книги из ГПНТБ / Найдеров, В. З. Специальные радиотехнические измерения

ГЛА ВА 12

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ВВОЙСКАХ

§12.1. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ В ВОЙСКАХ

Использование современного радиоэлектронного вооружения невозможно без применения измерительной техники. Измеритель­ ные приборы необходимы для контроля технического состояния радиоэлектронного оборудования на всех этапах его эксплуатации, что предъявляет к ним требования обеспечения достоверности и точности результатов измерений и возможности выполнения изме­ рений в минимальное время. В этих условиях большое значение приобретает умелая и технически грамотная эксплуатация изме­ рительной аппаратуры.

Основным содержанием эксплуатации является применение из­ мерительных приборов по прямому назначению и поддержание работоспособности в пределах их классов точности. Грамотность применения измерительных приборов определяется знанием изме­ рительной аппаратуры, методов измерений и общих принципов по­ становки эксперимента.

Поддержание работоспособности приборов в пределах их клас сов точности обеспечивается совокупностью технических мероприя­ тий,, составляющих содержание метрологического обслуживания измерительных приборов. К числу этих мероприятий относятся:

—сбережение измерительных приборов в перерывах между использованием или в промежутке между изготовлением и приме­ нением;

—регламентные работы;

—ремонт;

—поверка, г. е. определение погрешностей приборов и уста­ новление их пригодности « применению.

Проведение указанных мероприятий осложняется во многих

случаях неблагоприятными условиями эксплуатации измеритель-

190

ной аппаратуры: отсутствием доступа к узлам приборов, заклю­ ченным в кожухи (приборы опломбированы и в промежутках меж­ ду поверками не вскрываются); неравномерной загрузкой прибо­ ров; тяжелыми климатическими условиями; частными перевоз­ ками.

Отсутствие доступа к внутренним узлам приборов в значитель­ ной мере ограничивает объем проводимых профилактических ме­ роприятий, сводя их лишь к устранению мелких недостатков: чист­ ке корпусов и разъемов от пыли; восстановлению лакокрасочных покрытий; просушке монтажа; проверке исправности органов уп­ равления и т. п. По этой причине в программу регламентных работ обычно включается только проверка общей работоспособности при­ бора.

Неравномерная загрузка обуславливает специфику организации сбережения приборов и перерывах между использованием и ока­ зывает влияние на качество и продолжительность ремонта.

Вряде случаев трудности сбережения измерительных приборов

ввойсках вызваны тяжелыми климатическими условиями. Боль­ шинство измерительных приборов общего применения в соответст­ вии с техническими условиями нормально работают при темпера­

относительная влажность воздуха до 95%). Лишь отдельные при­ боры, специально сконструированные для полевых измерений, мо­ гут нормально работать в этом интервале температур. Основная масса измерительных приборов сохраняет работоспособность и точность работы в нормальных условиях в том случае, если после пребывания в «суровых» условиях перед применением приборы выдерживаются в нормальных условиях в течение 24 часов [4].

Частые перевозки приборов, связанные как непосредственно с. потребностями применения, та« и с особенностями организации войскового ремонта и структурой поверочных органов, отрицатель­ но сказываются на общем состоянии измерительной аппаратуры, приводят к механическим поломкам, нарушению электрических контактов и т. и.

§ 12.2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННОГО ВООРУЖЕНИЯ

В практике войсковых измерений наряду с измерительными приборами общего применения широко используются специальные измерительные приборы и устройства.

Специальными (сервисными) приборами называют измеритель­ ные приборы узкого назначения, которые конструируются и пред­ назначаются для обслуживания определенного радиоэлектронного оборудования.

191

Основными классификационными признаками для специальных приборов являются:

—место размещения;

—характер методов контроля;

—степень автоматизации процесса измерения.

По месту размещения специальные приборы подразделяются на автономные и встроенные. Специальные автономные измери­ тельные приборы принципиально не отличаются от приборов об­ щего применения. Однако вследствие узких рабочих диапазонов может быть значительно упрощено управление такими приборами, повышена точность измерений, а также уменьшены габариты и улучшена технологичность конструкции. Специальная встроенная измерительная аппаратура конструируется вместе с обслуживае­ мым оборудованием и поэтому может работать в тех же климати­ ческих условиях Встроенная измерительная аппаратура, как пра­ вило, имеет постоянные связи с поверяемыми объектами, что дает возможность контролировать их параметры в рабочих режимах. Наличие постоянных связей и простота регулировок позволяют со­ кратить время на производство измерений.

По характеру методов контроля специальные измерительные приборы подразделяются на приборы параметрического контроля, приборы функционального контроля и комбинированные приборы.

Измерительные приборы параметрического контроля служат для измерения отдельных параметров элементов и блоков обслу­ живаемой аппаратуры. Измерительные приборы функционального контроля служат для проверки работоспособности отдельных функ­ циональных элементов, блоков, радиоэлектронных устройств и систем. Комбинированные приборы предназначаются как для па­ раметрического, так и для функционального контроля. К комбини­ рованным приборам также относят многофункциональные прибо­ ры параметрического контроля.

В практике войсковых измерений большое распространение по­ лучили различные комбинированные приборы. Помимо специаль­ ных комбинированных приборов отечественная промышленность выпускает большое число комбинированных приборов общего при­ менения. Комбинированные приборы общего применения представ­ ляют собой измерительные устройства, предназначенные для из­ мерения нескольких величин. Благодаря взаимному использова­ нию отдельных узлов и элементов такие приборы имеют компакт­ ную конструкцию, что делает их удобными для применения в са­ мых разнообразных условиях.

Наибольшее распространение получили комбинированные при­ боры для контроля электрических режимов, для проверки и испы­ тания элементов радиоэлектронной аппаратуры, для измерения параметров модулированных колебаний и характеристик радио­ электронных устройств.

Для быстрой ориентировочной проверки работоспособности электровакуумных приборов созданы специальные испытатели

192

ламп. Принципиально испытатель ламп представляет собой много­ предельный вольтмиллиамперметр. С помощью миллиамперметра измеряются анодные токи ламп, а электронный вольтметр служит для косвенного измерения крутизны по величине усиленного пере­ менного напряжения на аноде лампы. Аналогичные специальные испытатели применяются в войсковых условиях для оценки годно­ сти полупроводниковых приборов.

Среди комбинированных приборов для измерения параметров радиоэлектронных устройств большое место занимают униьерсаль ные радиотехнические испытательные приборы, предназначенные для испытания и проверки функционирования радиотехнической аппаратуры в лабораторных и полевых условиях. Они представ­ ляют собой совокупность нескольких функциональных узлов, объе­ диненных в одно конструктивное целое. Выбор комбинации функ­ циональных узлов определяется конкретными задачами, для реше­ ния которых применяется то или иное радиотехническое испыта­ тельное устройство. При соответствующей комбинации простых функциональных узлов испытательному прибору можно придать совершенно новые качества, не присущие каждому из составляю­ щих узлов в отдельности. Например, комбинированный прибор, состоящий из генератора СВЧ, генератора импульсов и детектор­ ной секции, помимо использования каждого узла в отдельности, мо­ жет использоваться в качестве ретранслятора и служить для функ­ циональной проверки приемопередающих трактов радиостанций.

Обобщенная структурная схема радиотехнического испытатель­ ного прибора приведена на рис. 12.1. Такой прибор может рабо тать в качестве генератора сигналов, генератора стандартных сиг­ налов, генератора видеоимпульсов, измерителя частоты, измери­ теля мощности, анализатора спектра, измерителя частотных харак­ теристик и др. В приборе предусматривается возможность как час­ тотной, так и импульсной модуляции высокочастотных колебаний, снимаемых с выходов «ГС» и «ГСС». Для модуляции колебаний применяется специальный генератор импульсов различной формы с регулируемой длительностью и частотой повторения, который мо­ жет работать как в автоколебательном режиме, так и в режиме внешнего запуска.

Так как подобные приборы, как правило, изготовляются для работы в сантиметровом и дециметровом диапазонах волн, высо­ кочастотный генератор выполняется на отражательных клистро­ нах. Заданный уровень мощности на выходе «ГСС» устанавлива­ ется с помощью термисторного измерителя мощности, а необходи­ мое калиброванное ослабление обеспечивается аттенюатором. Для измерения частоты используется резонансный волномер. В случае измерения частоты непрерывных колебаний индикатором резонанса служит измеритель мощности, а при измерении несущей частоты радиоимпульсов — осциллограф.

При спектральном анализе исследуемые колебания подаются на клеммы «ГСС» и через СВЧ переключатель — на преобразова-

іель частоты (смеситель с частотно-модулированным гетеродином). С выхода смесителя сигнал поступает на усилитель промежуточной частоты и через квадратичный детектор — на видеоусилитель и далее на У-вход осциллографа, т. е. работа прибора в режиме ана­

'іотно-модулированные колебания подаются на вход исследуемого устройства, а напряжение с его выхода — через детектор на видео­ усилитель. При этом на экране осциллографа получается изобра­ жение исследуемой амплитудно-частотной характеристики.

Подобные приборы выполняются в виде двух блоков — высоко­

Рис. I‘2.1.

диапазон частот прибора путем использования комплекса, состоя­ щего из нескольких высокочастотных и одного универсального ин­ дикаторного блока.

Специальные комбинированные приборы предназначаются для измерения параметров и контроля работоспособности конкретных образцов радиоэлектронного вооружения. Специальные приборы функционального контроля применяются главным образом для проверки работоспособности отдельных составных частей сложных радиоэлектронных систем. При проверке они имитируют работу радиоэлектронной системы, составным элементом которой явля­ ется контролируемый объект. Создание таких приборов обусловле­ но стремлением сократить расход ресурса и средств при проверках работоспособности сложного радиоэлектронного оборудования.

В связи с резким повышением требований к времени готовности радиоэлектронного вооружения, возрастанием количества основных параметров и характеристик, которые должны измеряться для определения его технического состояния и обнаружения места не­ исправностей, в настоящее время ведутся интенсивные работы по

194

созданию автоматизированных систем контроля радиоэлектронной аппаратуры.

Под автоматизированной системой контроля современной ра­ диоэлектронной аппаратуры понимается совокупность измеритель­ ных приборов и устройств, объединенных в единую измерительноинформационную систему, предназначенную для проверки функ­ ционирования, количественной оценки выходных параметров аппа­ ратуры и ее отдельных блоков, поиска неисправностей и обработки результатов измерений с помощью информационно логических устройств, обеспечивающих пол­ ную автоматизацию процессов из­ мерения.

В ряде случаев система конт­ роля позволяет прогнозировать отказы, отключать неисправные блоки и узлы, автоматически на­ страивать аппаратуру и приво­ дить ее за счет резервных блоков в исправное состояние. Возмож­ ный вариант простейшей струк­ турной схемы автоматизирован­

ной системы контроля представлен на рис. 12.2. Программирующее устройство определяет характер и последо­

вательность работы всей автоматизированной системы контроля. Устройство вырабатывает сигналы для включения генераторов

стимулов, сигналы для логического устройства (для устройства сравнения) и др.

Генераторы стимулирующих сигналов вырабатывают электри­ ческие колебания, имитирующие сигналы, которые поступают на

объекта измерения) воспринимают сигналы реакции объекта конт­ роля на стимулирующие сигналы и преобразуют их к стандартно­

му виду (например, в напряжение постоянного тока, временной интервал, частоту).

Логическое устройство производит сравнение сигналов датчи­ ков с номинальными значениями, задаваемыми программирую­ щим устройством; анализирует результат сравнения (например, по принципу «Годен — не годен»); определяет место неисправно­ сти и подает сигналы на регистрирующее устройство, а также в

программирующее устройство на дальнейшую проверку или пре­ кращение испытаний.

Автоматизированные системы контроля снабжаются также сис­ темой самопроверки, обеспечивающей контроль ее исправности. Система самопроверки выдает заранее известные сигналы реак­ ции на типовые входные сигналы. В логическом устройстве эти сиг-

налы сравниваются со стандартными сигналами, задаваемыми про­ граммирующим устройством, в результате чего определяется ис­ правность автоматизированной системы контроля.

Успешная эксплуатация современного радиоэлектронного во­ оружения может быть обеспечена лишь при умелом сочетании раз­ личных измерительных средств, применяемых в войсках.

§12.3. ОРГАНИЗАЦИЯ НАДЗОРА ЗА МЕРАМИ

ИИЗМЕРИТЕЛЬНЫМИ ПРИБОРАМИ

ВВООРУЖЕННЫХ СИЛАХ

Измерительные приборы могут удовлетворительно выполнять возлагаемые на них функции лишь при условии сохранения своей точности. Поддержание работоспособности измерительных прибо­ ров в пределах их классов точности, являющееся важнейшей со­ ставной частью эксплуатации, имеет настолько большое значение,

что за этой работой установлен государственный и ведомственный надзор.

Государственный надзор за состоянием и поверкой мер и изме­ рительных приборов осуществляется Комитетом стандартов, мер

иизмерительных приборов при СМ СССР через научно-исследова­ тельские институты и широкую сеть поверочных учреждений. Уч­ реждения эти являются создателями и хранителями государствен­ ных эталонов, обеспечивающих единство мер и измерительных при­ боров в стране. Эти учреждения разрабатывают и осуществляют методы и схемы правильной передачи единиц измерений от этало­ нов до рабочих мер и измерительных приборов.

Надзор за мерами и измерительными приборами в Вооружен­ ных Силах СССР осуществляет Инспекция по надзору за мерами

иизмерительными приборами Министерства Обороны СССР. Со­

гласно «Положению о надзоре за измерительными приборами в

применению в ВС СССР измерительные приборы. Ответственность за исправное и верное по показаниям состояние измерительных приборов и правильное их применение, а также за своевременную поверку и ремонт приборов в родах войск, военных округах, соеди­ нениях и частях возлагается на соответствующих начальников [4].

На лиц, ответственных за надзор, возлагается ведение учета измерительных приборов, применяемых в войсковых частях, конт­ роль за поддержанием их в исправном состоянии, за своевремен­ ной поверкой, за своевременным ремонтом, а также осуществление связи с органами надзора за ними и подготовка сведений для инс­ пекторских органов о состоянии измерительных приборов в войско­ вых частях.

Лицам, осуществляющим надзор, предоставлено право давать рекомендации и предложения командирам частей по устранению

196

недостатков в содержании измерительных приборов, изымать из применения неисправные и непроверенные приборы, докладывать командиру части об их состоянии в подразделениях и службах, а также возбуждать перед ним вопрос о привлечении к ответствен­ ности лиц, нарушающих правила эксплуатации. В своей работе лица, осуществляющие надзор за мерами и измерительными при­ борами в части, руководствуются распоряжениями и указаниями командира войсковой части, а также указаниями соответствующих представителей по надзору [4].

Метрологическое обслуживание измерительных приборов в войсках

Поверка измерительных приборов. Согласно ГОСТ 16263-70

поверка средства измерения — это определение метрологическим органом погрешностей средства измерений и установление его при­ годности к применению.

Все меры и измерительные приборы, находящиеся в войсковых частях, делятся на образцовые и рабочие. В качестве образцовых приборов используются приборы высших классов точности. Образ­ цовые приборы используются только для поверки рабочих прибо­ ров и в свою очередь подлежат поверке на точность показаний по Инструкции Комитета стандартов, мер и измерительных приборов (государственная поверка).

Рабочими мерами и измерительными приборами называются все приборы, служащие непосредственно для измерений. Рабочие измерительные приборы подлежат обязательной поверке на точ­ ность показаний. Периодичность обязательных поверок устанавли­ вается в зависимости от класса точности прибора, конструкции и условий эксплуатации.

Находящиеся в эксплуатации измерительные приборы в период между сроками обязательной поверки должны подвергаться по­ верке показаний по контрольным приборам (периодическая по­ верка). Содержание и сроки проведения периодической поверки определяются командирами частей.

Измерительные приборы, находящиеся на длительном хранении, подлежат обязательной поверке не реже одного раза в 3 года, а приборы, предназначенные к выдаче в текущем году, подлежат обязательной поверке с установленной периодичностью для этого класса приборов.

Все приборы после ремонта должны подвергаться обязательной поверке независимо от срока проведения предыдущей поверки. Поверка точности показаний измерительных приборов производит­ ся поверочными органами МО СССР. К поверочным органам отно­ сятся базы измерительной техники, поверочные лаборатории воен­ ных округов и соединений, а также контрольно-измерительные ла­ боратории и контрольно-поверочные пункты, организуемые в час­ тях [4].

197

В качестве примера на рис. 12.3 приведен возможный вариант схемы метрологического обслуживания измерительных приборов в

Рис. 12.3.

контрольно-измерительной лаборатории. Все поступающие на об­ служивание приборы через этапы учета и кратковременного хра­ нения поступают на участки поверки (аттестации). После поверки годные приборы поступают на паспортизацию и затем выдаются а эксплуатацию. Забракованные при поверке приборы передаются па участки ремонта, где производится дефектация, ремонт и регу­ лировка. Отремонтированные приборы вновь поступают на повер­ ку и в случае годности выдаются в эксплуатацию.

Измерительные приборы, поверка которых не может произво­ диться поверочными органами МО, поверяются учреждениями Комитета стандартов, мер и измерительных приборов.

Поверка измерительных приборов, в том числе и специальных, производится по Инструкциям Комитета стандартов и Министер­ ства обороны, а при отсутствии таких инструкций — по методи­ кам, разработанным в научно-исследовательских институтах или на заводах-изготовителях. Помимо поверки на точность показаний все приборы предварительно подвергаются внешнему осмотру и проверке работоспособности под током.

Приборы всех классов точности, удовлетворяющие соответстяующим требованиям, пломбируются с наложением соответствую­ щего клейма. Для приборов, на которые нельзя нанести повероч­ ные клейма, результаты поверки оформляются выдачей аттеста­ тов с подписью поверителя и наложением оттиска каучукового клейма. Образцовые приборы снабжаются свидетельствами, в ко­ торых указываются требуемые поправки к их показаниям.

Методика поверки измерительных приборов. Поверка заклю­ чается в сравнении рабочих мер и показаний рабочих измеритель­ ных приборов с. образцовыми мерами и показаниями образцовых измерительных приборов с целью определения погрешностей ра­ бочих мер и приборов.

При поверке приборов главным образом используются два ме­ тода: метод сличения и компенсационный метод.

193