Вопросы СИ АВАК (специальные исследования в области акустики и вибраций) - Форум по вопросам информационной безопасности

Для СВЧ, Тех ЗИ.
От Чака что то письма нет, наверное сильно занят или материалы не нашлись.
Можете мне "на пальцах" объяснить как рассчитать (ориентировочно) предельную чувствительность измерительного тракта по вибрации для варианта применения зарядовых преобразователей и усилителей заряда.
Для ICP вибропреобразователей в принципе понятно. Излагаю своё видение. В документации на датчик приводится:
1. Уровень шума, СКЗ (в рабочем диапазоне) в g или мс-2, который определяет предельно регистрируемый уровень виброускорения "по шумам" . Можно ещё к СКЗ добавить 6Дб ( х 2 раза) для превышения сигнала над шумом. Также чувствительность по шумам можно привести к конкретной спектральной полосе (полученное значение делить на корень из полосы ) для случая октавного, долеоктавного или узкополосного анализа.
2. Осевая чувствительность в мВ/g (1g примерно =10мс-2).
Если СКЗ разделить на осевую чувствительност, то получим требования к электрической части измерительного тракта (чувствительности по входу шумомера или анализатора спектра).
Например для АР98-100 получается:
1. Предельная чувствительность (без учёта 6 дБ превышения над шумами):
- 0,002 мс-2 или 0,0002g = 66дБ (относительно орогового уровня 1х10-6мс-2) для всего рабочего диапазона (1Гц-10кГц);
- 66дБ-40дБ (корень из полосы 10кГц) =26дБ для узкополосного анализа с полосой 1Гц.
2. Требуемая чувствительность по шумам электрического тракта измерителя (без учёта 6 дБ превышения над шумами):
- 0,002мс-2 (0,0002g) умножить на чувствительность 10мВ/мс-2 (100g) = 0,02мВ (200мкВ) во всей полосе;
- 0,00002мс-2 х 10мВ/мс-2 = 0,0002мВ (200 мкВ) в полосе 1Гц.
Насколько верны мои рассуждения?

А вот с зарядовыми акселерометрами и усилителями заряда я не въезжаю. В исходных данных приводятся:
- для вибропреобразователя:
осевая чувствительность (пКл/g);
частотный диапазон.
- для усилителей заряда:
чувствительность (мВ/пКл);
диапазон входного заряда (пКл);
частотный диапазон;
шумы (пКл/пФ) [что такое пФ?].
Как прикинуть:
- предельную чувствительность (по шумам) вибропреобразователя с усилителем заряда;
- требования по чувствительности электрического тракта анализатора (шумомера).
Если можно, на примере продукции Глобал-Тест: зарядовый вибропреобразователь АР57 http://www.globaltest.ru/page/vpo_obsh_ap57 + усилитель заряда АР5000 http://www.globaltest.ru/page/us_zar_ap5000
Спасибо!

Спасибо, коллеги, что помогли немного разобраться с комплексами оценки защищенности по акустике. Выходит, что комплексы «Шепот», «Шепот-Т» (на базе «Тритона») оказываются малопригодным для проведения оценок защищенности ВП и ЗП из-за низкой чувствительности по вибрационному каналу (а «Шепот-Т» и по акустическому). При проведении измерений вместо уровней фона меряем собственные шумы. Посмотрел на параметры комплексов «Спрут-6, -7» с тех же позиций. Там по диапазону измеряемых виброускорений нижнее значение то же самое – 10 в минус 2 (метр к секунде в квадрате), то есть 80 дБ. Напрашиваются выводы, что в «нашем королевстве» серьезные проблемы: а) брендовые комплексы с казалось бы устоявшейся положительной репутацией не могут выполнять функции по основному назначению; б) информационные источники известных компаний предоставляют, зачастую, неточные или искаженные сведения о своей технике.
Так что же делать, чем же мерить?

Вот не знаю как со "Спрутом", я его на "минимум" не юзал. А "Шёпот" нормально измеряет виброускорения, начиная с уровней порядка 30 дБ (в октавных полосах). "Тритон" не хуже, у него собственные шумы ниже. Вот не обратили внимание в своё время на цифры в сертификате - что ж, исправимся.
Я на объектах работал этой техникой много лет, проблемы были один раз - на президентском комплексе в Питере. Так на фундаментах уровни виброускорения падали до 17 дБ. Смелили акселерометр, только и всего. Вообще, принципиально, ICP системы всегда "шумнее" зарядовых. Именно поэтому в "Шёпот-Т" водится целая линейка акселерометров. Если кто-то желает измерять весьма низкие уровни - пожалуйста :-))
А с чего это Вы сделали вывод, что "Шёпот-Т" малопригоден для измерений уровней звукового давления? 35 дБ Вам много? Напомню, что по нормам СНиП уровень звукового давления в изоляторе больницы нормируется 42 дБ. Вы полагаете, что где-то в коридоре или в офисном помещении будет меньше? Сильно сомневаюсь. Но если именно у Вас такие задачи, то достаточно приобрести "Шорох-Т" с микрофоном и предусилителем G.R.A.S. и пожалуйста, порядка 20 дб Вам обеспечен минимум. Но это будет дороже...
Чак

Для Kosta :
Коллега, просимый расчёт чувствительности акселерометров разных систем я Вам выслал. Надеюсь, Вам всё будет понятно ;-))
Если что - пишите :-)
Чак

Для Kosta :
К сожалению отправленное Вам письмо "откатило" обратно. С адресом всё правильно?
Чак

Чак проверю вечером, сейчас на рабочем месте нет доступа на почтовый сервер. Результаты проверки сообщу (или другое мыло). Спасибо.

Всем хороших выходных!
Для Kosta :
Бросил второй раз, в ответ на пробное мыло ;-)
Чак

To IGOR
Уважаемый коллега, не все так плохо в "королевстве". В Шепоте и в Спруте (не путать со Спрутом-мини) использованы классные современные шумомеры Larson&Davis и SVAN соответственно. Они автоматически правильно устанавливают нулевые уровни и меряют правильно. К чести производителей они и чувствительность довели до пригодных значений выбором первичных электроакустических преобразователей. Но надо ж было и по поводу метрологических сертификатов позаботиться. Почему-то не позаботились... Это вопрос к ним.
В хорошей работе обоих комплексов мне довелось убедиться лично. С Шепотом я работал очень давно и не знаю современного состояния. Со Спрутом имел дело совсем недавно - там все ОК. Но там есть проблемы с сертификатами. НЕЛК что-то намудрил с сертификациями комплекса и программного обеспечения к нему. Надо при покупке очень внимательно читать сертификаты и сверять номера защитных знаков и названия в документах. В комплексе, поставленном в МВД, который удалось использовать мне, сертификат на ПО не "бил" с названием ПО в формуляре и защитный знак был наклеен на формуляр ПО не с тем названием, что укзано в сертификате. В общем намудрил производитель. Видимо экономил: сертифицировал не серийное производство, а партию. И в номерах и в названиях сам запутался. Ну это предмет для разбирательства испытательной лаборатории, которая должна выполнять инспекционный контроль и контроль маркирования. Главное, если решите покупать, внимательно все принять по спискам, номерам и комплектности.
Есть правда одна проблема в применении таких комплексов, отчего лично я являюсь ярым противником применения автоматизированных комплексов для контроля в принципе и своим измерителям никогда ничего подобного, наверное, не куплю. Проблема автоматизации измерений. Состоит она в том, что сама методика измерений (выбор, какое значение все-таки взять) дает волю субъективизму измерителя (надеюсь, Вы понимаете, о чем я). В этой ситуации трудно очень решить задачу формализации процесса принятия решения измерителем, какое же значение в течение времени наблюдения принять за результат измерения. А без формализации этого элемента методики, как верить тому, что комплекс намерил? Я Вам советую прежде, чем покупать комплекс, помучить производителя вопросом, как у них формализован этот важнейший элемент? Если убедят - берите смело. В противном случае - бегите от них, т.к. непонятно, а в чем же автоматизация?! Может лучше купить просто шумомер SVAN 959 или тот же L&D 824 (если деньги есть) и снимать показания самостоятельно, а расчет производить в Excell'е?

Теперь по поводу расчета чувствительности измерительного тракта.
Если используются сертифицированные средства измерений зарегистрированного типа, то в них просто должен быть указан динамический диапазон измеряемых значений с рекомендуемыми электроакустическими преобразователями и усилителями.
Если используете нестандартное оборудование, то там несколько сложнее. Например, Вы используете зарядовый датчик (чувствительность указана в пКл/мс-2), усилитель заряда (чувствительность указана в мВ/пКл), и селективный микровольтметр (чувствительность указана в мкВ). Вы должны провести расчет от входа вольтметра ко входу преобразователя. Грубый прикид выглядит так. Вначале Вы выбираете значение собственных шумов по напряжению (чувствительность по шуму) из паспорта на микровольтметр (не забыть перевести в мВ). Затем делите его на чувствительность по заряду ус.заряда из технических характеристик ус.заряда, получаете чувствительность в заряде. Затем полученное значение в пКл делите на чувствительность зарядового датчика в пКл/мс-2, получаете чувствительность по ускорению в мс-2 в полосе 1 Гц. Чтобы получить минимальное измеряемое значение в октавной полосе, надо полученное значение умножить на ширину полосы в Гц. Потом по известной формуле перевести полученное значение ускорения в дБ, отн. 1Е-6 мс-2. По акустике гораздо проще. Там большинство микрофонов калибруется совместно с усилителями, и выдается общая чувствительность мкф+усилитель в мВ/Па. Как правило, именно эта характеристика дается в паспортах и поверительных свидетельствах. Здесь надо чувствительность по шуму из паспорта на микровольтметр поделить на чувствительность по зв.давлению (мВ/Па), получаете чувствительность в Па в полосе 1 Гц. Чтобы получить минимальное измеряемое значение в октавной полосе, надо полученное значение умножить на ширину полосы в Гц. Потом по известной формуле перевести полученное значение зв.давления в дБ, отн. 2Е-5 Па. Точно так же надо считать и для акселерометров, которые калиброваны в мВ/мс-2. Только при переводе в дБ надо считать отн. 1Е-6 мс-2.

Для СВЧ:
Коллега, вы пишите;"Есть правда одна проблема в применении таких комплексов, отчего лично я являюсь ярым противником применения автоматизированных комплексов для контроля в принципе и своим измерителям никогда ничего подобного, наверное, не куплю. Проблема автоматизации измерений. Состоит она в том, что сама методика измерений (выбор, какое значение все-таки взять) дает волю субъективизму измерителя (надеюсь, Вы понимаете, о чем я)".
Я, например, не понял о каком субъективизме вы говорите. В "Шепоте", который является полным автоматом (нажал кнопку "выполнить" и все измерения и расчеты выполнены") места субъективизму нет. В Шепоте программно определено на каких этапах брать средние значения уровня звукового давления, и на каких минимальные. В Спруте ошибка оператора возможна, т.к. это не автоматический комплекс, а автоматизированный. Кстати, проводили сравнительную оценку Шепота и Спрута -7А путем одновременного проведения измерений в одних и тех точка. Ошибка была в третьей значащей цифре. Иногда во второй (разница на 1...2 значения). Вывод: У Спрута интерфейс конечно красивее (приятнее глазу), а все остальное (скорость, удобство и пр.) лучше у Шепота. И еще один важный момент: у Спрута перед началом работы не смогли провести операцию калибровки - в составе комплекса не оказалось калибратора. Позвонили на фирму НЕЛК и там ответили, что операция калибровки у них не предусмотрена. Вот такие дела.
Слышал, что у Шепота -Т будут работать сразу два шумомера одновременно, а это позволит сократить время на измерения, проводить калибровку двух микрофонов (а не одного как у простого Шепота), а самое главное, что измерения тестового сигнала и сигнала за ОК будет проводиться в условиях одного и того же акустического излучения, что без сомнения повысит точность измерений. Одним словом поживем, посмотрим что будет дальше.