Przenośna aparatura pomiarowa

Mierniki przenośne to urządzenia wspomagające specjalistów w codziennych zadaniach. Są proste w obsłudze, niezawodne, mają małe wymiary i są lekkie.

Multimetry

Prostymi przyrządami pomiarowymi, które cieszą się dużym uznaniem wśród automatyków i elektryków są multimetry, służące do pomiarów najważniejszych wielkości elektrycznych a także parametrów środowiskowych. Oprócz podstawowych funkcji pomiarowych mają one wbudowane układy pamięci, w których przechowywane są zbierane dane pomiarowe. Umożliwiają analizę danych oraz wyznaczanie wartości maksymalnych, minimalnych i średnich. Multimetry wykonują pomiar różnicowy procentowy i różnicowy względny. Funkcja Data Hold umożliwia ciągłe wyświetlanie wyniku pomiaru, natomiast funkcja Peak Hold zapewnia pomiar wartości szczytowych impulsów. Dzięki filtrom dolnoprzepustowym eliminowany jest wpływ zakłóceń na wskazania. Przydatna okazuje się również funkcja RMS/MEAN, umożliwiająca wyświetlanie wartości skutecznych lub średnich, co jest szczególnie istotne przy wahaniach wielkości mierzonej. Mechaniczna ochrona gniazd zabezpiecza przyłącza prądowe przed niewłaściwym podłączeniem przewodów pomiarowych. Odpowiednie gniazda są dostępne jedynie w określonych położeniach przełącznika pomiarowego.

Niektóre multimetry mogą współpracować z drukarką. Wymiana danych z komputerem odbywa się przez port USB, przy czym dane są przesyłane w czasie rzeczywistym. Przyrządy mogą mierzyć wartość skuteczną TrueRMS oraz procentowe wypełnienie impulsu i jego okres.

Na rynku nie brakuje przyrządów w obudowie ostrzowej o kompaktowym kształcie. Wbudowana latarka podświetla punkt pomiarowy. Dostępne są również przyrządy z cęgowymi sondami pomiarowymi. Miniaturowe cęgi pozwalają na pomiar prądu stałego i przemiennego. Niektóre multimetry dodatkowo mierzą natężenie oświetlenia i dźwięku oraz temperaturę.

Dobrym przykładem jest multimetr AM-160 Trms firmy Amprobe przeznaczony do pomiaru DC+AC True RMS (prawdziwa wartość skuteczna wraz ze składową stałą) z uwzględnieniem szerokiego pasma częstotliwości (do 100 kHz). Umożliwia pomiar napięcia do 1000 V DC (przy rozdzielczości 0,001 mV, dokładności 0,02% dla V DC) oraz napięciu do 1000 V AC (również w dBm dla impedancji obciążenia od 4 Ω do 1200 Ω). Pomiar prądu jest wykonywany w zakresie do 20 A AC/DC oraz rezystancji do 50 MΩ. Oprócz tego można wykonać pomiar częstotliwości od 5 Hz do 200 kHz oraz pojemności (od 0,01 nF do 10 mF). Urządzenie wykonuje test półprzewodników oraz ciągłości przewodów. Przydatne rozwiązanie stanowi przetwornik prądu 4–20 mA na wartość wyrażoną w procentach oraz określanie współczynnika wypełnienia impulsów. Łącze komunikacyjne RS-232 ma optoizolację.

Z kolei multimetr FLUKE 28II EX zaprojektowano z myślą o pracy w strefach 1 i 2 grupy wybuchowości IIC (gaz) i strefach 21 i 22 grupy wybuchowości IIIC (pył). Jest stosowany głównie w branży petrochemicznej, chemicznej i farmaceutycznej. Urządzenie ma stopień ochrony IP67.

Mierniki cęgowe

Zaletą mierników cęgowych jest możliwość wykonania pomiaru prądu bez przerywania mierzonego obwodu. Jak wiadomo w tradycyjnym pomiarze trzeba przerwać obwód i szeregowo podłączyć amperomierz a w wielu aplikacjach jest to niewygodne, niebezpieczne, a nawet niemożliwe. Na rynku nie brakuje mierników cęgowych bazujących na konstrukcji cęgów bez rdzenia magnetycznego, przy czym cęgi mają wtedy specjalną cewkę powietrzną. Takie rozwiązanie zapewnia niewielką masę cęgów.

Nowoczesne mierniki mogą mierzyć bardzo dokładnie prądy o niewielkiej wartości. Dotyczy to zarówno pomiaru prądu stałego, jak i przemiennego ze stałą składową, przy czym pomiar prądów o małych wartościach można wykonać za pomocą przewodów. Niektóre przyrządy umożliwiają wykonanie testów wirowania faz, z uwzględnieniem dwóch poziomów czułości. Przy dużej czułości wykonywane są testy silników 3-fazowych w stanie beznapięciowym, natomiast uwzględniając zwykły poziom czułości można sprawdzać kierunek wirowania faz elektrycznej sieci 3-fazowej.

Wiele mierników cęgowych ma funkcję komunikacji bezprzewodowej. Specjalne moduły odczytują wyniki pomiarów na urządzeniu zdalnym, którym może być smartfon. Warto podkreślić, że takie rozwiązanie nabiera coraz większego znaczenia przy diagnozowaniu sieci elektroenergetycznych. W takich przypadkach specjalne moduły są podłączane w rozdzielnicy, a zbierane dane są przesyłane i rejestrowane zdalnie z uwzględnieniem dowolnych przedziałów czasowych.

Miernik cęgowy CMP-2000 z oferty firmy Sonel umożliwia wykonywanie pomiarów prądu do 2000 A za pomocą cęgów na przewodach o średnicy do 57 mm i szynoprzewodach o przekroju do 70 mm × 18 mm. Oprócz tego możliwy jest pomiar początkowego prądu rozruchowego, napięcia stałego do 1000 V i przemiennego (True RMS) do 750 V, a także rezystancji, ciągłości połączeń, pojemności, temperatury i cyklu roboczego.

Najważniejsze cechy miernika cęgowego KEW2009R firmy Kyoritsu to automatyczna zmiana zakresów pomiarowych, pomiar metodą cęgową przewodów o średnicy do 55 mm, pomiar rzeczywistej wartości skutecznej (True RMS), a także zatrzymanie bieżącego wyniku pomiaru na wyświetlaczu (Data Hold) i wyświetlanie wartości średniej pomiarów (AVG). Oprócz tego przyrząd mierzy wartości szczytowe. Miernik można wykorzystać jako przystawkę cęgową z możliwością współpracy z innym urządzeniem rejestrującym przebiegi prądów ACA i DCA.

Oscyloskopy

W praktyce zastosowanie znajdują trzy rodzaje oscyloskopów. Chodzi tutaj o urządzenia bazujące na odchylaniu ciągłym lub okresowym, a także przyrządy uniwersalne uwzględniające odchylanie ciągłe i wyzwalane oraz szybkie z dużą wartością częstotliwości. W odniesieniu do technologii wykorzystywanej przy analizie sygnału trzeba wymienić oscyloskopy z lampą analogową, gdzie obraz powstaje przez oddziaływanie obserwowanych przebiegów na układ odchylania wiązki elektronowej. Zastosowanie znajdują również oscyloskopy bazujące na technologii cyfrowej, których monitor wyświetla obraz wytwarzany za pomocą układu mikroprocesorowego. Ważna jest przy tym analiza przetworzonych na cyfrowe sygnałów wejściowych.

Urządzenia analogowe mogą być urządzeniami jednostrumieniowymi, dwustrumieniowymi oraz stroboskopowymi z pamięcią. W oscyloskopach jednostrumieniowych niejednokrotnie zastosowanie znajdują dwa kanały, natomiast wartości badanych sygnałów wynoszą od 0 Hz do 3 GHz. Oscyloskopy dwustrumieniowe mają lampę oscyloskopową z dwoma strumieniami elektronów. Takie rozwiązanie umożliwia jednoczesne analizowanie dwóch sygnałów, przy czym ważny jest generator podstawy czasu.

Warto zwrócić uwagę na oscyloskopy stroboskopowe (próbkujące), które umożliwiają pobieranie próbek z badanego przebiegu z przesunięciem w czasie. Z zapisu sygnału używanego przy badaniu przebiegów powtarzalnych tworzy się obwiednia. Z kolei oscyloskopy z pamięcią przeznaczone są do pomiarów także sygnałów aperiodycznych.

Funkcjonalność oscyloskopów można określić za pomocą przynajmniej kilku parametrów. Przede wszystkim istotny jest czas wznoszenia (np. 350 ps), interfejsy komunikacyjne, częstotliwość próbkowania (np. 2,5 GSa/s), sposób kalibracji, a także liczba wejść i wyjść analogowych. Pod uwagę bierze się również odchylenie pionowe, opór pozorny wejścia, a także rozdzielczość i sprzężenie zwrotne. Warto również zwrócić uwagę na zakres podstawy czasu i wyzwalanie.

Oscyloskop ręczny PeakTech 1220 bazuje na kolorowym wyświetlaczu TFT o rozdzielczości 640 × 480 pikseli. Port USB umożliwia przesyłanie danych w czasie rzeczywistym do komputera PC. Można zapisywać zmierzone wartości pomiarów i grafiki bezpośrednio w pamięci USB. Przyrząd z funkcją True RMS realizuje również zadania multimetru. Dodatkowe ułatwienie w korzystaniu umożliwiają funkcje automatycznego wybierania ustawień i automatycznego skalowania.

Tenma 72-9355 to cyfrowy oscyloskop ręczny klasy Digital Storage z pasmem pomiarowym 60 MHz i szybkością próbkowania 250 MSa/s. Przyrząd wyposażono w wyświetlacz kolorowy o przekątnej 5,7˝ i matrycy 320 × 240 pikseli. Do wykorzystania są 2 kanały pomiarowe. Skorzystać można z przełączników rodzaju pracy Scope i Meter.

Kalibratory

Kalibratory są urządzeniami generującymi sygnały wzorcowe stosowane do kalibracji innych urządzeń. W praktyce najczęściej zastosowanie znajdują kalibratory: prądu, napięcia, mocy, rezystancji, częstotliwości, energii, pojemności i indukcyjności.

Typowym podzespołem kalibratora jest wyjściowy układ regulacji umożliwiający nastawianie wielkości wyjściowej oraz źródło odniesienia, będące źródłem wielkości elektrycznej przeznaczonej do porównywania w stosunku do wielkości stabilizowanej. Z kolei komparator porównuje wartości wielkości wyjściowej z wartością odniesienia. Generowany jest przy tym sygnał błędu. Dodatkowo wzmacniacz błędu zapewnia wzmocnienie różnicy sygnałów kamparatora. Ostatni element stanowi końcowy układ regulacji sterujący wielkością wartości wyjściowej.

Kalibrator Metracal MC z oferty firmy Astat jest kalibratorem wartości procesowych prądu (mA), napięcia (mV, V), rezystancji, symulacji temperatury (termometrów oporowych Pt 100/1000 oraz termoelementów typu: J, L, T, U, K, E, S, R, B, N). Urządzenie wyposażono w funkcję rampy i w funkcję stopniową, a także generator impulsów i grup impulsów. Przyrząd może symulować źródło prądu w zakresie 0–24 mA z jednoczesnym wysyłaniem i pomiarem sygnału.

Kalibrator Beamex MC6 z oferty firmy Introl jest kalibratorem ciśnienia, temperatury i sygnałów elektrycznych. Należy zwrócić uwagę na pełny komunikator multi-bus dla przyrządów HART, Foundation Fieldbus oraz Profibus PA. W przyrządzie przewidziano pięć trybów pracy – jako miernik, kalibrator, kalibrator dokumentujący, rejestrator danych, komunikator. Ważny jest czuły trwały ekran dotykowy, co umożliwia obsługę w rękawicach.

Wilgotnościomierze

Wilgotnościomierze, czyli higrometry są przyrządami pomiarowymi stosowanymi do wyznaczania poziomu wilgotności. Specjalną grupą higrometrów są psychrometry będące przyrządami wykorzystującymi pomiar termometrem suchym i mokrym. Nowoczesne wilgotnościomierze to przyrządy uniwersalne pozwalające na pomiar wielu innych parametrów, takich jak temperatura punktu rosy, temperatura powietrza czy ciśnienie atmosferyczne. Wilgotnościomierze są bardzo często używane podczas pomiaru wilgotności materiałów budowlanych. Może być wskazywana wartość maksymalna i minimalna oraz zatrzymana wartość wyniku pomiaru. Warto zwrócić uwagę na bezdotykową technologię pomiaru oraz możliwość bezprzewodowej wymiany danych z innymi przyrządami pomiarowymi takimi jak kamery termowizyjne. Temperatura różnicowa jest obliczana samoczynnie, co pozwala określić punkt kondensacji. Dzięki wbudowanemu czujnikowi wilgotności i temperatury powietrza wykonywany jest pomiar względny wilgotności powietrza, a także temperatury powietrza, ciśnienia pary, punktu kondensacji oraz punktu rosy. Przydatne rozwiązanie stanowi określanie zarówno niskiej, jak i wysokiej wartości granicznej alarmu dla wilgotności powietrza i materiałów. Pomiar może być również wykonany na głębokości do kilkunastu milimetrów. Oprócz wartości liczbowych wyniki są prezentowane za pomocą wykresu słupkowego. Zakres pomiaru wilgotności zazwyczaj wynosi 0% rF – 100% rF (punkt rosy) przy zakresie pomiaru temperatury od –30 °C do 77 °C. Z kolei używając podczerwieni można wykonać pomiar temperatury w zakresie od –20 °C do 200 °C. Zakres pomiaru ciśnienia pary to 0–20,0 kPa, natomiast punktu rosy od –30 °C do 100 °C.

Do niektórych wilgotnościomierzy można podłączyć sondę IAQ, sondę Lux oraz sondę poziomu komfortu. Na przykład wilgotnościomierz LaserLiner MoistureFinder ma do wyboru 4 kategorie materiałowe. Urządzenie ma wskaźnik LED służący do szybkiej oceny materiału (mokre/suche).

Z kolei wilgotnościomierze Testo 606-1 i 606-2 są przeznaczone do pomiaru wilgotności drewna i materiałów budowlanych. Urządzenia mają zapamiętane charakterystyki poszczególnych materiałów. W przyrządzie Testo 606-1 wyposażono w czujnik temperatury i wilgotności, co ułatwia monitoring procesu osuszania.

Analizatory jakości zasilania

Nowoczesne analizatory jakości zasilania pracują z kilkoma kanałami wejściowymi. Czas rejestrowania nieprawidłowości można programować w zakresie od 20 ms do 2 s. Niektóre analizatory pracują w trybie oscyloskopu i realizują funkcję pomiaru nieustalonych wysokiej częstotliwości. Analizatory stosuje się w sieciach jedno- i trójfazowych instalacji 3-przewodowych, 4-przewodowych oraz z układem Arona. Do obsługi urządzeń służą kolorowe ekrany dotykowe. Wykresy wskazowe prezentują kąty fazowe zachodzące między napięciami i prądami.

Analizatory jakości zasilania analizują niemal wszystkie zjawiska, jakie zachodzą w sieciach elektroenergetycznych w odniesieniu do podstawowych parametrów instalacji. Ważna jest analiza asymetrii zasilania łącznie z rejestrowaniem wskaźników asymetrii w stosunku do składowych przeciwnych oraz składowych zerowych. Analizatory mogą monitorować prądy rozruchowe i wykrywać sytuacje, gdzie wartość (TRMS) przekracza określoną wartość progową.

Analizator sieci UMG 604E jest przeznaczony do montażu na szynie DIN. Umożliwia wykrywanie zjawisk przejściowych (od 50 µs) i zdarzeń (od 10 ms). Do wykorzystania są dwa cyfrowe wejścia i wyjścia oraz wejście temperatury.

Z kolei analizator jakości zasilania PQM-702 z oferty firmy Sonel jest wyposażony w pięć napięciowych gniazd wejściowych L1, L2, L3, N i PE. Przewody są zamontowane na stałe za pomocą hermetycznych złącz. Zakres napięć mierzonych przez cztery kanały pomiarowe to maksymalnie ±1150 V. Pomiary prądów realizowane są cęgami (siedem dostępnych rodzajów), przyłączanymi do czterech wejść prądowych (gniazda wyprowadzone na przewodach).

Wielofunkcyjne mierniki instalacji elektrycznych

Dużym uznaniem cieszą się wielofunkcyjne przyrządy pomiarowe wielkości elektrycznych. Niektóre urządzenia tego typu wykonują pomiary pod kątem spełniania wymagań określonych parametrów takich jak impedancja pętli zwarcia, rezystancja izolacji, rezystancja uziemienia, parametry wyłączników różnicowo-prądowych, ciągłość połączeń ochronnych i wyrównawczych.

Pomiar charakteryzuje się dużą rozdzielczością, gwarantują jednoczesne obliczanie prądu zwarcia. W efekcie pomiary można wykonywać w pobliżu transformatorów, co jest szczególnie przydatne przy wyborze aparatów zabezpieczających. Można sprawdzić skuteczność ochrony przy zwarciach termicznych. Podczas takiego pomiaru miernik kontroluje, czy przewody wytrzymają energię zwarcia. Wystarczy podać typ wyłącznika i wartości znamionowego prądu, materiał i przekrój przewodnika, a także liczbę żył i rodzaj izolacji przewodów.

Przyrządy wielofunkcyjne mierzą impedancję pętli i obliczają wartość spodziewanego prądu zwarcia. Podawana jest przy tym przypisana wartość czasu wyzwolenia urządzenia zabezpieczającego obwód. Jeżeli przez zabezpieczenie popłynie prąd o wartości większej niż dopuszczalna w stosunku do wartości przewidzianej dla konkretnego typu przewodów miernik wskaże ocenę negatywną. Nowoczesne przyrządy wielofunkcyjne mogą przesyłać dane do komputera oraz do urządzeń mobilnych. Przydatne rozwiązanie stanowi przechowywanie wyników pomiarów w chmurze danych.

Przyrząd Metrel MI 3108 EurotestPV jest połączeniem wielofunkcyjnego miernika parametrów instalacji elektrycznych i testera instalacji fotowoltaicznych. Wszystkie pomiary elektryczne są wykonywane zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 61557. Oprócz tego można przeprowadzić pomiary obejmujące jednofazową instalację fotowoltaiczną zgodnie z normą PN-EN 62446 oraz tworzyć charakterystyki I–U, obliczać wartości STC będące standardowymi warunkami testowania oraz wykonywać pomiar mocy po stronach AC i DC falownika/inwertera (1-fazowo). Sonda bezpieczeństwa umożliwia bezpieczne odłączenie przyrządu od mierzonej instalacji.

Pirometry

Pirometry stanowią przyrządy pomiarowe przeznaczone do bezdotykowego pomiaru temperatury. Zasada działania bazuje na analizie promieniowania cieplnego emitowanego przez badane ciała. Jeżeli wymaga się pomiaru temperatury przekraczającej 600 °C zastosowanie znajdują pirometry optyczne. Jasność świecenia badanego obiektu jest porównywana z jasnością obiektu wzorcowego. W pirometrach o wysokiej dokładności pomiarowej w zakresie niskich temperatur uwzględnia się optykę zwierciadlaną, która jest bardzo podobna do elementów optycznych stosowanych w aparatach fotograficznych. Oprócz tego zastosowanie znajduje efekt nakierowania pirometru na pole pomiarowe. W niektórych rozwiązaniach na czas pomiaru włącza się wskaźnik laserowy. Problem z właściwym ustawieniem pirometru nie występuje w pirometrach światłowodowych, gdzie promieniowanie wnika do światłowodu przy powierzchni promieniującej. W pirometrach uwzględnia się dwie grupy detektorów – termiczne i fotoelektryczne.

Pirometry umożliwiają wykonywanie pomiarów temperatury punktu lub elementu o niewielkich wymiarach. Pomiary realizowane za pomocą pirometrów są czasochłonne, gdyż trzeba wykonać większą liczbę pomiarów, natomiast kamera termowizyjna zapewnia realizację wielu pomiarów w trakcie jednej operacji. W efekcie udostępniany jest termogram z widocznymi punktami zimnymi i gorącymi. Ważną zaletą kamery termowizyjnej jest graficzne wskazanie punktów, których temperatura odbiega od innych elementów – termogram z widocznymi punktami zimnymi i gorącymi.Pirometr Optris LS umożliwia bezdotykowy, szybki pomiar temperatury w zakresie od –35 °C do 900 °C. Krzyżowy celownik laserowy przedstawia rzeczywisty obszar mierzonego obiektu. Czas reakcji wynosi 150 ms przy zakresie 8–14 µm. Urządzenie ma alarm optyczny i akustyczny w przypadku przekroczenia wartości granicznych.

Z kolei pirometr Extech IR300UV realizuje funkcję bezkontaktowego pirometru i detektora wycieków UV. Do dyspozycji jest też laserowy wskaźnik współosiowy i latarka LED. Takie rozwiązanie umożliwia szybki pomiar temperatury powierzchni z dokładnym oznaczeniem badanego obszaru za pomocą wskaźnika laserowego. Światło UV, w połączeniu ze standardowym barwnikiem, pozwala na detekcję wycieków płynu chłodniczego.

Kamery termowizyjne

Nowoczesne kamery termowizyjne bazują na szybkich przetwornikach mikroprocesorowych, przez co termogramy są wyraźne oraz można regulować ostrość, korygować obraz i kompensować odbitą temperaturę tła. Ważna jest ergonomiczna obudowa, w tym obrotowy i składany wyświetlacz, co umożliwia nagrywanie obrazu ponad głową użytkownika, natomiast obrotowy uchwyt ułatwi operowanie kamerą w ciasnych miejscach. W niektórych kamerach obsługa realizowana jest za pomocą joysticka i ekranu dotykowego. Zależnie od potrzeb dobierane są obiekty – szerokokątne i teleobiektywy.

Przy diagnostyce urządzeń elektrycznych można wykorzystać okienko obrazu podczerwonego otoczonego obrazem wykonanym w paśmie światła widzialnego. Zdecydowanie ułatwia to identyfikowanie miejsc, gdzie występują nieprawidłowości. Kamery wyposaża się w duże wyświetlacze o przekątnej 4,3” i 5,6” a dzięki modułowi GPS do obrazu można przypisać odpowiednie położenie w terenie. Przyciski szybkiego dostępu programowane są pod kątem realizowania określonych funkcji. Przyrząd może również wyświetlać wyłącznie optymalne, niższe lub wyższe temperatury lub uwzględniać wybrany przedział temperatury.

Specjalne kamery są dostępne z myślą o pracy w trudnych warunkach eksploatacyjnych. Obudowy mają podwyższoną wytrzymałość na upadki z wysokości do 1,5 m. W niektórych aplikacjach sprawdzą się kamery o niewielkich wymiarach i małej masie, przy zmniejszonym zapotrzebowaniu na energię elektryczną.

Nowoczesne kamery termowizyjne mogą przesyłać dane przez Wi-Fi i współpracować z urządzeniami mobilnymi – iPhone, iPad, smartfon itp. Interesujące rozwiązanie stanowi przesyłanie informacji do innych przyrządów pomiarowych takich jak np. multimetry, co zapewnia integrację danych z kilku punktów pomiarowych.

Jakość termogramu można poprawić optymalizatorami kontrastu, co jest szczególnie przydatne przy złożonych obiektach. Na rynku oferowane są kamery termowizyjne ze zdalnym sterowaniem. Zdjęcia można wykonać sekwencyjnie a potem połączyć w jeden obraz (fotografię).

Kamera termowizyjna Fluke Ti400 ma system LaserSharp AutoFocus zapewniający odpowiednią ostrość obrazu. Przydatne rozwiązanie stanowi system bezprzewodowy Fluke Connect, który umożliwia łączność, w tym wykonywanie rozmów wideo, między całym zespołem pracującym w terenie. Z kolei zakres pomiarowy kamery Testo 875-1i wynosi od –30 °C do 350 °C. Rozdzielczość i jakość zdjęcia wykonywanego za pomocą wbudowanego detektora to 160 × 120 pikseli, co daje 19 200 punktów pomiarowych. Warto zwrócić uwagę na technologię SuperResolution pozwalającą na zwiększenie rozdzielczości obrazu do 320 × 240 pikseli. Czułość termiczna < 50 mK umożliwia wykrywanie nawet najmniejszych różnic temperatury, które występują na obszarze pomiaru. Urządzenie ma obiektyw 32° × 23°.

Z oferty firmy Flir można wybrać m.in. system typu Dron z kamerą termowizyjną. Urządzenie charakteryzuje stabilny lot, żyroskopowe głowice oraz oprogramowanie telefonów/tabletów. Ważna jest przy tym stabilizacja obrazu. System firmy Flir bardzo często znajduje zastosowanie przy inspekcji instalacji przemysłowych, budynków itp.

Urządzenia do diagnostyki sieci komunikacyjnych

Testery i mierniki usterek w sieciach komunikacyjnych przewodowych i bezprzewodowych są w stanie wykryć niewłaściwie wykonane instalacje, a także diagnozować miejsca, gdzie kable są uszkodzone. Ważna jest przy tym analiza wydajności sieci. Z kolei sieci bezprzewodowe analizowane są w zakresie poprawności obsługi wszystkich użytkowników. Dzięki analizatorom sprawdza się, czy klienci bezprzewodowi są zgromadzeni w jednej strefie budynku i czy nie dochodzi do spowolnienia pracy sieci. Można przy tym wykryć użytkowników, którzy wykorzystują sieć w sposób nadmierny oraz klientów nieautoryzowanych. Wykrywa się również wszelkie problemy i błędy, jakie występują w sieci.

Szereg możliwości pomiarowych i analitycznych zyskuje się w odniesieniu do okablowania strukturalnego. Stąd też analizie są poddawane parametry takie jak Wire Map (mapa połączeń), Propagation delay (czas opóźnienia propagacji), Lenght (długość), Delay Skew (rozrzut opóźnienia Attenuation/Insertion), loss (tłumienie), Return Loss (tłumienność odbicia), a także NEXT (przenik zbliżny), PS NEXT (suma przeników zbliżnych) oraz ACR (stosunek tłumienności do NEXT).

Odpowiednie urządzenia stosuje się przy analizowaniu sieci gigabitowych i full-duplexowych 10/100 Gb wykorzystujących kable miedziane. Dzięki niektórym urządzeniom można analizować sieci bezprzewodowe 802.11a/b/g WLAN, wykrywać switche, dostępne i aktywne interfejsy, a także nazwy SNMP, IP, MAC i aktywne porty. Jest również możliwe sprawdzenie połączeń pod kątem prędkości.

Bardzo często wykorzystuje się mierniki wydajności sieci Ethernet zarówno w zakresie portów RJ45 jak i optycznych. Mierzy się przepustowość, wydajność bufora, utracone ramki, a także opóźnienie. Jest przy tym możliwie generowanie ruchów z przechwytywaniem i detekcją błędów łącznie z pomiarem BER i IPDV. Ruch jest poddany filtrowaniu przy uwzględnieniu zagnieżdżenia VLANów (QinQ) i znaczników MPLS. Przydatne rozwiązanie stanowi funkcja wykonywania szybkich pomiarów opóźnień i przepustowości. Wykonuje się przy tym test ping i generowania ruchem z dwoma jednocześnie testowanymi adresami IP. Niektóre urządzenia umożliwiają przeprowadzenie automatycznego testu wydajnościowego realizowanego zgodnie z metodologią ITU-T Y, która pozwala na weryfikowanie parametrów jakościowych SLA (Service-Level Agreement) w jednym teście.

Wiele analizatorów wykonuje test wydajności usług poprzez sprawdzenie czasu odpowiedzi wybranych usług sieciowych DNS/POP3/SMTP/WWW. Ważne jest przy tym sprawdzenie i diagnozowanie PPPoE, odczytywanie SNMP oraz przeprowadzanie, przechwytywanie i analizowanie ruchu sieciowego.

Na przykład tester przepływności RP-BM002 firmy Repotec mierzy parametry transmisyjne sieci LAN i WAN. Jest on wyposażony w wejście i wyjście Ethernet (RJ45) z możliwością podłączenia w dowolnie wybranym punkcie sieci na zasadzie przelotu „wejście-wyjście”, np. między routerem a switchem lub między kartą sieciową a portem koncentratora. Porty RJ45 automatycznie rozpoznają prędkość 10/100 Mbps oraz Link/Uplink (Auto MIDX). Przyrząd mierzy prędkość transmisji w czasie rzeczywistym dla kierunku nadawania (tzw. upstream) oraz w kierunku odbioru (tzw. downstream), a po 10 cyklach pomiarowych oblicza i wyświetla wartość szczytową pomiaru (peak value) i wartość średnią pomiaru (average value). Analizie można poddać sumaryczną liczbę błędnych ramek (zbyt długie – long frame lub zbyt krótkie – short frame), a także sumaryczną liczbę kolizji w danym segmencie i liczbę ramek rozgłoszeniowych (broadcast frames).

Miernik mocy InGaAs (OPM-UP30A) ma detektor InGaAs 0,3 mm. Mierzone są moce od –70 dBm do +3 dBm, a wynik jest wyświetlany w mW lub dBm. Całkowita niepewność pomiaru to 0,2 dB (5%) przy rozdzielczości 0,01 dB. Kalibracja jest wykonana na długościach: 850, 980, 1300, 1310, 1490, 1550 i 1625 nm. Użytkownik może wykonać kalibrację samodzielnie. Do połączenia z siecią służą wymienne adaptery FC, SC, LC (opcjonalnie), a także adaptery i patchcordy hybrydowe do standardu ST. Zerowanie wskazań pozwala na wykonanie pomiarów mocy względnej i szybką kalkulację tłumienia.

Podsumowanie

W nowoczesnych przyrządach pomiarowych stawia się na bezprzewodowe technologie wymiany danych z komputerem, przy czym przesył informacji może być również realizowany z innymi przyrządami pomiarowymi. Z reguły przyrządy pomiarowe wykorzystują specjalne moduły pomiarowe. Jest możliwe tworzenie kompleksowych łańcuchów pomiarowych pozwalających na wyodrębnienie sporadycznych zdarzeń lub rejestrowanie zmian w sygnałach. Przyrządy można łączyć w bezprzewodowe systemy pomiarowe poszerzając łańcuchy pomiarowe. Coraz częściej do współpracy wykorzystuje się urządzenia mobilne z systemem Android. Użyteczną funkcją jest możliwość prowadzenia rozmów wideo między członkami zespołu pomiarowego.Nowoczesne przyrządy pomiarowe mają również ekrany dotykowe. Stawia się przy tym na coraz większe rozdzielczości, gwarantujące czytelny interfejs obsługi przy dużej odporności na działanie czynników atmosferycznych. 

*Tabele porównawcze znajdują się w wersji drukowanej i PDF czasopisma Automatyka 

źródło: Automatyka 5/2017