История измерений

История развитя контрольно-измерительных приборов

Предпосылками для развития отрасли, выпускающей контрольно-измерительные приборы (КИП), были некоторые изобретения известных учёных в области измерительных приборов и деятельность ряда предпринимателей по практической реализации данных изобретений, к которым можно отнести следующие исторические факты:

  • итальянский физик Александро Вольта [1745-1827] в 1800 г. изобрёл т.н. "Вольтов столб" - первый источник постоянного тока и ряд электрических приборов (электрофор, электрометр, электроскоп и др.)
  • немецкий физик Генрих Рудольф Герц (Херц) [1857-1894] в 1888 г. изобрел т.н. "Вибратор Герца";
  • английский физик Оливер Джозеф Лодж [1851-1940] в конце прошлого века построил индикатор на основе когеррера;
  • французский инженер и предприниматель Э. Дюкрете [1844-1915] на рубеже веков был владельцем в Париже одной из крупнейших в то время в мире мастерской по изготовлению научных приборов.

По существу, первый контрольно-измерительный прибор был прелюдно продемонстрирован в 1897 г. в Страссбургском университете Карлом Фердинандом Брауном - на экране ЭЛТ демонстрировались изменяющиеся во времени процессы.
Перечень основных фирм-изготовителей измерительных приборов и всевозможных устройств контроля начала XX века: - "АКЦ. ОБЩ. РУСС. ЭЛЕКТР. ЗАВ. СИМЕНСЪ и ГАЛЬСКЕ" (Санкт-Петербург): реостаты;
"Мастерская Е. Колбасьева" (Кронштадт): всевозможные вибраторы;
"Atelie Carpentier. Ing. Const. Paris" (Париж): конденсаторы и реостаты;
"AYRTON & PERRY'S" (Венстминстер): амперметры;
"C.WOLFRAMM" (Санкт-Петербург): гальванометры;
"E. DUCRETET A PARIS" (Париж): батареи Лейденских банок, потенциометры и реостаты, конденсаторы, прерыватели и разрядники, резонаторы;
"Gesellschaft furdrahtlosse Telegrafie m.b.h." (Берлин): жезловые волномеры;
"HARTMANN & BRAUN A." (Франкфурт): амперметры и гальванометры;
"J. WILH. ALBERT" (Франкфурт): разрядники;
"Marconi" (Лондон, Англия): магнитные детекторы Маркони;
"SIEMENS & HALSKE" (Германия): гальванометры;
"The Cambridge Scientific Instrument Co, Ltd." (Кембридж): гальванометры;
"W. PAUL. LONDON" (Лондон): микроамперметры;
"WESTON ELECTRICAL INCTRUMENT Co." (Нью-Йорк): вольтметры.


Фото. Катодно-лучевой осциллограф фирмы "General Radio Co.", 1931 г.

После того, как данный генератор ими был продемонстрирован в том же году на конференции Западного побережья, организованной Институтом радиоинженеров (ИРИ), эти два конструктора получили письмо из студии Уолта Диснея, с предложением создать генератор, перекрывающий несколько другой диапазон частот. Диснею это нужно было для его музыкальной экстравагантной мультипликации под названием "Фантазия", при этом предусматривался новый метод записи звука на плёнке с целью получения стереофонического звучания. Метод предусматривал использование трёх звуковых дорожек со сжатием амплитуды, для того чтобы они уместились на плёнке, и четвёртой дорожки для декомпрессии. Имея заказ на восемь генераторов, Хьюлетт и Паккард 1 января 1939 г. основали свою приборостроительную компанию "Хьюлетт-Паккард" и создали генератор - "Модель 200В". Уильям Р. Хьюлетт за свою жизнь получил 13 почётных учёных степеней и много специальных наград (в т.ч. в 1985 г. "Национальную медаль науки" - высшую научную награду США). Огромная роль контрольно-измерительных приборов была и в годы Второй мировой войны. Так например, создание американской фирмой "General Electric Co." специальных флюксметров позволило уберечь многие корабли от магнитных мин и защитить свои гавани от проникновения в них вражеских кораблей. В СССР во второй половине 30-х - начале 40-х годов наиболее широко применялась следующая контрольно-измерительная аппаратура:

1. Генераторы :

  • генератор высокой частоты типа ГС-3: 0,075 - 20 МГц;
  • генератор-стандарт сигналов типа ГСС-1 (-2, -3): 0,1 - 20 МГц;
  • генератор ультравысоких частот ГСУ-4: 18 - 100 МГц;
  • звуковой генератор типа ГС-5 (для военной техники - ИРПА): 0,05 - 10 кГц (1,5 Вт);
  • звуковой генератор типа ЗГ-2: до 20 кГц (1,8 Вт).

2. Измерители и индикаторы :

  • вольтамперметр типа АВО-2: 0,2 - 1000 В, 0,2 мА - 1 А, до 500 кОм; -
  • вольтмиллиамперметр типа 5МП: 30 - 300 мА, 3 - 30 В;
  • катодный вольтметр типа ВКС-7: переменные напряжения в диапазоне частот 30 Гц - 100 МГц, пять пределов измерений (1,5, 5, 15, 50, 150 В), входное сопротивление не менее 4 МОм, входная емкость 7 пФ;
  • карманный омметр типа ОК-1 (МОК-2): до 20 кОм (по постоянному току); -
  • измеритель выхода приёмников типа ИВ-3: 0,5 - 300 В;
  • измеритель ёмкости типа ГБЕ-2: 2 - 2000 пФ (на частоте 500 кГц);
  • измеритель модуляции типа ИМ-6: 10 - 100 % (до 30 МГц);
  • измеритель нелинейных искажений типа КМ-4: 0,5 - 50 % (0,1 - 6 кГц); - измеритель частоты типа ИЧ-1: 0,01 - 10 кГц (0,5 В);
  • латунно-магнетитовый стержень-пробник: для проверки настройки контуров и определения знака резонанса;
  • неоновые лампочки типа: МH-3 (ФH-2) - с напряжением зажигания 45 - 60 В и СH-1 - 220 В:
  • прибор для измерения ёмкостей, индуктивностей и активных сопротивлений типа УМ-1: до 100 мкФ, до 100 Гн, до 1 МОм (1 кГц); -
  • термомиллиамперметр типа Т41 (Т51): до 500 мА (в антенне передатчика).

3. Калибраторы, гетеродинные волномеры :

  • гетеродинный волномер типа ПГВ-1 (ПГВ-2): 1 - 20 МГц (опорные точки с дискретностью через 100 кГц);
  • гетеродинный волномер типа 2ГВД: 1,3 - 30 МГц;
  • гетеродинный волномер типа 2ГВК: 71,5 - 1120 кГц;
  • кварцевый калибратор (опорный гетеродин) типа А-1 [мод. 1941 г.]: 1, 2, 2,5, 3 - 6 МГц (через 1 МГц), 17,5 - 42,5 МГц (через 2,5 МГц);
  • кварцевый калибратор типа КК-1 (КК-2, КК-3): 0,1-10 МГц (с кратностью 100 кГц), 10 - 20 МГц (с кратностью 1 МГц).

4. Испытатель ламп типа ИЛ-8 (для военной техники - ИПР-3): проверка параметров основных типов приёмных и мелких генераторных ламп путём измерения токов в отдельных цепях.


Фото. Генератор НЧ с резистивной настройкой (мод. 200А), 1938 г.

Как видно из вышеизложенного, становление отрасли по выпуску контрольно-измерительных приборов, в основном, происходило в первой половине XX века. Её же дальнейшее совершенствование и развитие началось после окончания Второй мировой войны - в связи с резким переходом радиотехнической промышленности на мирные "рельсы".