Erstellung eines Systems zur Generierung von Messreports und Kalibrierzertifikaten E-Book

Sven Schaumann

• Herausgeber: GRIN Verlag
• Sprache: Deutsch

Veröffentlichungsjahr: 2007

Beschreibung

Diplomarbeit aus dem Jahr 2004 im Fachbereich Elektrotechnik, Note: 1,4, Duale Hochschule Baden-Württemberg, Stuttgart, früher: Berufsakademie Stuttgart, Sprache: Deutsch, Abstract: Bei der Abteilung „Photonic Measurement Division“ von Agilent Technologies gibt es eine spezielle Unterabteilung namens „Metrology Laboratory“, die sich unter anderem mit der Kalibrierung und Vermessung von optischen Leistungsmessgeräten beschäftigt. Diese Diplomarbeit behandelt die Entwicklung eines Programmes, sowie die Definition des benötigten Umfeldes, zur Erzeugung von Meßreports und Kalibrierzertifikaten. Dabei werden die speziellen Meßdaten eines sogenannten optischen „Heads“ von der Software eingelesen, interpretiert, ausgewertet und aufbereitet. Die erhaltenen tabellarischen und graphischen Ergebnisse übermittelt das Programm in einen Meßreport, um sie für den Auftraggeber zu dokumentieren. Es wurde ein optimales, benutzerfreundliches System, zur automatischen und Parameter gesteuerten Verwirklichung des erwähnten Vorhabens erschaffen. At the department “Photonic Measurement Division” of Agilent Technologies there is a special subsection called “Metrology Laboratory”, which deals, among other things, with the calibration and measurement of optical power measuring instruments. This diploma thesis treats with the development of a program, as well as the definition of the necessary surrounding field, for the generation of measurement reports and calibration certificates. Therefore the special measuring data of a so-called optical "Head" are read in, interpreted, evaluated and prepared by the software. The program conveys the obtained tabular and graphic results into a measuring report, in order to document it for the client. An optimal, parameter-controlled and user friendly system for the mentioned project was created.

Leseprobe

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Übersicht

Bei der Abteilung „Photonic Measurement Division“ von Agilent Technologies gibt es eine spezielle Unterabteilung namens „Metrology Laboratory“, die sich unter anderem mit der Kalibrierung und Vermessung von optischen Leistungsmessgeräten beschäftigt. Diese Diplomarbeit behandelt die Entwicklung eines Programmes, sowie die Definition des benötigten Umfeldes, zur Erzeugung von Meßreports und Kalibrierzertifikaten. Dabei werden die speziellen Meßdaten eines sogenannten optischen „Heads“ von der Software eingelesen, interpretiert, ausgewertet und aufbereitet. Die erhaltenen tabellarischen und graphischen Ergebnisse übermittelt das Programm in einen Meßreport, um sie für den Auftraggeber zu dokumentieren. Es wurde ein optimales, benutzerfreundliches System, zur automatischen und Parameter gesteuerten Verwirklichung des erwähnten Vorhabens erschaffen.

Abstract

At the department “Photonic Measurement Division” of Agilent Technologies there is a special subsection called “Metrology Laboratory”, which deals, among other things, with the calibration and measurement of optical power measuring instruments. This diploma thesis treats with the development of a program, as well as the definition of the necessary surrounding field, for the generation of measurement reports and calibration certificates. Therefore the special measuring data of a so-called optical "Head" are read in, interpreted, evaluated and prepared by the software. The program conveys the obtained tabular and graphic results into a measuring report, in order to document it for the client. An optimal, parameter-controlled and user friendly system for the mentioned project was created.

Inhaltsverzeichnis

1. Abbildungsverzeichnis

2. Tabellenverzeichnis

3. Abkürzungsverzeichnis und Begriffserklärungen

4. Einführung

4.1 Die Abteilung und das Metrologielabor

4.2 Hintergrund und Zusammenhänge der Diplomarbeit

4.3 Aufgabe und Zielstellung

5. Grundlagen

5.1 Die optischen Sensorköpfe

5.1.1 Head-Typen für diese Diplomarbeit

5.2 Messungen

5.2.1 Spektrale Responsivität

5.2.2 Homogenität

5.2.3 Linearität

5.2.3.1 „open beam“-Messung

5.2.3.2 „self-calibrating“-Messung

5.2.3.3 „high power“-Messung

5.3 Standardisierung von Messgeräten

5.4 Richtlinien zur Zertifikaterstellung

6. Software

6.1 Analyse und Definition des Umfeldes

6.1.1 Festlegung der Programme

6.1.1.1 Agilent VEE - Grundlagen

6.1.1.2 ActiveX

6.1.2 Definition der Eingabeschnittstellen

6.1.2.1 Festlegung von einheitlichen Dateinamen

6.1.2.2 Dateiformate der Homogenitätsmessungen

6.1.2.3 Dateiformate der Responsivitätsmessungen

6.1.2.4 Dateiformate der Linearitätsmessungen

6.1.3 Definition der Ausgabeschnittstellen

6.1.3.1 Excel-Template

6.1.3.2 Word-Templates

6.2 Entwicklung des Programmes

6.2.1 Das erste Konzept

6.2.2 Anpassungen für das Hauptprogramm

6.2.2.1 Das Standard-Format

6.2.2.2 Programm zur Umkonvertierung von „open beam“-Files

6.2.2.3 Programm zur Umkonvertierung von „self-calibrating“-Files

6.2.2.4 Programm zur Umkonvertierung von „high power“-Files

6.2.3 Das Hauptprogramm

6.2.3.1 Initialisierung der benötigten Größen

6.2.3.2 Benutzereingaben

6.2.3.3 Verarbeiten der „open beam“-Daten

6.2.3.4 Verarbeiten der „self-calibrating“-Daten

6.2.3.5 Verarbeiten der „high power“-Daten

6.2.3.6 Verarbeiten der Responsivitäts-Daten

6.2.3.7 Verarbeiten der Homogenitäts-Daten

6.2.3.8 Übertragung der Daten von Excel nach Word

6.3 Test und Nachbetrachtung

6.3.1 Test der Software

6.3.2 Umsetzung der Anforderungen

7. Zusammenfassung

8. Anhang

8.1 Beispiel eines Kalibrierzertifikates

8.2 Ansicht der Benutzeroberfläche

9. Literaturverzeichnis

10. Danksagung

1. Abbildungsverzeichnis

Abbildung 4.1: Ablaufskizze zur Erzeugung eines Kalibrierzertifikates

Abbildung 5.1: Bild eines optischen Sensorkopfes [Foto: Agilent Technologies]

Abbildung 5.2: Struktur eines „alten“ optischen Sensorkopfes

Abbildung 5.3: Meßaufbau der Responsivitätsmessung

Abbildung 5.4: Relative spektrale Responsivität für unterschiedliche Halbleiter

Abbildung 5.5: Meßaufbau der Homogenitätsmessung

Abbildung 5.6: Graphische Darstellung der Homogenitätsmessung

Abbildung 5.7: Meßaufbau der Linearitätsmessung „open beam“

Abbildung 5.8: Darstellung der unterschiedlichen Nichtlinearitäts-Typen

Abbildung 5.9: Meßaufbau der Linearitätsmessung „self-calibrating“

Abbildung 5.10: Prinzip der Leistungsveränderung

Abbildung 5.11: Meßaufbau der Linearitätsmessung „high power“

Abbildung 5.12: Hierarchie der Standardisierung

Abbildung 6.1: Elemente von VEE (Teil 1)

Abbildung 6.2: Elemente von VEE (Teil 2)

Abbildung 6.3: Abbildung eines Datenrecord

Abbildung 6.4: Aufteilung der Messwerte in das quadratische Feld

Abbildung 6.5: Komplexität des „VER“-Files

Abbildung 6.6: Beispiel für Vorgehen zur Datenumwandlung

Abbildung 6.7: Daten in einem „COR0“- oder „COR1“-File

Abbildung 6.8: Record eines „VER“-Files

Abbildung 6.9: Inhalt einer „open beam“-Datei

Abbildung 6.10: Inhalt einer „self-calibrating“-Datei

Abbildung 6.11: Inhalt einer „high power“-Datei

Abbildung 6.12: Leeres Sheet im Excel-Template

Abbildung 6.13: Gefülltes Sheet im Excel-Template

Abbildung 6.14: Markierungen in den Word-Templates

Abbildung 6.15: Gesamtkonzept des Programmes

Abbildung 6.16: Inhalt eines Standard-Files

Abbildung 6.17: Optionen im Umwandlungsprogramm „standard_0850.vee“

Abbildung 6.18: Modularer Aufbau des Programmes „standard_1300_1550.vee“

Abbildung 6.19: Programmablauf zum Einlesen und Verarbeiten der Daten

Abbildung 6.20: Verlauf des Hauptprogrammes

Abbildung 6.21: Verlauf der „open beam“-Datenverarbeitung

Abbildung 6.22: Anzeige von Daten und Kurven als Zwischenschritt

Abbildung 6.23: Übertragen der Daten mit ActiveX

Abbildung 6.24: Verlauf der Responsivitäts-Datenverarbeitung

Abbildung 6.25: Anordnung der Werte nach der Auswertung

Abbildung 6.26: Weiterverarbeitung und Übertragung der Responsivitäts-Daten

Abbildung 6.27: Auswahl der normalen Templates

Abbildung 6.28: Modulare Aufteilung durch Funktionen

Abbildung 6.29: Inhalt einer Funktion

Abbildung 6.30: Umsetzung des Datentransportes

Abbildung 6.31: Spezielle Kennzeichnung

Abbildung 6.32: Wirkung einer Umstrukturierung

2. Tabellenverzeichnis

Tabelle 5.1: Verwendete Head-Typen und zugehörige Messungen

Tabelle 6.1: Konvention der Dateinamen

Tabelle 6.2: Zusammenstellung der abschließenden Testergebnisse

3. Abkürzungsverzeichnis und Begriffserklärungen

4. Einführung

4.1 Die Abteilung und das Metrologielabor

Diese Diplomarbeit wurde im Metrologielabor der Photonic Measurement Division (PMD) bei Agilent Technologies geschrieben. Die Abteilung PMD beschäftigt sich mit der Entwicklung und Betreuung von optischen Messgeräten. Die Produktpalette umfaßt unter anderem:

 Optische Abschwächer, optische Schalter

 Laser mit festen bzw. verstellbaren Wellenlängen (TLS)

 Optische Leistungsmessgeräte

 Polarisationskontroller

 Meßsysteme zur Erfassung von Polarisationsabhängigkeiten, Gruppenlaufzeiten, Dämpfungen und Rückflußdämpfungen

 Testsysteme für optische Verstärker

Das Metrologielabor nimmt in dieser Abteilung eine besondere Stellung ein und hat den Fokus unter anderem auf folgenden Kompetenzen:

 Definition und Entwicklung von Tests, Bedingungen und Spezifikationen für Messgeräte

 Unsicherheitsanalysen von Spezifikationen

 Kalibrierung von optischen Leistungsmessgeräten

4.2 Hintergrund und Zusammenhänge der Diplomarbeit

Die Kalibrierung von optischen Sensorköpfen, den sogenannten „Heads“, und die Auswertung der erhaltenen Meßdaten bildete die Grundlage dieses Projektes. Die Neueinstellung ist so genau, dass die Kunden ihre Geräte danach selbst als Referenz nutzen können. Es gibt grundsätzlich zwei verschiedene Arten der Kalibrierung, die im weiteren Verlauf noch näher beleuchtet und an dieser Stelle nur kurz genannt werden sollen, um den Zusammenhang zu verdeutlichen. Einerseits gibt es die „Neu“-Kalibrierung (C01), bei der man neue, firmeneigene Sensorköpfe nach bestimmten nationalen und internationalen Normen selektiert, vermißt und einstellt. Zum anderen gibt es die „Re“-Kalibrierung (C02), die in periodischen Abständen erfolgen sollte. Hierbei werden Heads, die sich bereits in Benutzung befanden, auf die gleiche Weise wie bei der Neukalibrierung, hinsichtlich ihrer momentanen Genauigkeit vermessen. Daraufhin kann bei bestimmten Fehlern und Messungen eine Neueinstellung vorgenommen werden, ansonsten erfolgt eine Bewertung anhand von fest vorgegebenen Testgrenzen. Beide Prozesse bezeichnet man auch mit den Abkürzungen C01 und C02. Die erhaltenen Meßdaten werden im folgenden sowohl graphisch als auch tabellarisch aufbereitet und in einem sogenannten Kalibrierzertifikat zusammengefasst. Dieses Dokument wird dem internen bzw. externen Kunden, zusätzlich zu dem eingestellten Gerät, übermittelt, um den abgelaufenen Prozess und die erhaltenen Daten zu dokumentieren.

Das grob vereinfachte Prinzip dieses Vorgangs ist in Abbildung 4.1 erkennbar.

Abbildung 4.1: Ablaufskizze zur Erzeugung eines Kalibrierzertifikates

Die Namen der Messungen sind hier nur der Vollständigkeit halber angeführt, sollen aber erst später im Zusammenhang mit den zugehörigen Meßplätzen näher erläutert werden.

4.3 Aufgabe und Zielstellung