wersja mobilna
Online: 381 Wtorek, 2017.09.26

Raporty

Laboratoryjna aparatura pomiarowa to awangarda miernictwa i przepustka w nowoczesność w elektronice - Strona 2

środa, 07 grudnia 2016 08:26

Przyrządy laboratoryjne wyznaczają granice możliwości obserwacji sygnałów i zjawisk oraz są jednym z najważniejszych narzędzi w pracach badawczo-projektowych, testowaniu produkcji, kontroli jakości lub obsłudze posprzedażnej. Laboratoryjna aparatura pomiarowa to grupa produktów, których sprzedaż powiązana jest dość mocno z ogólnym rozwojem technologii i rynku, z nowymi produktami, inwestycjami zagranicznymi, powstawaniem parków technologicznych oraz tworzeniem nowych firm.

Spis treści » Zawsze są jakieś problemy
» Konsolidacje
» Trendy techniczne
» Rynek aparatury laboratoryjnej
» Spojrzenie na aparaturę
» Dostawcy aparatury laboratoryjnej
» Ankiety i tabele
» Pokaż wszystko
Trendy techniczne

Rys. 4. Struktura obrotów dostawców laboratoryjnej aparatury pomiarowej

Rozwój potencjału technicznego aparatury laboratoryjnej można próbować omówić, dzieląc te urządzenia na część sprzętową i programową. W zakresie platformy sprzętowej trwa nieustanna ewolucja związana z większą dokładnością i rozdzielczością, szybszą akwizycją sygnału, większą ilością pamięci itp.

Rozwój platformy sprzętowej to także zdolność do współpracy z komputerem jako element systemu pomiarowego, coraz częściej dostępna komunikacja bezprzewodowa, a także skuteczne zabezpieczenia elektryczne, niewielkie wymiary pozwalające na określanie terminem mobilny lub możliwość pracy w terenie przy zasilaniu z akumulatora. Platforma sprzętowa to też duży wyświetlacz graficzny o coraz większej rozdzielczości z opcją sterowania dotykowego.

Dużo ciekawego dzieje się w zakresie oprogramowania, które wraz z komputerem sterującym całością procesu pomiarów staje się bardzo istotną częścią mierników. Jest ono odpowiedzialne za realizację nowoczesnego interfejsu użytkownika o przyjaznej funkcjonalności i dużych możliwościach wizualizacji danych. Oprogramowanie realizuje też komunikację z komputerem, zapewnia dostęp do wyników pomiarowych przez Internet i daje możliwość sterowania przyrządem przez sieć.

Wizualizacja danych to obecnie nie tylko eleganckie wyświetlanie, ale także wiążąca się z nim obróbka cyfrowa: zaznaczanie anomalii, wyliczanie parametrów sygnału (czasów, napięć, wartości charakterystycznych), dekodowanie protokołów i modulacji, testowanie poprzez nałożenie masek, sprawdzanie na zgodność ze standardem lub też normami oraz pomiary automatyczne, gdzie nastawy są regulowane samoczynnie.

To także możliwości pełnej automatyzacji procedury pomiarowej realizowanej po naciśnięciu jednego przycisku łącznie z przygotowaniem eleganckiego raportu w pliku PDF gotowego do podpisu. Już na pierwszy rzut oka widać, że od oprogramowania zależy coraz więcej i należy oczekiwać, że w kolejnych latach trend ten będzie się pogłębiał.

Już obecnie wiele się mówi o przyrządzie definiowanym programowo, a więc takim, gdzie w miarę uniwersalna platforma akwizycji danych jest przekształcana w konkretny miernik poprzez załadowanie odpowiedniego kodu. To już dzisiaj jest możliwe i wykonalne technicznie, niemniej na razie nikt z producentów nie zrobił zdecydowanego kroku w tym kierunku.

Wszystkie zmiany dzieją się raczej ewolucyjnie i w tym obszarze powolne przejście w kierunku aparatury uniwersalnej bazującej na oprogramowaniu zachodzi poprzez zwiększanie konwergencji (połączenia funkcjonalności kilku mierników w jednym sprzęcie) oraz możliwość dokupienia (odblokowania) funkcji.

Typowe łączenie funkcji dotyczy oscyloskopu z analizatorem widma oraz także multimetrem, zaś dodatkowe funkcje realizowane przez oprogramowanie mogą być dodawane przez instalację modułu pamięci lub wprowadzenie kupionego kodu z licencją. Takie działania są przykładem na to, że ewolucja trwa.

Oparcie konstrukcji przyrządu pomiarowego na oprogramowaniu to doskonały sposób dla producentów i użytkowników na to, aby przyrząd pomiarowy wystarczył na długo. Wiadomo, że w elektronice zmiany następują szybko i rozwiązania, które funkcjonują obecnie i wydają się nowoczesne, bardzo szybko potrafią odejść w przeszłość.

Rys. 5. Udział procentowy sprzedaży aparatury pomiarowej w całych obrotach dostawców jest mniej więcej równomierny

Ta dynamika zjawisk przenosi się na rynek aparatury, bo pomijając aparaturę uniwersalną standardową, jak zasilacze czy multimetry, wiele przyrządów specjalizowanych można dostosowywać w ten sposób do nowych zagadnień metrologicznych. Dotyczy to w szczególności aparatury tele- i radiokomunikacyjnej, takiej, która umożliwia testowanie sygnałów i modulacji w określonych standardach. Jak doskonale wiadomo, żywotność tych standardów jest coraz krótsza i jest ich coraz więcej.

Możliwość rozbudowy funkcji pomiarowych poprzez wykupienie licencji jest też korzystna dla użytkowników, ponieważ nie muszą on w ten sposób płacić za coś, z czego nie korzystają, kupować aparatury na wyrost z dużym zapasem funkcjonalności po to, aby właśnie starczyła na długo.

W komunikacji i całej elektronice dzieje się zbyt wiele, aby sprzedawać dzisiaj aparaturę o zamkniętej funkcjonalności, stąd należy oczekiwać, że trend definiowania funkcji pomiarowych przez oprogramowanie będzie się szybko pogłębiał.

Współczesna elektronika staje się coraz bardziej skomplikowana i ma coraz szerszy udział w naszym życiu, przez co po stronie aparatury pomiarowej trzeba mierzyć coraz więcej parametrów, nie tylko napięcia i częstotliwości, co jest przyczyną tego, że na rynku jest coraz więcej aparatury specjalistycznej: środowiskowej, w zakresie pomiarów mechatroniki, dla potrzeb EMC, dostosowanej pod kątem serwisu sieci TV kablowej, instalatorów anten i innych podobnych obszarów.

Takie przyrządy są wygodniejsze w użyciu i bardziej dopasowane do pełnionych zadań metrologicznych. Pogłębiająca się specjalizacja we wszystkich dziedzinach techniki zapewne pogłębi te zjawiska i w przyszłości w handlu będzie jeszcze więcej aparatury specjalizowanej.

Oparcie aparatury profesjonalnej na komputerze i oprogramowaniu, nierzadko na popularnym systemie operacyjnym takim jak Linux czy Windows, zaciera różnicę między komponentami systemów pomiarowych, a klasycznych przyrządów typu stand alone, a więc w oddzielnej odbudowie z własnym wyświetlaczem i gałkami regulacyjnymi.

Aparatura tradycyjna pozwala dzisiaj na pracę jako element systemu komputerowego w o wiele większym stopniu niż było to wcześniej możliwe. Jest też coraz więcej urządzeń pomiarowych pozbawionych ekranu i przystosowanych do współpracy z komputerem lub tabletem.

Do niedawna były to przystawki dla hobbystów o bardzo ograniczonych możliwościach metrologicznych, aktualnie widać, że są to nierzadko zaawansowane urządzenia, które już mogą być klasyfikowane jako sprzęt laboratoryjny. Jest też ich na rynku coraz więcej, nie tylko jako proste oscyloskopy DSO i analizatory stanów logicznych, ale nawet całe kombajny pomiarowe.

Jako podsumowanie opisanych zjawisk rynkowych może służyć wykres pokazany na rysunku 1. Pokazuje on, które trendy techniczne i zjawiska rynkowe są zdaniem specjalistów bardziej, a które mniej istotne z punktu widzenia rozwoju aparatury laboratoryjnej. Za najbardziej istotne wymieniono nowe technologie i standardy po stronie technicznej oraz dotacje UE, a w dalszej kolejności wymianę starej aparatury na nową i nacisk na jakość.

dr inż. Bolesław Tync

Tybo

  • Czy krajowe firmy szukają przyrządów o wysokiej dokładności? Jaka jest znajomość zagadnień metrologicznych u klientów szukających aparatury laboratoryjnej?

Krajowe firmy dość często szukają przyrządów o wysokiej dokładności. Chcą kupować drogie, porządne mierniki. Jednak znajomość zagadnień metrologicznych u klientów szukających aparatury laboratoryjnej nie zawsze jest wystarczająca do tego, aby mogli wykorzystać zakupione przyrządy do pomiarów precyzyjnych, z dużą dokładnością.

Uwaga klientów jest przyciągana przez ogromną liczbę różnych funkcji, w które wyposaża się współczesne mierniki, a tylko część klientów pyta o metodę pomiaru, którą wykorzystuje przyrząd, a przy pomiarach precyzyjnych jest to ważne. Bardzo szybki rozwój techniki mikroprocesorowej ułatwia rozbudowę funkcjonalności oraz miniaturyzację przyrządów.

Znacznie wolniej, ale pojawiają się też nowości w zakresie układów kondycjonowania sygnału mierzonego. Jego poziom bywa niezwykle mały i wtedy decydujący wpływ na precyzję pomiaru ma sposób przetworzenia tego sygnału na wejściu miernika. Tak jest np. przy pomiarze małych rezystancji zasilanych małym prądem lub przy pomiarze względnych zmian rezystancji tensometrów albo przy bardzo dokładnym pomiarze temperatur za pomocą termorezystora.

  • Jakie nowości i trendy są warte zauważenia?

Właśnie w pomiarach rezystancji pojawił się nowy układ, na który warto zwrócić uwagę. Jest to zrównoważony mostek prądu stałego, w którym rezystory dekadowe zastąpiono prostym układem źródła prądowego wymuszającego rezystancję potrzebną do zrównoważenia. Odczyt rezystancji dostrojonej do stanu równowagi mostka następuje przez odczyt wartości prądu źródła.

Taki sposób równoważenia i odczytu dostrojonej rezystancji do tego stopnia ułatwia stosowanie mostka zrównoważonego, że może on być stosowany także do pomiaru rezystancji czujników wielkości nieelektrycznych, co dotąd nie było możliwe.

Zatem, wiele powszechnie mierzonych wielkości, takich jak: temperatura, masa, siły, naprężenia, ciśnienia, przepływy itp., a co za tym idzie: energia, ciepło, itd., mogą być mierzone dokładniej, ponieważ pomiar rezystancji czujników tych wielkości zawsze odbywa się przy spełnieniu warunku równowagi mostka.