie opłacanemu serwisowi.
2.1. Stanowisko do wzorcowania oscyloskopów z interfejsem GPIB
Stanowisko automatycznego wzorcowania oscyloskopów składa się z aparatury pomiarowej,
którą stanowi kalibrator typu 9500 firmy Wavetek oraz aplikacji pomiarowej Oscyloskop
2003 wykonanej w środowisku programistycznym LabVIEW firmy National Instruments.
Program pomiarowy składa się z trzech bloków:
• blok danych pomiarowych – baza danych o wzorcowanych przyrządach: zakresach,
punktach pomiarowych, dopuszczalnych błędach.
• blok wzorcowania – pomiary, analiza, ocena wyników
• blok wydruku Świadectwa Wzorcowania zgodnie z obowiązującym w LMEEiO
wzorem, zawierający: wartości nominalne, wyniki wzorcowania (poprawki),
niepewności wzorcowania wyliczone zgodnie z wymaganiami European co-operation
of Accreditation (niepewność rozszerzona)
W roku 2005 w ramach tego tematu w programie Oscyloskop 2003 wdrożono 1 wzorcowanie
nowych typów oscyloskopów:
• HP 54503
• TDS 420
• TDS 460
• TDS 724D
Poza tym, dzięki otrzymywanym uaktualnieniom oprogramowania LabVIEW tj. nowym
możliwościom i rozwiązaniom [1][2], wprowadzone zostały następujące zmiany:
a) nowa wersja Bazy danych programu
• dotychczasowa Baza danych podczas akcji naciśnięcia przycisków
wykorzystywała pętle sterujące ‘for’ lub ‘while’ w nowej wersji zastąpiono je
zdarzeniami tzw. Event structure
• możliwość tworzenia nowych pozycji w bazie na podstawie starych danych
• dodano ‘datę i czas’ zapisu rekordu w bazie
• dodano ‘opis’ rekordu bazy
• nowe, bardziej przejrzyste menu użytkownika (wszystkie opcje bazy dostępne w
jednym oknie programu)
1
pod tym pojęciem rozumiane jest: wprowadzenie rozkazów sterujących, punktów pomiarowych,
dopuszczalnych błędów do bazy programu oraz zwalidowanie pomiarów automatycznych
5
b) stabilniejsza i szybsza praca programu
• podobnie jak w przypadku Bazy danych, niektóre pętle zostały zastąpione
zdarzeniami (Event structure)
c) automatyczne rozpoznawanie adresu kalibratora oscyloskopów i adresu oscyloskopu
bezpośrednio po uruchomieniu programu
• kalibrator oscyloskopów posiada ‘IDN’ dzięki czemu możliwe jest automatyczne
identyfikowanie adresu kalibratora oscyloskopów oraz adresu oscyloskopu
wzorcowanego
d) możliwość pobierania danych identyfikacyjnych oscyloskopu z bazy SEDLAB
• dane pobierane są z bazy i wstawiane do raportu wzorcowania
DOKUMENTACJA
1. Metodyka wzorcowania oscyloskopów. Wyd. 5, IŁ 2002 r.
2. Procedura pomiarowa nr LMEEiO/13. Wzorcowanie oscyloskopów. Wyd. 4, IŁ 2002 r.
3. Opis stanowiska pomiarowego do wzorcowania oscyloskopów. Wyd. 4, IŁ 2002 r.
4. Instrukcja obsługi programu Oscyloskop 2003. Wyd. 2, IŁ 2005 r.
5. Algorytm programu Oscyloskop 2003. Wyd. 2, IŁ 2005 r.
6. Instrukcja obsługi Bazy danych programu Oscyloskop 2003. Wyd. 2, IŁ 2005 r.
7. Algorytm Bazy danych programu Oscyloskop 2003. Wyd. 2, IŁ 2005 r.
2.2. Stanowisko do wzorcowania multimetrów z interfejsem GPIB
Stanowisko składa się z aparatury pomiarowej, którą stanowi kalibrator typu 8408 firmy
Wavetek oraz aplikacji pomiarowej Multimetr 2002 wykonanej w środowisku
programistycznym LabVIEW firmy National Instruments.
Program pomiarowy składa się z trzech bloków:
• blok danych pomiarowych – baza danych o wzorcowanych przyrządach: zakresach,
punktach pomiarowych, dopuszczalnych błędach.
• blok wzorcowania – pomiary, analiza, ocena wyników
• blok wydruku Świadectwa Wzorcowania zgodnie z obowiązującym w LMEEiO
wzorem, zawierający: wartości nominalne, wyniki wzorcowania (poprawki),
niepewności wzorcowania wyliczone zgodnie z wymaganiami European co-operation
of Accreditation (niepewność rozszerzona)
Tak jak w przypadku programu do wzorcowania oscyloskopów, dzięki otrzymywanym
uaktualnieniom oprogramowania LabVIEW tj. nowym możliwościom i rozwiązaniom [1][2],
wprowadzone zostały następujące zmiany:
a) nowa wersja Bazy danych programu (patrz pkt. 2.1 a) )
b) stabilniejsza i szybsza praca programu (patrz pkt. 2.1 c) )
c) automatyczne rozpoznawanie liczby przyrządów podłączonych do magistrali GPIB z
wymogiem ograniczenia do dwóch
• ze względu na brak rozkazu ‘IDN’ w niektórych multimetrach cyfrowych
postanowiono ograniczyć liczbę przyrządów w magistrali GPIB do dwóch. Dzięki
takiemu rozwiązaniu automatycznie identyfikowany jest adres multimetru i
6
kalibratora oraz ustalany jest stan interfejsu GPIB multimetru (ON/OFF) co było
częstą przyczyną niepowodzeń startu programu wzorcującego.
d) możliwość pobierania danych identyfikacyjnych multimetru z bazy SEDLAB
• dane pobierane są z bazy i wstawiane do raportu wzorcowania
DOKUMENTACJA
1. Metodyka wzorcowania mierników napięcia, prądu i rezystancji oraz wskaźników
temperatury. Wyd. 7, IŁ 2005 r.
2. Procedura pomiarowa nr LMEEiO/2. Wzorcowanie mierników napięcia, prądu i
rezystancji oraz wskaźników temperatury. Wyd. 5, IŁ 2004 r.
3. Opis stanowiska do wzorcowania mierników napięcia, prądu i rezystancji oraz
wskaźników temperatury. Wyd. 7, IŁ 2005 r.
4. Instrukcja obsługi programu Multimetr 2002. Wyd. 2, IŁ 2005 r.
5. Algorytm programu Multimetr 2002. Wyd. 2, IŁ 2005 r.
6. Instrukcja obsługi Bazy danych programu Multimetr 2002. Wyd. 2, IŁ 2005 r.
7. Algorytm Bazy danych programu Multimetr 2002. Wyd. 2, IŁ 2005 r.
3. Automatyzacja i modernizacja stanowisk do wzorcowania tłumików optycznych i
mierników mocy optycznej
Celem pracy była automatyzacja stanowisk pomiarowych, w zakładzie optoelektroniki
LMEEiO, do wzorcowania wybranych przyrządów pomiarowych objętych zakresem
akredytacji, co stanowi kontynuację prac w zakresie automatyzacji pomiarów wykonanych w
P-12 w ubiegłych latach.
W ramach pracy powstały m.in. dwa programy komputerowe, które zostały napisane w
środowisku LabWindows/CVI firmy National Instruments. Kompilacja programu do wersji
‘exe’ oraz tworzenie wersji instalacyjnych programu daje możliwość uruchomienia aplikacji
na dowolnym komputerze z takim samym systemem operacyjnym. LabWindows/CVI opiera
się na programowaniu obiektowo - zdarzeniowym. Polega to na tym, że programy w
LabWindows/CVI sterowane są zdarzeniami, więc struktura szkieletu programu to zbiór
niezależnych funkcji odwołań (ang. callback) przypisanych do wszystkich obiektów systemu.
W przypadku uaktywnienia przez użytkownika jakiegoś obiektu (np. przycisku bądź suwaka
na wyświetlonym panelu użytkownika) wykonywana jest przypisana do niego akcja, zestaw
instrukcji.
3.1. Opracowanie komputerowego stanowiska do wzorcowania jednodomowych
mierników mocy promieniowania optycznego.
Celem było stworzenie aplikacji do kalibracji jednodomowych mierników mocy
promieniowania optycznego. Program powstał w środowisku LabWindows/CVI firmy
National Instruments.
Opracowany program MIERNIK_MOCY przeznaczony jest do wzorcowania mierników
mocy promieniowania optycznego dla długości fali 1310 nm i 1550 nm (praca jednomodowa)
7
i ocenie ich na zgodność z danymi technicznymi określonymi przez producenta. Aplikacja
niniejsza powstała w oparciu dokumentację metrologiczną wzorcowania mierników mocy
promieniowania optycznego obowiązującą w Laboratorium Metrologii Elektrycznej
Elektronicznej i Optoelektronicznej, w skład której wchodzą:
•
•
•
Metodyka wzorcowania miernika mocy promieniowania optycznego. Wyd. 3, IŁ 2002
Procedura pomiarowa nr LMEEiO/24. Wzorcowanie miernika mocy promieniowania
optycznego. Wyd. 3, IŁ 2002 r.
Stanowiska pomiarowe do wzorcowania miernika mocy promieniowania optycznego –
opis, budowa i uruchomienie. Wyd. 3, IŁ 2002 r.
Program MIERNIK_MOCY współpracuje z komputerem wyposażonym w kartę pomiarową
firmy National Instruments. Daje on możliwość automatycznego tworzenia arkusza
pomiarowego oraz świadectwa wzorcowania. Ponadto w skład systemu pomiarowego
wchodzą między innymi:
• wkładka ze źródłami promieniowania optycznego HP 81554SM,
• tłumik optyczny regulowany JDS Fitel HA3,
• głowica pomiarowa HP81521B (można również użyć głowicy HP 81524A lub HP
81525A),
• wkładka miernika mocy do pomiaru liniowości mocy HP 81532A,
• przewody pomiarowe,
Poniższy rysunek przedstawia schemat połączeń urządzeń w układzie do automatycznego
wzorcowania mierników mocy promieniowania optycznego.
ML
MS2
MX
Z
PC
MS1
MS1+Z
GP
T
SP-MS
SO
PO
SP-MX
SPO
GPIB
Rys. 1 Schemat połączeń układu do automatycznego wzorcowania mierników mocy
promieniowania optycznego.
gdzie:
PC – komputer z kartą GPIB
8
MS1+Z – rama HP8153A z wkładkami: źródła Z (HP81554SM) oraz interfejsem MS1
(H81533B)
MS2 – rama HP8153 z wkładką do pomiaru liniowości ML (HP81532A)
GP- głowica pomiarowa HP81521B
T - tłumik optyczny regulowany JDS Fitel HA3
SO – sprzęgacz optyczny JDS Fitel AC1100
PO – przełącznik optyczny JDS Fitel SL 202
SPO – sterownik przełącznika optycznego JDS Fitel D8T
MX – miernik badany (wzorcowany)
SP-MX, SP-MS – światłowody pomiarowe
9
Zapis do
pliku
START
Zapis do
pliku
KONIEC
Okno z danymi MX
Tworzenie
arkusza
pomiarowego
Tworzenie
świadectwa
wzorcowania
Inicjalizacja
POMIAR
POZIOMU MOCY
Zerowanie
urządzeń
POMIAR
LINIOWOŚCI MOCY
Pobranie dł. fali
Pobranie poziomu
odniesienia
Pobranie dł. fali
Wyznaczenie
niepewności
pomiaru poziomu
mocy
Wyznaczenie
niepewności
pomiaru liniowości
mocy
Pobranie poziomu
odniesienia
Ustawienie
Ustawienie
Wyznaczenie
poprawek poziomu
mocy
N=0
N=10 ?
Wyznaczenie
poprawek liniowości
mocy
N=0
TAK
TAK
N=7 ?
NIE
NIE
Pomiar mocy Ps1
Wpisane
Px1?
Wyjście z
programu
Pomiar mocy Ps
NIE
NIE
Wpisane
Px ?
TAK
TAK
Pomiar mocy Ps2
N=N+1
Wpisane
Px2 ?
NIE
Zwiększenie
tłumienności tłumika
regulowanego o 10 dB
N=N+1
Rys. 2 Algorytm programu MIERNIK_MOCY
10
3.1.1. Zestaw akcji w programie MIERNIK_MOCY
Akcje te są zestawem instrukcji wykonywanych przez program na skutek wygenerowania
przez użytkownika zdarzenia powiązanego z akcją. Poniżej znajduje się zestaw akcji
programu MIERNIK_MOCY:
a) START – zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku START. W skład
niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• wywołanie funkcja inicjalizacja() – reset oraz konfiguracja urządzeń podłączonych
do szyny GPIB (ustawienie przełącznika, reset tłumika oraz ustawienie jednostek
pomiarowych we wzorcowych miernikach mocy promieniowania optycznego)
• uruchomienie funkcji sprawdzanie_ustawien(), której zadaniem jest sprawdzenie
długości fali (lista rozwijana Długość fali źródła na panelu głównym programu)
oraz rodzaju pomiaru (suwak Wybór funkcji programu na panelu głównym) i
ustawienie na urządzeniach odpowiedniej długości fali, a także wczytanie z plików
poprawek wyznaczonych w etapie kalibracji (związanych z zastosowaniem
przełącznika optycznego)
• w zależności od wyboru funkcji programu uruchomienie funkcji:
− pomiar_mocy() – odpowiadającej za wyznaczenie poprawki poziomu
mocy wyświetlanej miernika badanego oraz niepewności jej
wyznaczenia)
− nieliniowosc_mocy() – odpowiadającej za wyznaczenie nieliniowości
skali mocy miernika wzorcowanego (wyznaczenie poprawek w
kolejnych punktach pomiarowych)
b) ZEROWANIE – zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Zerowanie
mierników. W skład niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• zerowanie mierników wzorcowych: MS1 (interfejs z głowicą pomiarową) oraz
wkładki do pomiaru nieliniowości MS2
• wyświetlenie informacji o zerowaniu
• wyświetlenie informacji o konieczności wyzerowania przyrządu wzorcowanego
c) QUIT – zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Wyjście z programu.
W skład niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• zamknięcie panelu głównego programu
• zakończenie działania programu MIERNIK MOCY
d) RAPORT - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Utwórz arkusz
pomiarowy. W skład niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• wczytanie przez program szablonu arkusza pomiarowego
• wpisanie do arkusza danych o mierniku wzorcowanym (typ, numer fabryczny, rok
produkcji, itd.) i danych o procesie wzorcowania (data wzorcowania, numer
świadectwa wzorcowania, itd.)
• generowanie i uzupełnienie tabel z wynikami wzorcowania
• wpisanie do arkusza niepewności wyznaczenia poprawek poziomu mocy
wyświetlanej
• zapisanie pliku z arkuszem na dysku w katalogu Wyniki, który jest podkatalogiem
katalogu, w którym znajduje się program)
11
e) ŚWIADECTWO - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Utwórz
pierwszą stronę świadectwa wzorcowania. W skład niniejszego zestawu instrukcji
wchodzą:
• wczytanie przez program szablonu pierwszej strony świadectwa wzorcowania
• wpisanie do świadectwa danych o procesie wzorcowania (data wzorcowania,
numer świadectwa wzorcowania)
• zapisanie pliku z pierwszą stroną świadectwa wzorcowania na dysku w katalogu
Wyniki, który jest podkatalogiem katalogu, w którym znajduje się program)
f) ŚWIADECTWO2 – zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Utwórz
drugą stronę świadectwa wzorcowania. W skład niniejszego zestawu instrukcji
wchodzą:
• wczytanie przez program szablonu drugiej strony świadectwa wzorcowania
• generowanie i uzupełnienie tabel z poprawkami poziomu mocy wyświetlanej w
warunkach odniesienia oraz nieliniowości skali mocy wzorcowanego miernika
mocy promieniowania optycznego
• wpisanie do świadectwa niepewności wyznaczenia tłumienności początkowej i/lub
wtrąceniowej
• zapisanie pliku z drugą stroną świadectwa wzorcowania na dysku w katalogu
Wyniki, który jest podkatalogiem katalogu, w którym znajduje się program)
g) KALIBRACJA - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Kalibracja
systemu. W skład niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• wywołanie funkcji inicjalizacja() (patrz podpunkt a))
• wywołanie funkcji sprawdzanie_ustawien() (patrz podpunkt a))
• wyznaczenie poprawek wynikających z zastosowania w układzie pomiarowym
przełącznika optycznego i zapisanie ich do pliku (poprawki znajdują się w plikach
1310.txt oraz 1550.txt – w zależności od długości fali przy której zostały
wyznaczone)
• obliczenie niepewności wyznaczenia wyżej wymienionych poprawek
h) ZMIANA_FUNKCJI_PROGRAMU - część programu wykonywana w wyniku
zmiany pozycji suwaka Wybór funkcji programu na panelu głównym programu.
Uruchomienie niniejszej akcji powoduje wywołanie funkcji sprawdzanie_ustawien()
(patrz podpunkt a)).
i) ZMIANA_DL_FALI - część programu wykonywana w wyniku zmiany długości fali w
liście rozwijanej Długość fali źródła na panelu głównym programu. Uruchomienie
niniejszej akcji powoduje wywołanie funkcji sprawdzanie_ustawien() (patrz podpunkt
a)).
j) CZYSC_TABLICE – w wyniku wciśnięcia przycisku Czyść tablicę na panelu
głównym programu, wywołana zostaje funkcja czyść(), która czyści okno Tabela
wyników pomiarów, w którym wyświetlane są na bieżąco wyniki pomiarów.
Poza akcjami oraz funkcjami opisanymi powyżej w programie istnieje jeszcze szereg
innych funkcji. Jedną z nich jest funkcja dane(), wywoływana w momencie uruchamiania
aplikacji. Ma ona za zadanie wyświetlenie okna Dane do arkusza pomiarowego.
12
DOKUMENTACJA
1. Metodyka wzorcowania miernika mocy promieniowania optycznego. Wyd. 3, IŁ 2002 r.
2. Procedura pomiarowa nr LMEEiO/24. Wzorcowanie miernika mocy promieniowania
optycznego. Wyd. 3, IŁ 2002 r.
3. Stanowiska pomiarowe do wzorcowania miernika mocy promieniowania optycznego –
opis, budowa i uruchomienie. Wyd. 3, IŁ 2002 r.
4. Instrukcja obsługi programu MIERNIK_MOCY. Wyd. 1, IŁ 2005 r.
5. Algorytm programu MIERNIK_MOCY. Wyd. 1, IŁ 2005 r.
3.2. Opracowanie komputerowego stanowiska do wzorcowania tłumików optycznych
Celem pracy było stworzenie aplikacji do kalibracji tłumików optycznych jednodomowych i
wielomodowych. Program powstał w środowisku LabWindows/CVI firmy National
Instruments [1].
Opracowany program TŁUMIK przeznaczony jest do wzorcowania mierników mocy
promieniowania optycznego dla długości fali 850 nm i 1300 nm (praca wielomodowa) oraz
1310 nm i 1550 nm (praca jednomodowa), a także do oceny ich na zgodność z danymi
technicznymi określonymi przez producenta. Aplikacja niniejsza powstała w oparciu
dokumentację metrologiczną wzorcowania tłumików optycznych obowiązującą w
Laboratorium Metrologii Elektrycznej Elektronicznej i Optoelektronicznej, w skład której
wchodzą:
• Metodyka wzorcowania tłumika optycznego. Wyd. 2, IŁ 2002 r.
• Procedura pomiarowa nr LMEEiO/23. Wzorcowanie tłumika optycznego. Wyd. 2, IŁ
2002 r.
• Stanowiska do wzorcowania tłumika optycznego. Wyd. 2, IŁ 2002 r.
Program TŁUMIK współpracuje z komputerem wyposażonym w kartę pomiarową firmy
National Instruments. Daje on możliwość automatycznego tworzenia arkusza pomiarowego
oraz świadectwa wzorcowania. Ponadto w skład systemu pomiarowego wchodzą między
innymi:
• wkładka ze źródłami promieniowania optycznego HP 81554SM
• wkładka ze źródłem promieniowania optycznego HP 81542MM
• wkładka ze źródłem promieniowania optycznego HP81551MM
• wkładka miernika mocy HP 81532A
• przewody pomiarowe
Poniższy Rys. 3 przedstawia schemat połączeń urządzeń w układzie do automatycznego
wzorcowania tłumików optycznych na przykładzie konfiguracji do wyznaczania tłumienności
początkowej tłumików optycznych jednodomowych
13
HP81542MM
HP81554SM
S1 SM
HP81551MM
HP81532A
S2 SM
MX
PC
Rys. 3 Schemat połączeń układu do automatycznego wzorcowania tłumika optycznego.
gdzie :
PC – komputer z oprogramowaniem,
MX – wzorcowany tłumik optyczny,
S1 SM, S2 SM – światłowody pomiarowe jednomodowe,
Połączeniom urządzeń z komputerem kablami GPIB odpowiadają białe strzałki na rys.3.
14
START
Panel z danymi o
tłumiku
wzorcowanym
Panel główny
programu
Generowanie
arkusza
pomiarowego
Generowanie
świadectwa
wzorcowania
Wyjście z
programu
POMIAR TŁUMIENNOŚCI
POCZĄTKOWEJ
KONIEC
POMIAR TŁUMIENNOŚCI
WTRĄCENIOWEJ
Wybór typu
tłumika
Wybór typu
tłumika
Wybór długości
fali
Wybór długości
fali
N=0
Koniec ?
N=10 ?
NIE
TAK
NIE
Pomiar
tłumienności
wtrąceniowej
Wyznaczenie
tłumienności
początkowej
Pomiar P1
Pomiar P2
N=N+1
TAK
Wyznaczenie
poprawek
tłumienności
wtrąceniowej
Wyznaczenie
niepewności
pomiaru
tłumienności
początkowej
Wyznaczenie
niepewności
pomiaru
tłumienności
wtrąceniowej
Rys. 4 Algorytm programu TŁUMIK
15
3.2.1. Zestaw akcji w programie TŁUMIK
Akcje te są zestawem instrukcji wykonywanych przez program na skutek wygenerowania
przez użytkownika zdarzenia powiązanego z akcją. Poniżej znajduje się zestaw akcji
programu TŁUMIK:
a) Tl_wtr – zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Wyznaczenie
tłumienności wtrąceniowej (wyznaczenie poprawki). W skład niniejszego zestawu
instrukcji wchodzą:
• funkcja inicjalizacji – zerowanie szyny GPIB oraz konfiguracja urządzeń
podłączonych do szyny GPIB
• konfiguracja i wyświetlenie okna pomiaru tłumienności wtrąceniowej w zależności
od rodzaju tłumika
o w przypadku tłumików OLA15 i OLA25 dodatkowo w okienko p0
wpisywana jest wartość poziomu mocy przy odłączonym od układu
pomiarowego tłumiku wzorcowanym – światłowody pomiarowe połączone
ze sobą - (jest to wartość będąca średnią arytmetyczną pomiarów mocy p1
wykonywanych podczas wyznaczania tłumienności początkowej)
b) Tl_pocz –zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Wyznaczenie
tłumienności początkowej (szczątkowej). W skład niniejszego zestawu instrukcji
wchodzą:
• funkcja inicjalizacji – zerowanie szyny GPIB oraz konfiguracja urządzeń
podłączonych do szyny GPIB
• konfiguracja i wyświetlenie okna pomiaru tłumienności początkowej w zależności
od rodzaju tłumika
c) Quit – zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Wyjście z programu.
W skład niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• zamknięcie panelu głównego programu
• zakończenie działania programu TŁUMIK
d) Arkusz - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Tworzenie arkusza
pomiarowego. W skład niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• wczytanie przez program odpowiedniego szablonu arkusza pomiarowego w
zależności od rodzaju wzorcowanego tłumika
• wpisanie do arkusza danych o tłumiku wzorcowanym (typ, numer fabryczny, rok
produkcji, itd.) i danych o procesie wzorcowania ( data wzorcowania, numer
świadectwa wzorcowania, itd.)
• generowanie i uzupełnienie tabel z wynikami wzorcowania
• wpisanie do arkusza niepewności wyznaczenia tłumienności początkowej i/lub
wtrąceniowej
• zapisanie pliku z arkuszem na dysku w katalogu Wyniki (Wyniki jest
podkatalogiem katalogu, w którym znajduje się program)
e) Świadectwo - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Tworzenie
świadectwa wzorcowania. W skład niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• wczytanie przez program szablonu świadectwa wzorcowania
• wpisanie do świadectwa danych o procesie wzorcowania (data wzorcowania,
numer świadectwa wzorcowania)
16
•
•
•
generowanie i uzupełnienie tabel z tłumiennością początkową i/lub poprawkami
tłumienności wtrąceniowej
wpisanie do świadectwa niepewności wyznaczenia tłumienności początkowej i/lub
wtrąceniowej
zapisanie pliku ze świadectwem wzorcowania na dysku w katalogu Wyniki
(Wyniki jest podkatalogiem katalogu, w którym znajduje się program)
f) Quit_wtr - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Wyjście w oknie
Wyznaczenie tłumienności wtrąceniowej . W skład niniejszego zestawu instrukcji
wchodzą:
• zebranie danych pomiarowych z tabel okna Wyznaczenie tłumienności
wtrąceniowej
• obliczenie poprawek tłumienności wtrąceniowej
• obliczenie niepewności wyznaczenia poprawek tłumienności wtrąceniowej
• zamknięcie okna Wyznaczenie tłumienności wtrąceniowej
g) Quit_pocz - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Wyjście w oknie
Wyznaczenie tłumienności początkowej . W skład niniejszego zestawu instrukcji
wchodzą:
• zebranie danych pomiarowych z tabel okna Wyznaczenie tłumienności
początkowej
• obliczenie tłumienności początkowej
• obliczenie niepewności wyznaczenia tłumienności początkowej
• zamknięcie okna Wyznaczenie tłumienności początkowej
h) Pomiar1 - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Pomiar. W skład
niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• pomiar mocy (poziomu mocy) wskazywanej przez miernik mocy promieniowania
optycznego dla danego ustawienia tłumienności wtrąceniowej tłumika
wzorcowanego
• wpisanie zmierzonej wartości w odpowiednie miejsce w tabeli (w kolumnie pk
[dBm]) w oknie Wyznaczenie tłumienności wtrąceniowej
i) Pomiar2 - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Pomiar1. W skład
niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• pomiar mocy (poziomu mocy) wskazywanej przez miernik mocy promieniowania
optycznego (w przypadku wtrącenia tłumika optycznego w układ pomiarowy)
• wpisanie zmierzonej wartości w odpowiednie miejsce w tabeli (w kolumnie p1
[dBm]) w oknie Wyznaczenie tłumienności początkowej
j) Pomiar3 - zestaw instrukcji wykonywany po wciśnięciu przycisku Pomiar2. W skład
niniejszego zestawu instrukcji wchodzą:
• pomiar mocy (poziomu mocy) wskazywanej przez miernik mocy promieniowania
optycznego (w przypadku połączonych światłowodów)
• wpisanie zmierzonej wartości w odpowiednie miejsce w tabeli (w kolumnie p2
[dBm]) w oknie Wyznaczenie tłumienności początkowej
17
k) Dl_fali - zestaw instrukcji wykonywany po przesunięciu suwaka Długość fali w oknie
Wyznaczenie tłumienności wtrąceniowej. W skład niniejszego zestawu instrukcji
wchodzą:
• odczytanie aktualnej pozycji suwaka
• wywołanie funkcji zmiana_dlfali, powodującej zmianę długości fali źródła/
zmianę aktywnego źródła
l) Dl_fali2 - zestaw instrukcji wykonywany po przesunięciu suwaka Długość fali w oknie
Wyznaczenie tłumienności początkowej. W skład niniejszego zestawu instrukcji
wchodzą:
• odczytanie aktualnej pozycji suwaka
• wywołanie funkcji zmiana_dlfali, powodującej zmianę długości fali źródła/
zmianę aktywnego źródła.
DOKUMENTACJA
1. Metodyka wzorcowania miernika tłumienności odbicia. Wyd. 2, IŁ 2002 r.
2. Procedura pomiarowa nr LMEEiO/26. Wzorcowanie miernika tłumienności odbicia.
Wyd.2 IŁ 2002 r.
3. Stanowiska pomiarowe do wzorcowania mierników tłumienności odbicia - opis, budowa
i uruchomienie. Wyd. 2 , IŁ 2002 r.
4. Instrukcja obsługi programu TŁUMIK. Wyd. 1, IŁ 2005 r.
5. Algorytm programu TŁUMIK. Wyd. 1, IŁ 2005 r.
18
Bibliografia
[1] Polskie centrum LabVIEW, http://www.labview.pl
[2] National Instruments, http://www.ni.com
19