Автоматизация измерений

Рабочее место современного СВЧ инженера


Современный производственный цех

АКМЕТРОН предлагает услуги комплексной автоматизации по следующим направлениям:

• разработка автоматизированных измерительных комплексов
• разработка программного обеспечения по техническому заданию заказчика

Отличительными особенностями программного обеспечения АКМЕТРОН являются:

• работа с любыми производителями измерительного оборудования Ceyear, Keysight, Rohde&Schwarz, Tektronix, Anritsu, Микран, Планар и др.
• безопасность данных (обеспечена функция распределения ролей пользователей)
• гибкость системы формирования программ тестирования
• автоматический и ручной режим проведения измерений
• широкие возможности формирования отчетов о результатах измерений
• возможность масштабирования системы путем дополнения программных модулей

В разработке фирменного программного обеспечения компании АКМЕТРОН используется фреймворк NetFramework версии 4.5.1 и выше под ОС Windows 7 и выше на подсистеме Windows Presentation Foundation с применением необходимых паттернов, например, ViewModel (позволяет заниматься дизайнеру представлением, а программисту данными и функционалом).
Также используется фреймворк NetCore 2.0.0 и выше, для разработки веб приложений на кроссплатформенной подсистеме ASP.NET Core, в которых используются в том числе популярные Model View Controller (позволяет организовать взаимодействие дизайнера, занимающегося представлением, и программистов, занимающихся данными, логикой приложения и интерпретацией поведения пользователя) и Dependency Injection (позволяет ускорить разработку и сократить кодовую базу) паттерны, для кроссплатформенных решений высоконагруженных систем, не требующих графического интерфейса.



Используемые фреймворки

Средой разработки выбрана современная и бесплатная Visual Studio 2017 Community, позволяющая разрабатывать софт на популярном языке программирования C# наиболее современной версии.
Для работы с приборами используются официальные наборы библиотек производителя, а также библиотеки собственной разработки.

Библиотеки и модули ПО АКМЕТРОН

Библиотека общения с приборами


Библиотека общения с приборами позволяет осуществлять подключение к приборам и дальнейшую работу через библиотеку IVI, необходимой для общения с приборами посредством SCPI команд.

Библиотека стилей


Библиотека, в которой описаны стили (шаблоны) графического отображения всех элементов интерфейса ПО.

Библиотека баз данных

Библиотека для работы с базами данных, позволяющая сохранять отчетность в любом виде. Сохранение любых параметров измерения с привязкой к пользователю и времени проведения измерения.

Хранилище измерений

Библиотека хранит в себе все проведенные измерения для последующего быстрого использования.

Модули

Модуль подключения к приборам


Модуль настроек


Модуль, в котором можно изменять параметры проводимых измерений.

Модуль калибровки


Модуль, в котором предоставляется возможность пошагового проведения калибровки.

Модуль верификации


Модуль, предоставляющий представление о том, что проведенная калибровка соответствует заявленной точности.

Ручной режим


Модуль, в котором доступен запуск измерений выборочно в произвольном порядке.

Автоматический режим


Модуль, в котором производится запуск всех необходимых измерений подряд, нажатием одной кнопки.

База данных


Модуль, позволяющий непосредственно в интерфейсе ПО АКМЕТРОН проводить подробный мониторинг проведенных измерений.

Кастомизация отчетов


Модуль позволяет формировать отчеты о проведенном измерении в любом виде, согласно требованиям заказчика.

Кастомизированные интерактивные схемы


Модуль формируется согласно требованиям заказчика для интерактивного взаимодействия собранного решения и его интерфейс в программном обеспечении.

Управление матрицей


Модуль управления кастомизируемыми свитчами в платформе коммутации.

Реализованные проекты
1) Программно-аппаратный комплекс для тестирования параметров приемо-передающих модулей (ПАК ППМ)

Была поставлена задача создания автоматизированного измерительного комплекса для тестирования параметров приемо-передающих модулей, входящих в состав РЛС с АФАР.

Целью комплекса является сокращение временных и финансовых затрат на производстве.

Разработанное решение ускоряет процесс тестирования ППМ в десятки и сотни раз и помимо этого дает Вам ряд дополнительных преимуществ:
· Повышение производительности труда и качества выпускаемых изделий
· Минимизация влияния человеческого фактора в процессе измерений и испытаний
· Снижение квалификационных требований к персоналу
· Оптимизация проектов под имеющуюся материально-техническую базу, возможность реализации проектов только программными средствами без закупки дополнительных аппаратных
· Возможность автоматизации изделий заказчика с закрытыми протоколами обмена
· Обеспечение единства измерений, снижение общих погрешностей измерения

Выгоды от использования комплекса

1) Временные выгоды




В составе ПАК ППМ используется высококлассное радиоизмерительное оборудование:

• векторный анализатор цепей,
• высококачественные коаксиальные переключатели (SPDT, SP6T и матричные), модульные источники,
• анализатор спектра,
• векторный генератор сигналов и т.д.

Наша экспертиза позволяет использовать оборудование любых производителей. Ceyear, Keysight, Rohde&Schwarz, Tektronix, Anritsu, Микран, Планар и др.


Комплекс для тестирования 2х – канальных ППМ C – диапазона (максимальная средняя мощность 20 Вт, импульсная мощность 100 Вт.

  
Комплекс для тестирования 32х – канальных ППМ Х – диапазона (максимальная средняя мощность 5 Вт, импульсная мощность 20 Вт)


Технические характеристики системы

Параметр	Величина
Диапазон рабочих частот	от 900 Гц до 67 ГГц
Количество тестируемых каналов	произвольное (определяется схемой коммутации)
Максимальный уровень выходной мощности тестируемого устройства	от 30 дБм до 50 дБм в непрерывном режиме (в зависимости от компонентов внешней тестовой установки)
Диапазон установки выходной мощности	от минус 110 до 17 дБм (до 33 дБм при использовании внешнего усилителя мощности)
Пределы допускаемой относительной погрешности установки уровня выходной мощности от минус 20 до 0 дБм	± 1,2 дБ
Динамический диапазон измерений	130 дБ
Диапазон измерений коэффициента шума	От 0,5 до 20 дБ
Погрешность измерения коэффициента шума	± 0,2 дБ
Уровень гармонических искажений выходного сигнала	60 дБн
Уровень фазового шума на несущей 10 ГГц при отстройке 10 кГц	минус 93 дБн/Гц
Минимальная ширина импульсного сигнала	20 нс
Полоса анализа для широкополосных сигналов сложной формы	1,2 ГГц
Тип внутриимпульсной модуляции	ЛЧМ, НЛЧМ, непрерывная ЧМ, BPSK, код Баркера – 11, код Баркера - 13

Программное обеспечение управляет не только измерительным и технологическим оборудованием, но и режимом работы испытуемого устройства. Для этого в ПО реализован протокол управления модулем, который обеспечивает реализацию следующего функционала:
· ручное управление состояниями встроенных фазовращателей и аттенюаторов;
· автоматическое управление состояниями встроенных фазовращателей и аттенюаторов;
· считывание данных с встроенных датчиков температуры.

Гибкость системы формированию программ тестирования позволяет любому пользователю легко и быстро создавать сложные интерактивные сценарии, не требуя навыков программирования.
Возможность создания различных вариантов отчетов и протоколов измерений (экспорт в PDF, Word, Excel, Access, серверную SQL базу данных и т.д.).

Интерфейс формирования отчетов и протоколов измерений
ПО обеспечивает необходимый уровень безопасности, используя функцию распределения ролей.

Интерфейс входа в программу. Установка параметров и допусков
2) Автоматизированный измерительный комплекс на базе модульных приборов формата PXI
Была поставлена задача создания автоматизированного измерительного комплекса для тестирования усилителей мощности S – диапазона с максимальной мощностью в непрерывном режиме 10 Вт.
Основные требования к комплексу:
- решение должно обеспечивать последовательное тестирование шести усилителей за одно подключение
- исполнение на базе модульных приборов формата PXI
- минимальное время тестирования всех параметров усилителей
- реализация мастера калибровки, а также режима верификации калибровки
- наличие постпроцессора для расширенной обработки результатов измерений
Компания АКМЕТРОН разработала решение поставленной задачи на базе модульных приборов формата PXI производства Keysight Technologies (векторные анализаторы цепей, генераторы сигналов, анализаторы сигналов и коаксиальные электромеханические переключатели) и специализированного программного обеспечения собственного производства.

Комплекс позволяет проводить последовательное тестирование шести подключенных усилителей мощности S – диапазона с возможностью проведения следующих измерений:
· Неравномерность АЧХ и неравномерность ГВЗ
· Коэффициент отражения по входу усилителя
· Коэффициент усиления в зависимости от частоты
· Точность установки фазового сдвига при различных состояниях фазовращателя
· Спектральная плотность побочных составляющих выходного сигнала

3) Система измерения разности фаз многоканальных устройств
Была поставлена задача разработки бюджетного автоматизированного измерительного комплекса для измерения разности фаз каналов ФАР с погрешностью не более 2^о.
В результате разработано действительно экономичное решение данной задачи на основе использования бюджетного векторного анализатора цепей.
Измерение разности фазы осуществляется путем сравнения измеренных значений фазы на первом и втором приемнике векторного анализатора цепей на фиксированной частоте и при последовательной коммутации каждой из заданного количества пар (опорный канал + измеряемый канал). Зондирующий сигнал анализатора цепей при этом выключается.
Перед выполнением измерения проводится процедура коррекции фазы:
К внешнему источнику сигнала, в качестве которого может быть использован один из заданного количества каналов тестируемого устройства, через симметричный делитель мощности, электрическая задержка в каждом плече которого должна быть известной, подключается каждая из восьми пар кабелей (опорный канал + измеряемый).
Между каждой парой кабелей вычисляется и запоминается задержка по фазе. При измерениях эта задержка, а также задержка между плечами симметричного делителя мощности, вычитается из результатов измерения.
Специализированное программное обеспечение, разработанное АКМЕТРОН, позволяет упростить процессы:
· настройки
· калибровки
· проведения измерений.
Система для измерения разности фаз состоит из следующих компонентов:
· Векторный анализатор цепей
· Платформа коммутации СВЧ сигналов
· Комплект СВЧ аксессуаров: фазостабильные кабельные сборки и прецизионные адаптеры.
· Специализированное программное обеспечение АКМЕТРОН для выполнения процедуры фазовой коррекции, измерения разности фаз и управления коммутацией СВЧ каналов.

Интерфейс программного обеспечения
Это лишь краткий перечень проектов по автоматизации, выполненных компанией АКМЕТРОН.
Вы можете заказать как похожее решение, так и сделать запрос на решение своей уникальной задачи.
Стоимость и сроки программного обеспечения определяются исходя из технического задания:
- сроки от 1 недели до 3 месяцев.
- стоимость от 500 тыс. рублей до нескольких млн. рублей.