Устройство для контроля радиоэлектронных объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19) 111) 15114 а 06 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ А ВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВ 24-24 ости комму, зав, блок ктовых 1, чик 6 блок у атор 8 о су тносится к автома ной технике и мообретенивычислит ов, эл(г 1) (22) (46) (72) и В, (53) (56) в 1 г в 1 г (54) ;. (57) , тике 416 1888/10.12.8630.05.88. Бюл. В 20В. А. Куликов, М. И. НовикН. Процьппен681.325(088.8)Авторское свидетельство СССР5157, кл. С 06 Р 15/46, 984торское свидетельство СССР3538, кл. 0 06 Р 15/46, 1983УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАДИРОННЫХ ОБЪЕКТОВ жет быть использовано для оценки со стояния объекта контроля. Цель изоб ре ия - повыщение достовер контроля, Устройство содержи татор 2, нормализатор 3, АЦП датчик 20 номиналов параметр индикации 29, генератор 30 т импульсов, делитель частоты блоки памяти 5, 13, 16, зада коэффициентов экстраполяции, ножения 7, накапливающий сумм блоки 11, 14, 21 алгебраичес мирования, элементы И 1 и 26 чик 10 доверительных интервал1399773 менты сравнения 17, 18, 24, задатчик допусков 23, ключи 9, 12, 15, 19, 22, элемент ИЛИ 25, счетчик 27 и дешифратор 28, блок памяти 32, ключи 33 и 35, триггер 34. Изобретение позволяЕт повысить достоверность оценки технического состояния объектов за счет Существенного уменьшения влияния грубых ошибок измерения на результаты Контроля, Сущность изобретения заключается в аппаратурной реализации следующих основных операций: 1) проНерка очередного результата измерения В цифровой форме на принадлежность Юго значения к доверительному интерФ балу + дИ, центр которого равен экстраполированному значению парамера (ЗП), Если значение параметра находится вне доверительного интерваИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может б ть использовано для оценки технического состояния контролируемого объекта и прогнозирования момента вы в,ода его на.,профилактику.Цель изобретения - повьппение достоверности контроля.Иа фиг. 1 представлена блок-схема гредпагаемого устройства; на фиг, 2- диаграмма синхронизации работы блоков устройства.Устройство содержит первый элемент И 1, коммутатор 2, нормализатор 3 аналого-цифровой преобразователь15 (АЦП) 4, первый блок 5 памяти, задатЧик б коэффициентов экстраполяции, блокумножения, накапливающий сумматор 8, первый ключ 9, задатчик 10 доверительных интервалов, первый блок 20 11 алгебраического суммирования, второй ключ 12, второй блок 13 памяти, второй блок 14 алгебраического сумь 1 ирования, третий ключ 15, третий блок 16 памяти, первый элемент 1725 сравнения, второй элемент 18 сравнения, четвертый ключ 19, задатчик 20 номиналов параметров, третий блок 21 алгебраического суммирования, пятый ключ 22, задатчик 23 допусков, трела, то результат исключается. Этопозволяет исключить (фильтровать)грубые ошибки измерения; 2) расчетэкстраполированных ЗП на основе выборки последних И измерений по каждому из параметров. Если устройствомбудет зафиксировано наличие грубойошибки измерения, то такое измерение на формирование экстраполированного ЗП не влияет и.вместо измеренияиспользуется экстраполированное ЗП,рассчитанное в предыдущем периоде;3) сравнение измеренных ЗП с номиналами и отображение величин отклоненийна средствах индикации. Формированиесигнала "Отказ" по тем из параметров,у которых в течение двух смежных периодов измерений будет зафиксированоналичие грубых ошибок. 2 ил. тий элемент 24 сравнения, элементИЛИ 25, второй элемент И 26, счетчик27, дешифратор 28, блок 29 индикапии, генератор 30 тактовых импульсов,делитель 31 частоты, четвертый блок32 памяти, шестой ключ 33, триггер34 и седьмой ключ 35.Устройство работает следующим образом,Пусть устройство обслуживает Ь объектов, по каждому из которых контролируется ш параметров. Работа устройства осуществляется в реальном, масштабе времени циклически с периодом опроса объектов Т. В свою оче" редь, каждый из периодов Т состоит из периодов опроса параметров Тп 1 Ф1, ш. Таким образом, каждый параметр 1-го объекта (1 = Г, Ь) контролируется с периодом Т, что следует считать единичным измерением, а контроль множества объектов. и параметров реализуется с использованием принципа временного разделения, Управляющие сигналы с выхода делителя 31 частоты включают сигналы А,-Аь, определяющие номер объекта, С,-С определяющие номер параметра, иБ, -Б, определяющие взаимодействие и функционирование отдельных блоков устройства.От датчиков параметров, характеризующих текущее техническое состояние объектов, электрические сигналы в аналоговой форме поступают на коммутатор 2, который обеспечивает поочередное подключение электрических сигналов от каждого из объектов и представляет собой электронный коммутатор, состоящий из Ь (по числу объектов) схем электронной селекции на три входа каждая, причем первые их входы постоянно соединены с объектами, вторые входы циклически поочередно опрашиваются управляющими сигналами А, АА, формируемыми генератором 30 и делителем 31 и указывающими номер объекта, третьи входы опрашиваются управляющими сигналами Б и непосредственно определяют момент съема аналоговых величин с датчиков. Таким образом, с выхода коммутатора 2 на нормализатор 3 в любой момент времени могут поступать электрические сигналы только от одного из контролируемых объектов. Коммутатор выполнен на микросхемах типа КИОКТ 2 и КР 590 К 112.Нормализатор 3 осуществляет представление различных электрических величин контролируемых параметров объектов в определенный масштаб напряжения постоянного тока и может быть реализован на операционном усилителе постоянного тока с изменяемым коэффициентом усиления, Коэффициент усиления усилителя автоматически устанавливается сигналами А, (С) и определяется текущими номерами контролируемого объекта и параметра. Изменение коэффициента усиления может быть достигнуто изменением номинала сопротивления резистора в цепи обратной связи операционного усилителя, АЦП 4 преобразует напряжение с выхода нормализатора в цифровой двоичный код, который поступает на первые входы первого. 17 и второго 18 элементов сравнения, Для исключения (фильтрации) грубых ошибок измерения и отказов сбойного характера каждый очередной результат измерения Б, поступакций с АЦП 4, проверяется на принадлежность его значения к доверительному интервалу А Ь 01, центр которого равен экстраполированному(У (У,; )Ч(ц ) 0;), (2)где 0" и Б - соответственно левая 10 и правая грайицы доверительного интервала параметра ), которые рассчитываются в блоках 11 и 14 в соответствии с выражениями: 15 Ц 1 01 э0=0 э+ЬУ.1 1 экв 1 эок преобразованияа основе известног отношени аэряда дпя де и - цена младшего рпараметра ).Дисперсию ошибок экстраполяци а основе соотношения (3) можно ассчитать с помощью соотношенияИ )( ) ( ) Ч(р, вгэ 1 измерении зводится- число период на которое п раполяция; кстЕсли выполняется соотношение (1),то результат учитывается, если (2)то исключается,Значения полуинтервала 611 покаждому иэ параметров в виде константхранятся в задатчике 10. Предварительный расчет значений полуинтервалов производится путем учета трехосновных источников ошибок: измерения2с дисперсией б., преобразования изфаналоговой формы в цифровую с диспер 2сией С , и экстраполяции с дисперВ.сией б, Считая, что суммарныеошибки распределены по нормальномузакону с нулевым математическим ожиданием, среднеквадратичное значение35суммарных ошибок определяется с помощью выражения(5) 45 Рассчитанные экстраполированныезначения 11 выдаются на входы блоков 11 и 14, где производятся вычисления 55 по выражению (3). Значение ЬБ посту 3пает на блоки 11 и 14 из задатчика 1 О доверительных интервалов, Значения 11 и 11 соответственно через ключи 12 и 15 и блоки 13 и 16 памяти И - объем выборки результатовизмерений, на основе которой производится экстраполяцияЗначение полуинтервала 611 вы 3 бирают таким, чтобы обеспечить вероятность попадания очередного измерения внутри интервала, близкую к единице: Экстраполированное значение параметра рассчитывается на момент времени, соответствующий моменту поступления очередного нового результа та измерения данного параметраПри отсутствии грубых ошибок измерения расчет экстраполированных значений производится на основе соотношения (3); где а - коэффициент веса -го измерения, х = 1, И; Б3;И,- результат измерения параметра ) на момент времени з.И - объем выборки результатовизмерений.Коэффициенты а; хранятся в блоке 6Очередной результат измерения Б.,в двоичном коде с блока 4 поступаетиа первый вход четвертого блока 32памяти по синхросигналу Я, . В качестве блока 32 памяти могут быть использованы регистры 10 ОИР 141,.К 176 ИР 10, К 589 ИР 12 или ОЗУ. Для обеспечения требуемой разрядности можноиспользовать сборки указанных регистров. По сигналу Я содержимое блока 32 подается на первый вход шестого ключа 33, управляемого по второмувходу первым выходом триггера 34, Вкачестве триггера может быть использован триггер, работающий по логикеВЯ-триггера (например, типа 533 ТР 2,564 ТР 2, Р 561 ТР 2, 133 Т 81). Синхросигналом Я подаваемюм на второй входтриггера 34 (на В-вход), триггер переводится в нулевое состояние. Еслигрубые ошибки измерения отсутствуют,т,е. выполняется условие (1), то наобоих входах элемента И 1 появляютсяединичные сигналы, следовательно,единичный сигнал появляется и навыходе элемента И 1. Этот сигнал по 15 20 2530 35 40 дается на первый вход четвертого ключа 19, а также на первый вход триггера 34 (на Я-вход), Триггер переводится в единичное состояние (т.е.опрокидывается в другое состояние),на его первом выходе появляется единичный сигнал, который будучи приложенным к второму входу шестого клн ча 33 обеспечивает передачу содержимого блока 32 в первый блок 5 памяти.Если результат измерения 11" подан1 на вход устройства с грубой ошибкой или в блоках 2, 3 и 4 произошел сбой,который привел к существенному изменению входной информации о параметрето выполняется условие (2). В этом случае на выходе элемента И 1 единичный сигнал отсутствует, триггер 34 остается в нулевом состоянии. Так как второй выход триггера 34 (нулевой выход) соединен с вторым входом седьмого ключа 35, то последний открывается и обеспечивает прохождение и запись в блок 5 экстраполированного . значения параметра 11.Таким образом, в случае грубой ошибки или сбоя для формирования теку щего значения 11текущее значение Б исключается й вместо него используется значение 11 предыдущего цикла, паступащцее с йакапливающего сумматора 8 через первый ключ 9. Значение Формируется в блоках 6, 7 и 8 в соответствии с выражением (5), при этом в блоке 7 формируются произведения а, Б; (или а; Б в случае грубых ошибок), а в блоке 8 производится суммирование произведений, полученных в течение Б периодов). Значения коэффициентов веса а, для линейной модели изменения параметра при равноточных и равнодискрет ных измерениях рассчитываются из соотношения (3): а - ;= 1, И (6)6 - 2 Б - 2.1 Ч выдаются на элементы 17 и 18 сравнения, Если очередной результат измерения удовлетворяет условию (1), то единичный сигнал на выходе элемента И 1 обеспечивает прохождение текущего результата измерения 11 через чет 1вертый ключ 19 на блок 21, в котором в цифровой форме рассчитываются величины и знаки отклонений Ьконтроли 1руеьых параметров от их номиналов 111 Номинальные (эталонные) значения по каждому из параметров поступают с задатчика 20,в котором хранятся Ь, ш номинальных значений параметров, Значения отклонений Ь с блока 23 через пятый ключ 22 поступают на элемент 24, который на основе сравнения значений отклонений Ь .с пороговыми значениями Ь,= 1,2 позволяет принять решение о текущем техническом состоянии объекта, В ,третьем элементе 24 сравнения реализуется следующая логика принятия решений: ОЬ ( Ь, - нормальный режимработы;Ь,Ь 1 (Ь - режим КонтрольЬ,Ь;Ь - режим "Профилак"тика";Ьэ 6 Ь; - ремонт объекта,Пороговые значения отклонений Ь, ю Ь и 6по каждому из контролируемых параметров .хранятся в задатчике 23 допусков.Результат оценки состояния объектов по каждому контролируемому параметру в виде уровня напряжения (тока) выдается и отображается на табло блока 29 индикации.Если очередной результат измерения удовлетворяет условию (2), то на выходе элемента ИЛИ 25 формируется единичный сигнал, который через элемент И 26 в счетчик 27 по данному параметру записывает "1". Если "1" записана дважды в двух смежных периодах измерения, то по данному параметру формируется итоговое сообщение "Отказ", которое в виде уровня напряжения (тока) выдается в блок 29 для регистрации.Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яУстройство для кбнтроля радиоэлектронных объектов, содержащее по 5 10 15 20 25 30 1 3.5 40 45 50 55 следовательно соединенные коммутатор,нормалиэатор и аналого-цифровой преобразователь, а также задатчик номиналов параметров, блок индикации,генератор тактовых импульсов, делитель частоты, блоки памяти с первого по третий, задатчик коэффициентовэкстраполяции, блок умножения, накапливающий сумматор, блоки алгебраического суммирования с первого потретий, первый и второй элементы И,задатчик доверительных интервалов,элементы сравнения с первого по третий, задатчик допусков, ключи с первого по пятый, элемент ИЛИ, счетчики дешифратор, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с первыми входами первого и второго элементов сравнения и информационным входом четвертого ключа, выход первого блока памяти соединен с входом первогосомножителя блока умножения, входвторого сомножителя которого соединен с выходом задатчика коэффициентов экстраполяции, выход блока умножения соединен с входом накапливающего сумматора, выход которого соединен с информационным входом первогоключа, выход которого соединен свходами первого слагаемого первого и второго блоков алгебраического суммирования, входы второго слагаемого блоков алгебраического суммирования соединены с выходом эадатчика доверительных интервалов, выход первогоблока алгебраического с. ммированиячерез последовательно соединенныевторой ключ и второй блок памяти соединен с вторым входом первого элемента сравнения, выход второго блока алгебраического суммирования черезтретий ключ и третий блок памяти соединен с вторым входом второго элемента сравнения, первые выходы первого и второго элементов сравнения соединены соответственно с первым ивторым входами первого элемента И,выход которого соединен с управлякгщим входом четвертого ключа, выходкоторого соединен с входом первогослагаемого третьего блока алгебраического суммирования, вход второгослагаемого которого соединен с выхо-дом задатчика номиналов параметров,а выход через пятый ключ соединенс первым входом третьего элементасравнения, второй вход которого соединен с выходом задатчика допусков, 1399773а выход - с первым информационным входом блока индикации, вторые выходы первого н второго элементов сравнения соединены соответственно с пер 5 вью и вторым входами элемента ИЛИ, выход которого через последовательно соединеные второй элемент И, счетчик и дешифратор соединен с вторым инфор мационным входом блока индикации, 10 выход генератора тактовых импульсов соединен с входом делителя частоты, управляющие выходы которого соответственно соединены с управляющими входами коммутатора, нормалиэатора, 15 аналого-цифрового преобразователя, первого, второго и третьего блоков памяти, первого, второго, третьего и пятого ключей, задатчика коэффициентов экстраполяции, задатчика дове вительных интервалов, задатчика номиналов параметров, эадатчика допусков, дешифратора и блока индикации и вторым входом второго элемента И, о т-и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, устройство содержит четвертый блок памяти, шестой и седьмой ключи, триггер, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с информационным входом четвертого блока памяти, выход которого соединен с информационным входом шестого ключа, дополнительный управляющий вход которого соединен с пряьжм выходом триггера, инвертирующий выход которого соединен с информационным входом седьмого ключа, выходы шестого и . седьмого ключей соединены с информационным входом первого блока памяти, выход первого ключа соединен с управляющим входом седьмого ключа, выход первого элемента И соединен с входом установки в "1" триггера, дополнительные управляющие выходы делителя частоты соединены с входами управления четвертого блока памяти, шестого ключа и входом сброса триггера,1399773 Фабеае границ интербапа с реоультатааизке ЬюгцП,В 8 ы ача зрацениа б накопите ь Выдача Оаяок г 1. Дешшррация счетчика сооеб/ЩЫРЮЩРа Лвв 10 иб,э % Ьааг бб пии сигнала сбац б счетчик 37ыйиг текущего аюеавио на ключ,ЧЯй йвги 33 Ойва Щ ца и аабнение порогоб сбеличинойирооание реуениа Составитель И. АлексеевЛежнина Техред А.Кравчук Коррект Т Реда Заказ 2668/50 ВПодпис Тираж 70 ного комитета .СССРний и открытийРаушская наб д. 4/5 Государстелам иэобрсква, Жпо 113035, Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 41 А 5 А 5% а 6 С И Я с,пись текущего измерение или окстраполоционного эначенио бгакапительтыбание и измерении и быЬца нг унножитель 7 Считыбание коевфициенщоб беса бнакопитель 7Выдача отклоненид паранеп 1 ра на элененщ срабнеюиу гЮ ггк Вы ча зкстраполиройннсм ьначенио и ооберищавныинтербалобна суннащоры 11 ЛЧ 10 Выдача границ интербала на злеиенщы срабнени Запись бычиспенных границ предыдущего цию 1 а