Устройство прогнозирования работоспособности радиоэлектронной аппаратуры

,12641 01 Н 31/28 5 Р ТЕНИЯ ПИСАНИЕ ЕЛЬСТВ юй ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИД(56) Носов В.В., Кухарских А.К,Многоточечные преобразователи температуры. - Приборы и системы управ -ления, 1982, Ф 10, с. 16-18.Устройство нормирования уровнясигнала. - Приборы и техника эксперимента, 1982, У 6, с. 91.Авторское свидетельство СССР9 566211, кг. С 01 К 31/28, 1977.(54) УСТРОЙСТВО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной и испытательной технике. Может быть использованодля диагностики и прогнозирования отоспособности радиоэлектронной аппаратуры в процессе производстваи эксплуатации. Цель изобретенияповышение достоверности прогнозирования - достигается эа счет увеличения глубины диагностики контролируемых устройств. Для этого в .устройство дополнительно введены блок 1 термопреобразователей и блок 14 вычисления интенсивности отказов. Крометого, устройство содержит блок 2 нормализаторов, коммутатор 3, аналогоцифровой преобразователь 4, блок 5памяти, экстраполятор 6, умножитель7, блок 8 сравнения, блок 9 индикации, блок 10 управления, логическийанализатор 11, блок 12 априорных вероятностей внезапных отказов, блок13 формирования допусков. Состав блоков 8 и 10 и их функциональные схемыприводятся в описании изобретения.5 ил, 1264116Изобретение относится к контрольно-измерительной и испытательной технике и может быть использовано для диагностики и прогнозирования работоспособности радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) в процессепроизводства и эксплуатации,Цель изобретения - повышение дос"товерности прогнозирования за счет.увеличения глубины диагностики контролируемых устройств.На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства, нафиг, 2-5 - структурные схемы блоковсравнения, управления, априорных вероятностей внезапных отказов и вычисления интенсивности отказов.Устройство содержит блок 1 термопреобразователей, блок 2 нормалиэаторов, коммутатор 3, аналого-цифровойпреобразователь (АЦП) 4, блок 5 запоминания, экстраполятор 6, умножитель 7, блок 8 сравнения, блок 9 индикации, блок 10 управления, логический анализатор 11, блок 12 априорныхвероятностей внезапных отказов, блок13 формирования допусков, блок 14вычисления интенсивности отказов.Блок 8 сравнения содержит первый15 и второй 16 приемные регистры,элемент 17 сравнения, выходные элементы И 18.Блок 10 управления содержит блок19 анализа признаков выполнения команды, счетчик 20 команды, регистр21 адреса команды, блок 22 делителейчастоты, перепрограммируемый запоминающий блок 23, регистр 24 команд,дешифратор 25 команд.Блок 12 априорных вероятностейвнезапных отказов содержит приемныйрегистр 26, первый блок 27 умножения,второй блок .28 умножения, выходныеэлементы И 29Блок 14 вычисления интенсивностиотказов содержит первый регистр 30,первый дешифратор 31, второй регистр32, второй дешифратор 33, накапливающий сумматор 34.Выходы блока 1 термопреобразователей соединены со входамиблока 2нормелизаторов, выходы которого соединены с входами коммутатора 3, управляющий вход которого соединен сшестым выходом блока 10 управления,а выход - с входом аналого-цифровогопреобразователя 4, управляющий входкоторого соединен с пятым выходом20 25 30 50 55 51015 блока 10 управления, а выход - с первым входом блока 5 запоминания, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока 10 управления, авыход - с первым входом экстраполятора 6, второй вход которого соединенс первым выходом логического анализатора 11, второй выход которого соединен с вторым входом умножителя 7,первый вход которого соединен с выходом экстраполятора 6, третий вход -с выходом блока 12 априорных вероятностей внезапных отказов, а выход -с вторым входом блока 8 сравнения,первый вход которого соединен с первым выходом блока 13 формированиядопусков, первый выход - с входомблока 9 индикации, вход-выход которого соединен с первым входом-выходом блока 10 управления, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом блока 8 сравнения, второй выходкоторого соединен с первым входомблока 14 вычисления интенсивностиотказов, второй вход которого соеди.нен с выходом логического анализатора 11, третий вход - с третьим выходом блока 10 управления, а выходс вторым входом блока 12 априорных вероятностей внезапных отказов, первый выход которого соединен с восьмым выходом блока 10 управления, второй выход которого соединен со входом блока 13 формирования допусков. Блок 1 термопреобразователей предназначен для преобразования температуры поверхности контролируемых элементов или температуры окружающей их среды в узлах и блоках в электрический сигнал, В одном из вариантов технического решения блок 1 состоит из многоточечного преобразователя температуры и измерительных преобразователей сигналов термопар и термометров сопротивления А 614-7.Блок 2 нормализаторов предназначен для усиления сигналов низкого уровня до уровня, обеспечивающего нормальную работу АЦП, и может быть построен на основе транзисторныхусилителей с управляемыми коэффициентами усиления. Блок 5 запоминания служит для хранения кодов измеряемых параметров и включает.в себя ОЗУ, связанное с накопителем, например, на магнитной ленте, магнитных дисках и пр, Записанная на накопителе информация покоманде с блока 10 управления считывается в 03 У и хранится в нем в тече - ние времени работы устройства. В конце цикла прогноза текущие значения контролируемых параметров из ОЗУ пе реписываются в накопитель, что позволяет сохранять информацию о текущих значениях контролируемых параметров для следующих циклов при выключении устройства. 10Экстраполятор 6 служит для вычисления значения контролируемого параметра на время прогноза. В соответствии с используемым в предлагаемом устройсгве алгоритмом прогноза, учи тывающим постоянство скорости изменения контролируемых параметров на интервале прогноза и одинаковый шаг прогноза для всех циклов работы, в состав экстраполятора 6 входят два 20 регистра, сумматор-вычитатель и выходной регистр,Умножитель 7 предназначен для умножения экстраполируемого значения выходного параметра на коэфФициент 25 К, учитывающий влияние внезапных отказов на работоспособность контролируемого устройства. Блок 8 сравнения служит для срав- ЗО нения экстраполируемого значения контролируемого параметра с предельно допустимым значением и выполняет дополнительные Функции по трансляции кода прогнозируемого значения темпе ратуры в блок 14 вычисления интенсивности отказов, Поэтому, кроме перво-. го 15 и второго 16 приемных регистров, элемента 17 сравнения кодов экстраполируемых и предельно допустимых значений контролируемых параметров, блок 8 сравнения дополнительно содержит выходные элементы И 18, подключенные своими входами к выходам первого приемного регистра 15, а вы ходами - к блоку 14.В блоке 8 сравнения при АВ по признаку "1" вырабатывается сигнал Тоден" и по сигналу с блока 10 управления производится трансляция В 50 через выходные элементы И 18 в блок 14 вычисления интенсивности внезапных отказов. Если А ( В, то по признаку "0" по команде с блока 10 управления вырабатывается сигнал нНе годен", в блоке 9 индикации индицируется номер потенциально ненадежного элемента или узла и выдается команда на прекращение работы устройства. (А и В - сравниваемые числа).Блок 9 индикации служит для визуального контроля выполнения алгоритма прогнозирования работоспособности контролируемой аппаратуры и включает в себя регистры для хранения кодов времени прогноза, их преобразователей и дешифраторов, обеспечивающих работу сегментных индикаторов, а также регистра для хранения кодов контролируемого параметра, элемента или узла.Блок 1.0 управления служит для организации процесса прогнозирования работоспособности контролируемого устройства в соответствии с заданным алгоритмом с учетом температуры его элементов, узлов и блоков.Блок 19 анализа признаков предназначен для приема и анализа признаков выполнения команд, после которых следуют условные переходы в алгоритме работы, разрешения формирования кода следующего адреса команды в зависимости от прошедших признаков. Блок 19 может быть выполнен в виде мультиплексора на интегральных схемах.Блок 22 делителей частоты обеспечивает получение управляющих сигналов для выполнения операций с заданной частотой.Перепрограммируемый запоминающий блок 23 служит для хранения кодов команд, реализуемых блоком 1 О управления,Регистр 24 команд предназначен для хранения кода команды в течение времени ее выполнения, а дешифратор 25 команд - для выдачи управляющих сигналов на соответствующие блоки устройства, обеспечивающие выполнение заданного алгоритма.Коды всех команд хранятся в блоке 23, Выбор требуемой команды определяется ее адресом, который образуется числом, содержащимся в счетчике 20 команды. Каждая следующая команда содержится в ячейке памяти блока 23, адрес которой на единицу больше адреса хранения предьдущей команды. Адрес следующей команды образуется прибавлением единицы к содержимому счетчика 20 команды и записывается в регистр 21 адреса команды. По содержимому этого регистра осуществляется выборка команд из блока 23 и пересылка в регистр 24 ко 12 г,) т 11(тМаЦД. Г СООТВЕтС "БНИ С КадОМ ДЕШИг 1)- ратор 25 команд вырабатывает ряд управляющих сигналов, част-, которых поступает в элемент управления блока 22 делителей частоты, который ц зависимости от кода поступившей команды определяет длину и состав последовательности чисел, сЬорр 5 темой генератором. Остальные сигналы де 1 стратора поступают ца соответствуюшие 10 узлы всех блоков устройства и производят необходимые операции над поступающими данными, выполнение которых контролируется в блоке 9 анализа признаков выполнения ко Пд.ПОС- ле прохождения требуемого числа тактов е 1 поступлРНИ 5 с 1 гта.па с блаха 1)тЯНЯЛЗЯ ПРИЗНаКОВ ВЫПОЛНЕНИЯ КаматДЫЗЫРЯ 6 ЯТЫПРТС 5 СИГтЯЛ Окот)Иат 1 Уя БЬполнения команды, разр ешак)щЙ пер е)ход к следуощей команде программы,КОД Каторай Хранитс 1 3 Однот тЗ яттЕ"ек блока 23,Логический анализатор 11 преццязначец для сравеця измереццых зцячеций коцт 1)0 пр 5 емых пярямет)ОБ сдопусками случайного отклонения этихПЯРЯМЕТРОВ КОТОРЫЕ В 1 ОДтт; Я Иэ бла -ка 13 1)армировация допуск)В.Блок 1 2 я 1)рпо) цых Бг 0 05 т таст сзй ВцезЯпных Отказав Обесгечивае 1 Бт тс лсние указанной Ве 1) Оятна ст т ) (с) ьфгЦИЕНТа К, УЧИтЫВаЮЩЕГО ГЛИЯтцо тНЕ- запных отказов ца работастсз;Обцс)сть УСТР 011 СТВст. Па 1 ОСТЕПЕЦ 1 М 01 КЯЗЯМ.11 ри тОмп 1 тя 51 ьцых температурных ржи- МЯХ БС РХ ЭЛтзМЕЦТОЗ И 7 З т 01 1 ЕТР ИстГ- ность От 1(.сзОБ кацтрОП 1 рттетОГО уст,):" СтВЯ ИМЕЕТ втЦЦга.т 15 тО ВЕЛИ ИЦУС.ООТ ;, БЕтСтВУЮЩУЮ ЯЦРИОРЦУО ВЕРОН Г Г)СТт ВНЕЗаПНЫХ ОтКаЗОВ и Каотгт)фтЕт К близок к единце, например 1,1. Прц УХУДШЕНИИ ТЕПЛС)БЕХ РЕЖИМОВ ЗЛЕУС.ЦТС)1 З И УЗЛОВ ВОЗРаетаЕт ВЕЛИЧИЦЯ СнтС 1 СБ-г;, НОСтк ОтКаэав и КОЭФфиИЕНТ К, )ЗЫЧИС" ляемый по формулеК = ЛР( ) .= Л(т - е "г))тттгДе Л - масштабный коэфс 11 тет ,Р(г - ЯПРИОРНаЯ ВЕРОЯтнаСТЬБНЕЗЯПЦЬУХ 0 т(а ЗттЗ УС; )ОЙ -ствя за Времяпгагцозя;сумярняя ицтецсВос.тьОтказ ОБ 1(антР Ол 111) У е 1 а гоустройства.Для упращеця блока 12 В предла гаемом устройстве априорная вероятность Вце яцых Отказав Вычисляетсяпо упрощенной ФормулеР(,) .-т,которая при Высокой надежности комплектующих элементов и узлов современной электронной базы обеспечивает вычисление Р с достаточной для практики точцастью.БлОк 13 с)Ормравни 51 ДопускоВ служит для хранения и выдачи по команде с блока 10 управления допусков слу - чайцых отклонений и предельно допустимых значений контролируемых параметров.Блок 14 служит для определения табличным методом интенсивности 1 т откязов элементов с учетом температу- РЕ ИХ ПОВЕРХНОСТИ ИНТЕНСИВНОСТИ гт- Отея 3011 5 злавблоков с уче 1 Ом темпе)ятуры их ОК 115 жяоцРЙ срРды я тякжс БтПСЛЕ ЦИ 51 СУММЯР НОЙ ИНТСНСИБЦОСТ 1 т Бгего устройства. Блок 14 состоит из двух одинаковых каналов определения интенсивностей отказов )сс, и ЬУстройс.тва работает следующим обРЯЗОМ. Пя первом этапе по величине измеРотцОЙ ТЕ 11 ЕРЯТУРт ПОВГРХЦОСТИ ЭЛС 1 От:тов и тс."ературы в контралируе:итх точках узтов и блоков роверяют работсспособнасть элементов и сборок ц 10.сцт кацтваля и В прогнозируемом т цЕр-ЗС 1 Е Э РМЕНБ Я ТЯ 1 СКЕ ВЫЧИСЛЯот интенсивность отказов и априорную ;еро 5 Тость внезапных отказов устройСТБЯ С Уттцти;.1 1 ДУВУДУЯУ,цат НаДЕжцэ" ти еО элс:1;ТОБ и 5"злав, ЗаканЧтБЯЕТС; ЭТСи ГЗт-СИСЕИЕ ЗнаЧЕЦИЯсгзэ(г(ои 1:т,:та К и оводам Рга Б ум 10 тц ге)ь /,11 Я Бт ар(и гз оапс- па БыхаДцым па )агетрам прогОзруют раЕзотосособность устройства ио постепенным откаЗЯ ЦО С тСТО Бт(РСЗтТЫГлттТ БгЕЗЯП цых от(азов,3 ЛЕКТЗУ:тЕСУС 1 Е СИГ:1 ЯЛЫ С блаКЯ 1 тР"зОГзгобрат затзятеттей пстутсцот ця блок 2 нормялизаторои где приводятся к Одному параметру напряжения. Па омацдг с блока 10 управления, коммутатор 3 подключает первый канал0 Ег)УЗОГО КОтЭОТИРУСЗМОГО ЭЛЕМЕНТЯ к Входу АЦП 4, О выхода Л 1).1 4 код и;)ст,тпает тта логический ЯцалтЗЯЯОэ 11 в катаром сравнивается измерец-. цае зцячецис с доус(ям 1 определяСт 55 т 11 СЛ 5 ттатйт(СИ ОТКЛОН НИями КОЫТ - Рат 1 тРУГ:МОГО ПЯРЯМЕТРЯ. 3 ЦЯЧЕЦИЯ ЭТИХ7 1264 допусков хранятся в блоке 13 формирования допусков и вводятся в анализатор 11 по команде с блока 10 управления,Если величина контролируемого5 параметра выходит за пределы случайного отклонения, то его значение из логического анализатора 11 поступает на вход экстраполятора 6, на второй вход которого подается значение предыдущего измерения этого парамет - ра. Вместо этого кода в блок 5 запоминания записывается текущее значение контролируемого параметра, которое будет использовано в следующем цикле прогноза. Прогнозируемое значение контролируемого параметра как сумма его текущего значения с приращением за интервал прогнозирования в умножителе. 7 умножается на коэффициент К = 1 и поступает в блок 8 сравнения, на второй вход которого с блока 13 формирования допусков вводится предельно допустимое значение контролируемой температуры. 25 Если в результате сравнения экстраполируемое значение контролируемой температуры будет находиться в допуске к концу интервала прогнозирования, то в блок 9 индикации поступает сигнал "Годен", а в блок 14 транс - лируется значение температуры элемента или узла, с учетом которой определяется его интенсивность отказов. Блок 10 управления выдает команду 35 на контроль температуры поверхности следующего элемента и т.д. до последнего, после него аналогичным образом обрабатываются результаты измерения температуры в узлах и блоках ф контролируемого устройства, При выходе прогнозируемого значения температуры поверхности элемента или температуры внутри узла (блока) за пределы допустимого значения, в блок 9 индикации поступает сигнал "Не годен", включается транспарант "Не годен" и указывается номер неисправного элемента или узла. После устранения причин, вызывающих недопустимое повыше ние температуры, проверка по первому этапу повторяется, вычисляется априорная вероятность внезапных отказов устройства и значеже коэффициента К.На втором этапе аналогичным обра зом производится обработка результатов измерения выходных параметров, но экстраполируемое значение контро 116 8лируемого параметра в умножителе 7 перемножается на значение коэффициента К ." 1, полученное в блоке 12 с учетом априорной вероятности внезапных отказов, вычисленной при реальных режимах .и рабочей температуре элементов и узлов контролируемого устройства. Результат умножения поступает на один вход блока 8 сравнения, на второй вход которого из блока 13 формирования допусков поступает предельно допустимое значение контролируемого выходного параметра.Если значение контролируемого вы - ходного параметра находится в допуске, то в блок 9 индикации поступает сигнал "Годен" и блок 10 управления выдает команду на контроль следующего параметра и т.д. При выходе контролируемого выходного параметра за пределы допуска в блок 9 поступает сигнал "Не годен", фиксируется номер этого параметра, но контроль остальных параметров продолжается. Если же при сравнении выходного параметра в логическом анализаторе 11 его текущее значение не выходит за пределы случайного отклонения, то этот параметр не экстраполируется, а сразу поступает в умножитель 7. Далее обработка результатов измерения аналогична вышеописанной. Формула изобретенияУстройство прогнозирования работоспособности радиоэлектронной аппаратуры, содержащее последовательно соединенные клеммы для подключения выходов объекта контроля, блок нсрмализаторов, коммутатор и аналогоцифровой преобразователь, блок запоминания, логический анализатор, умножитель, блок сравнения, блок индикации, блок управления, экстраполятор, блок априорных вероятностей внезапных отказов, блок формирования допусков, первый выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом умножителя, первый вход которого соединен с выходом экстраполятора,.первый вход которого соединен с выходом блока запоминания,первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и первым входом логического анализатора, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления,пер1264116 Ф Афюу 7 ти Фиу. 5 Составитель Н.ПомякшевТекре Л.Сердюкова Тирах 7 арственного ко изобретений и ва, Ж-З 5, Рауш Заказ 5557/4 дписн НИИПИ Госу по депам 035, Мо 4/ афическое предприятие, г.У