Устройство для распознавания динамических характеристик объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 667 А 1 51)5 6 06 К 9/ Г ОПИСАН АВТОРСКОМУ ЗОБ ТЕН ИДЕТЕЛ ЬСТВ 00 ОСУДАРСТВЕННЪИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЪТИПРИ ГКНТ СССР(71) Киевский политехнический институтим, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕ КТО О(57)Изобретение относится к автоматике ивычислительной технике и может быть.исИзобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике, в частности к методам неразрушающего контроля и распознавания технического состояния объектов (например, радиоизделий) при диагностировании по их динамическим характеристикам.Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет увеличения класса распознаваемых динамических характеристик объектов.На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 - структурная схема блока измерения.Устройство для распознавания динамических характеристик объектов содержит блок управления 1, выход которого соединен с управляющими входами аналогового коммутатора 2, управляемого источника 3 питания и ключа 4, информационный вход которого соединен с выходом управляемого пользовано для распознавания технического состояния объектов при диагностироеании их состояния по динамическим характеристикам. Цель изобретения - расширение области применения за счет увеличения класса распознаваемых объектов путем обеспечения возможности получения реальных динамических характеристик объектов, Устройство содержит блок управления, управляемый источник питания, ключ, измерительный блок, генератор, аналоговый коммутатор, блок сопряжения, аналогоцифровой преобразователь, блок задания решающего правила и контроллер. Цель достигается введением управляемого источника питания, ключа, измерительного блока, аналогового коммутатора и контроллера. 2 ил. источника 3 питания, выход ключа 4 подключен к первому входу блока 5 измерения, второй вход которого подключен к генератору 6, а первый выход - к входу блока 7 сопряжения, а второй выход - к информационному входу аналогового коммутатора 2. выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 8, выход которого соединен с информационным входом контроллера 9, выход блока 7 сопряжения соединен с входом блока 10 задания решающего правила, первая шина вход-выход которого соединена с блоком 1 управления, а вторая.шина вход-выход блока 10 поразрядно соединена с шиной вход-выход контроллера 9, выход которого является выходом устройства,Блок 5 измерения (фиг, 2) содержит последовательно соединенные измерительный мост 11, бэлансный модулятор 12 иусилитель 13, а также блок переключателей14, связанный с мостом 11 и усилителем 13.Автоматическая настройка устройствана данный обьект заключается в автоматическом выборе параметров необходимогоиспытательного воздействия, а также пара метров, используемых при решении классификационной задачи. Настройкаосуществляется до начала регистрации ди, намической характеристики объекта блоком, контроллера 9.Слово состояния органов настройки, блока 5 измерения на тип объекта представ ляет собой двоичное число, соответствую ,щее положению переключателей 14.Предполагается, что с помощью блока 5 измерения можно фиксировать динамическиехарактеристики объектов, например сопро, тивлений, в широком диапазоне их электри, ческих параметров. При этом каждомуноминалу сопротивления соответствуют па раметры испытательного воздействия от уп, равляемого источника 3 питания, а такжеопределенные значения параметров и признаков, определяющих распознаваемыеклассы при их классификации.Блок 7 сопряжения - репрограммируемое постоянное запоминающее устройство, (РПЗУ) - играет роль матричного шифрато, ра, преобразующего код, поступающий наего шину адреса, к сжатому виду,Блок 10 задания решающего правиласодержит РПЗУ, мультиплексор и демультиплексор. По шине адреса страниц от блока 7 устанавливается адрес страницы РПЗУ,на который записаны параметры команды, управления для блока 1 и решающее прави, ло конкретного типа диагностируемых изде лий для контроллера 9.Работа устройства рассматривается напримере его использования для исследования непроволочных резисторов по динамическим характеристикам,Исследуемый объект подключается кблоку 5 измерения, Блок 1 управления производитт пуск всего устройства.и обеспечивает его переключение в режимы"Настройка", Балансировка". "Измерение",Ключ 4 управляется с помощью сигнала, поступающего на его вход управленияпо шине иэ блока 1. При этом укаэаннаяшина представляет собой один из управляющих выходов блока 1. Этот сигнал открывает ключ 4 только в режимах"Балансировка" и "Измерение", Требуемый момент появления этого сигнала и егодлительность в режиме "Измерение" определяется программно блоком 1,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для точной балансировки измерительного моста 11 на него подается постоянное напряжение, выбранное из соотношения номинальных мощности и сопротивления исследуемого резистора О =0,1 Рн Кн (В), (1) При достижении равновесия четырехплечего моста 11 блока 5 по установленному значению магазина сопротивлений можно определить начальное сопротивление исследуемого резистора,В режиме "Измерение" на измерительный мост 11 от управляемого источника 3 питания через ключ 4 подается импульс постоянного напряжения или тока, обеспечивающего максимальную мощность нагрева током всех составных частей резистора без разрушающего действия. Величина этого напряжения рассчитывается по формуле О =2 ъК РВ (В), (2) где К - коэффициент перегрузки по мощности для обеспечения максимального джоулевого разогрева неразрушающей мощности;Вхо - исходное сопротивление наблюдаемого резистора с номинальной мощностью рассеивания Р.Передний фронт испытательного импул ьса обеспечивается при помощи ключа 4. Под влиянием этого импульса происходит динамический разогрев исследуемого резистора, вследствие чего изменяется его сопротивление и нарушается предварительно установленное магазином сопротивлений равновесие моста блока 5, На выходе блока 5 появляется напряжение рассогласования, представляющее собой медленно меняющееся во времени напряжение, которое и является динамической характеристикой резистора, характеризующей его техническое состояние.Длительность измерения динамических характеристик обеспечивается блоком 1.Управление модулятором 12 блока 5 производится от генератора 6. В случае, когда модулятор 12 находится в состоянии отпирания, на его выходе появляются импульсы, амплитуда которых пропорциональна сигналу рассогласования моста. Сигнал управления вырабатывается блоком 1 таким образом, что напряжение с выхода усилителя 13 блока 5 поступает на выход аналогового коммутатора 2 лишь во время подачи испытательного напряжения на мост 11 блока 5 при измерении динамическиххарактеристик. Во всех остальных случаях(в том числе и в режиме "Балансировка" ) на выходе блока 2 присутствует напряжение питания,При программировании РПЗУ блока 7 необходимо по каждому из возможных адресов, образуемых блоком 14, выход которого подключен к шине адреса РПЗУ, занести числа, соответствующие определенной странице блока 7,После включения устройства генератор 6 начинает работать в автоколебательном режиме, Переключатель 14 блока 5 "Настройка - балансировка - измерение" находится в положении "Настройка". При этом в РПЗУ блока 7 выбрана страница, соответствующая режиму "Настройка". Контроллер 9 работает под управлением программы, находящейся в его резидентной памяти.Блок 1 управления осуществляет запуск, синхронизацию и останов устройства,Контроллер 9 определяет период начала и конца регистрации, поступающей на него из блока 8 информации по ее содержанию, Так, в режимах "Настройка" и "Балансировка" блок 2 скоммутирован таким образом, что на его выходе находится напряжение питания.При этом на выходе АЦП 8 присутствует код, соответствующий напряжению питания. Контроллер 9 начинает регистрацию цифровых отсчетов сигнала. поступающих из блока 8 после изменения очередного поступившего числа с максимального значения (напряжение питания) до значения, близкого к нулевому (так как в начальный момент сигнал на выходе блока измерения близок к нулевому уровню), Это происходит после переключения блока 2. Конец режима "Измерение" контроллер 9 определяет по установлению на выходе блока 8 неизменяющегося кода, соответствующего напряжению питания. При этом с выхода блока 5 измерения через блок 2 в блок 8 поступает сигнал, представляющий собой динамическую характеристику объекта. Одновременно эта динамическая характеристика, преобразованная блоком 8 к цифровому виду, "запоминается" контроллером 9 (т,е. заносится в оперативное запоминающее устройство контроллера). После этого контроллер 9 с помощью шин управления, данных и адреса подключается к РПЗУ блока 10 задания решающего правила, выбирает из соответствующих ячеек установленной страницы значения параметров, используемых при классификации динамических характеристик, осуществляет решение классификационной задачи и выдает результат на выход устройства. После этого(3) Х 6 В, если 35 где А, В - классы диагностических характеристик (виды физических или технических 40 состояний изделий)тэ. - электрическая постоянная времени,с;тл с - длительность ложного старта (т.е,длительность участка характеристики от на чала отсчета до точки перехода через нульили изменения знака характеристик), с;Я - крутизна характеристики, мВ/с; Тэ.кр, Тл,с.кр, Якр - критические значения указанных величин.50 Алгоритм работы блока классификацииконтроллера 9 по принципу многократной дихотомии, реализующий правила (3), содержит процедуры поиска качественных признаков, а затем количественных параметров и признаков динамических характеристик. Результат классификации выдается через порты контроллера 9.Формула. изобретения Устройство для распознавания динамических характеристик объектов, содержаконтроллер 9 отключается от РПЗУ блока 10 и ждет поступления очередной команды по цепи блоков 1-2-8-9.Таким образом, полный цикл работы ус тройства состоит в следующем. В исходномсостоянии переключатель "Настройка - балансировка - измерение" находится в положении "Настройка", К блоку 5 измерения подключается диагностируемый объект. Ес ли перед этим исследовался объект с другимноминалом сопротивления (или другими параметрами), оператор производит повторную настройку блока 5 измерения.Контроллер 9 осуществляет классификацию 15 динамических характеристик.Распознавание динамических характеристик производится программным путем согласно определенному решающему правилу, хранящемуся в блоке 10 и соответст вующему конкретному типу объектадиагностирования.Например, в качестве решающего правила распознавания динамических характеристик резисторов может быть принято: 251667118 7щее аналого-цифровой преобразователь, генератор и последовательно соединенные блок сопряжения, блок задания решающего правила и блок управления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения класса распознаваемых объектов, введены управляемый источник питания, ключ, измерительный блок, аналоговый коммута, тор и контроллер, причем выход блока управления соединен с управляющими входами аналогового коммутатора, ключа и управляемого источника питания, выход которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к первому входу блока измерения, второй вход которого подключен к генератору, первый выход - к входу блока сопряжения, а второй 5 выход - к информационному входу аналогового коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом контроллера, 10 выход блока сопряжения соединен с входомблока задания решающего правила, шина вход-выход которого поразрядно соединена с шиной вход-выход контроллера, выход которого является выходом устройства,