Устройство для контроля

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при оценке показателей достоверности систем автоматизированного контроля многопараметрических объектов. Цель изобретения - увеличение достоверности и полноты контроля. Устройство содержит блок управления 1, первый 4 и второй 5 сумматоры, генератор 3 ошибок, генератор 6 стимулирующих сигналов, блок 2 цифроаналоговых преобразователей, элементы И с первого по четвертьй 9,10,14,17, счетчики с первого по трети1 11-13, арифметико-логический е сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 06 F 15/

ЗСР(;) )--,, „ !

ОПИСАНИЕ NS06PETEHHR i :::, К АSTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ю1В се&, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ (2i) 4031855/24-24 (22) 04.03.86 (46) 23.04.88. Бюл. 9 15 (71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.И.Беда,.E.T Âîëîäàðñêèé, В.Ф.Нестеренко,. Е.А.Романкевич, И.Е.Мозговой, В.Г.Кравченко, Б.П.Химиченко и Г.В.Юхименко (53) 681.325 (088.8) (56) Кудрицкий В.д. и др. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры. М.: Советское радио, 1977, с.12-28, Авторское свидетельство СССР 9 332465, кл.G 06 F 15/46, 1972. (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при оценке показателей достоверности систем автоматизированного контроля многопараметрических объектов. Цель изобретения увеличение достоверности и полноты контроля. Устройство содержит блок управления 1, первый 4 и второй 5 сумматоры, генератор Э ошибок, генератор 6 стимулирующих сигналов, блок

2 цифроаналоговых преобразователей, элементы И с первого по четвертый

9, 10, 14, 17, счетчики с первого по третий 11-13, арифметико-логический

1390617 блок 15, блок 16 сравнения, первый

7 и второй 8 элементы сравнения, первый 18 и второй 19 анализаторы.

В устройстве производится обработка

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при оценке показателей достоверности систем автоматизированного контроля многопараметрических объектов.

Цель изобретения — увеличение достоверности результатов контроля.

На фиг ° 1 представлена схема уст- 10 ройства; на фиг.2 — схема блока уп.— равления; на фиг.3 — функциональная схема анализатора.

Устройство содержит блок 1 управления, блок 2 цифроаналоговых преобраз ователей (I i), первый генератор.

3 стимулирующих сиги;чов ошибок, первый 4 и второй 5 сумматоры, второй генератор 6 стимулирующих сигналов, первый 7 и второй 8 элементы сравне,ния, первый 9 и второй 10 элементы

И, первый 11, второй 12 и третий 13 счетчики, третий элемент И 14, арифметико-логический блок (АЛБ) 15, блок 16 сравнения, четвертый элемент 25

И 17, анализаторы 18 и 19, входы и выходы 20-31 блока 1.

Блок 1 ут."равления (фиг.2) содержчт клавиатуру 32, первый регистр 33, первый счетчик 34, первый элемент

И 35, генератор 36 тактовых импульсов, второй элемент И 37, триггер 38, второй сче ик 39, второй регистр 40, третий элг) ент И 41„ первый и втсрой инверторы 42 и 43 и с третьего пс седьмой регистры 44 — 48.

Каждый и."- анализаторов 18 и 19. (фиг ° 3) со, ..ржит аналогоцифровой преобразо.-, тель (АЦП) 49, первый инвертор 50, сумматор 51, регистр 52, А0 элемент И 53> второй инвертор 54, элемент 55 задержки,, делитель 56, первый и второй элементы 57 и 58 сравнения и элемен.. ИЛИ-НЕ 59, Устройство работает следующим образом. результатов повторного тестирования объекта контроля и вычисления показателей достоверности контроля. 2 s,ï. ф-лы, 3 ил.

Перед испытаниями генераторы б и

3 настраиваются на нужные законы распределения соответственно контролируемых параметров Х, и Х и погрешности измерения У, и Y ., В каждом. такте измерительного цикла генератор.

3 случайным образом формирует напряжение Y u Y,,соответствующие погрешностям измерения контролируемых параметров Х, и Х, сформированных случайным образом генератором 6 и остающихся неизменными в течение всего измерительного цикла. Напряжения

Х, и Х поступают на первые входы элементов 7 и 8 сравнения, где сравниваются с поступающими на вторые и третьи входы напряжениями, соответствующими нижней и верхней границам допусков на контролируемые параметры и сформированными ЦАП 2.под действием управляющих сигналов с выходов 20,28, 29 и 30 блока 1 управления. Если значение контролируемого параметра Х, или Х находится в допуске, то на выходе соответствующего элемента 7 или 8 сравнения будет логическая "1", в противном случае— логический "0".

Сумматоры 4 и 5 суммируют напряжения, поступающие с выходов генераторов 6 и 3. Таким образом, на выходах сумматоров 4 и 5 формируются значения контролируемых параметров с учетом погрешности измерения, т.е. Z»

Х, + Y u Z = Х + Y, поступающие на первые входы анализаторов 18 и

19, где осуществляется осреднение значений Е„и Е в течение m тактов и сравнение значений

1 — 1

z =.- - —, z ° и z 2:. z ш . 11 а m ., 91 с нижней и верхней границами допусков на соответствующие параметры.

1390617

Коды, эквивалентные нижней и верхней границам, поступают на седьмые и шестые входы анализаторов 18 и 1 9 с выходов 29, 28, 20 и 30 блока 1 управления. Если среднее значение Z< или

2 находится в допуске на контроли,2 руемый параметр Х, или Х, то на втором выходе соответствующего анализатора 18 или 19 будет логическая

"1", в противном случае логический

3lP7f

АЛБ 1.5 формирует код значения q заданной функции Й (Х,, Х ) для данных значений Х, = Х< и Х = Х и !5 обобщенного параметра Q=f (Х,, Х ), реально отражающего качество функционирования объекта контроля. Код с выхода АЛБ 15 поступает на первый вход блока 16 сравнения, где сравни- 20 вается с "поступающим с выхода 7 блока 1 управления кодом границы одностороннего допуска на обобщенный параметр Q. Если значение q находится в допуске, то на выходе блока 16 25 сравнения будет логическая "1", в противном случае — логический "0".

В конце каждого цикла на первых выходах анализаторов 18 и 19, а следовательно, и на выходе четвертого 30 элемента И 17 формируется импульс (логическая "1"), поступающий на третьи входы элементов И 9 и 14 и на пятый вход второго элемента И 10.

Если контролируемые параметры Х, и Х и обобщенный параметр 0 находятся в соответствующих,цопусках, то на выходе первого элемента И 9 появится импульс (логическая "1"), который поступит на первый (счетный) вход первого счетчика 11, служащий для определения числа случаев r при и испытаниях, когда все параметры находятся в пределах допусков, На выходе третьего элемента И 14 появится логическая "1" в том случае, если значения Z, и Z, соответствующие результатам измерения при реальном контроле, находятся в пределах допусков на соответствующие параметры Х, и Х . Сформированный импульс поступит на первый (счетный) вход третьего счетчика 13, который служит для определения числа случаев

S при и испытаниях, когда все значения параметров с учетом ошибок

55 контрольной аппаратуры находятся в пределах допусков, Если значения контролируемых параметров Х,, Х, обобщейно:о параметра q, а также значения

Z, и Z одновременно находятся в пределах соответствующих допусков, то на выходе второго элемента И tp также появится импульс, который поступит на первый (счетный) вход второго счетчика 12 служащего для определения числа случаев t при и испытаниях, когда значения обобщенного параметра и контролируемых параметров с учетом и без учета ошибок контрольной аппаратуры находятся с соответствующих допусках.

Программа испытаний заключается после проведения и циклов (испытаний) ° Причем в каждом новом цикле под действием управляющего сигнала с выхода 27 блока 1 управления генератор б формирует новые случайные значения контролируемых параметров

Х, и Х . Случайные значения погреш-. ностей У< и Y формируются блоком генераторов ш раз в течение каждого цикла.

До начала. испытаний все клавиши клавиатуры 32 блока 1 управления находятся в отжатом состоянии, обеспечивая тем самым подключение третьего выхода клавиатуры 20 к напряжению, соответствующему уровню логической 1, а всех остальных выходов — к напряжению, соответствующему уровню логического "0". При этом в "0 установл ны счетчики 11 — 13 логическими "0" с выхода 22 блока 1 управления, триггер 38 — логическим "0" с выхода элемента И 35, регистр 52 анализатора 18 — логическим "0" с выхода элемента И 53. На первых выходах анализаторов !8 и 19 присутствует логический "0", а на выходах (переноса) счетчиков 34 и 39 блока 1 управления — логическая "1".

До начала первого цикла (до нажатия кнопки Запуск" ) устройство работает в режиме записи информации.

В регистры 33, 40,44,45,46 и 48 записываются коды соответственно числа и, числа ш, верхней и нижней границ допуска на параметр Х„, нижней и верхней границ допуска на параметр

Х и допуска на обобщенный параметр

Q, Требуемые коды поступают на информационные входы регистров 33, 40, 44, 45, 46, 47 и 48 с пятого выхода клавиатуры 32, где набираются нажатием соответствующих клавиш. Выбор требуемого буферного регистра осу1390617 ществляется нажатием соответствующей клавиши адреса. При этом с соответствующего выхода клавиатуры 32 поступает импульс на тактовый вход соответствующего регистра. При нажатии клавиши предустановки счетчиков

34 и 39 на управляющий вход счетчика

34 поступает логическии "0" непосредственно с третьего выхода. клавиатуры 10

32,. а на управляющий вход счетчика

39 — с выхода элемента И 41. При этом код числа и с выхода регистра 33 переписывается на информационный выход счетчика 34 (информационные выходы счетчиков 34 и 39 на структурной схеме блока 1 управления не показаны), а код числа m с выхода регистра 40 переписывается на информационный выход счетчика 39. После записи . 20 информации клавиши адресов и предустановки возвращаются в исходное состояние.

При нажатии клавиши "Запуск" сигнал логической 1 с второго выхода 25 клавиатуры 32 блока 1 управления разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 36 тактовых импульсов через элемент И 35.

С появлением первого тактового 30 импульса на выходе элемента И 35 начинается первый цикл программы, Тактовый импульс с выхода элемента

И 35 через выход 21 блока 1 управления поступает на вход генератора

3, тем самым обеспечивая паявление очередных значений У, и Y„, на выхоцах последнего, а также через выход 23 блока 1 управления стробирует аналого-цифровой преобразователь 49 анали-40 заторов t8 и 19. Кроме того, тактовый импульс переводит в единичное состояние триггер 38 блока 1 управления, служащий для одновременного возбуждения генератора 6 в каждом цикле 45 программы, и уменьшает состояние счетчика 39 на единицу (счетчики 39 и 34 работают в режиме вычитания).

Счетчик 39 фиксирует число проведенных тактов в каждом цикле программы.

Напряжение с выхода сумматора 4 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 49 анализатора 18, где преобразуется в эквивалентный код, который в сумматоре 51 суммируется с кодом, записанным в регист- .

55 ре 52 (в первом такте каждого цикла код на выходе регистра 52 равен нулю), По окончании тактового импульса, т.е, по положительному фронту импульса на выходе инвертора 50, в регистр 52 записывается информация с выхода сумматора 51.

С приходом очередного тактового импульса состояние счетчика 39 уменьшается на единицу, тем самым фиксируется начало нового такта данного измерительного цикла, При этом генератор 3 сформирует новые напряжения

Y u Y, соответствующие новым значениям случайных погрешностей У< и

Y, Новые напряжения Z i и Z преоб2 разуются аналого-цифровым преобразо-. вателем 49 анализаторов 18 и 19 в эквивалентные коды, которые в сумматоре 51 суммируются с кодами сумм и Z, накопленных в течение

1 21 предыдущих тактов данного цикла. По окончании тактового импульса код новой суммы записывается в регистр 52.

Аналогичные преобразования осуществляются в течение всех тактов каждого измерительного цикла. По окончанию m-ro тактового импульса на выходе переноса счетчика 39 появится логический "0" а на выходе инвертора

42 — логическая "1", которая умень- . шит состояние счетчика 34 на единицу, тем самым зафиксировав, что заканчивается очередной (в данном случае первый) измерительный цикл. Кроме того, логическая "1" с выхода инвертора 42 через выход 25 блока 1 управления и пятый вход анализатора

18 или 19 поступит на управляющий вход делителя 56, в результате чего последний начнет деление кода суммы

Щ l7l

Z или Z, поступающего

11 .21

j ю--! 1=( с выхода регистра 52, на код числа

m, поступающего с выхода 24 блока 1 управления. По окончанию цикла деления на управляющем выходе делителя

56 появится логическая "1", которая через элемент 55 задержки и элемент

И 17 тактирует элементы И 9, 10 и 14, а на выходе инвертора 54 появится логический "0", который через элемент И 53 обнуляет регистр 52, тем самым подготовив его для нового из-мерительного цикла.

Код среднего значения 2, или 2 с информационного выхода делителя

56 поступает на первые входы элементов 57 и 58 сравнения, на вторые входы которых поступают коды нижней и верхней соответственно границ до1390617 пуска на соответствующий параметр.

Если значение 2< или Z находится за пределами допуска, то либо на выходе (выход "А + В", причем за А принима5 ется значение Z< или Z а за В—

2 значение границы допуска) элемента

57 сравнения, либо на выходе (выход

"А В") элемента 58 сравнения появится логическая "1", а следовательно, 1р на выходе элемента ИЛИ-НЕ 59 имеет место логический "0", поступающий на второй выход анализатора 18 или

19. Если же значение Z< или Z находится в допуске, на выходах обоих элементов 57 и 58 сравнения присутст" вует логический "0", а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 59 — логическая "1".

Элемент 55 задержки необходим для того, чтобы импульс (логическая 2р

II It

1 ) появился на первом выходе анализатора 18 или 19 лишь после того, как сформирован результат сравнения на выходе элемента ИЛИ-НЕ 59. Первые выходы анализаторов 18 и 19 соединены с входами четвертого элемента

И 17 для того, чтобы тактирование элементов И 9, 10 и 14 осуществлялось после того, когда закончатся преобразования как в анализаторе 18, так ЗО и в анализаторе 19.

По окончании цикла деления в .анализаторах 18 и 19 логическая "1" с выхода элемента И 17 поступит на вход 31 блока 1 управления и далее на вход инвертора 43. Логический "0" с выхода инвертора 43 через элемент

И 37 установит в "0" триггер 38 и через элемент И 41 осуществит предустановку счетчика 39 в состояние

m записанное в регистр 40.

Таким образом, устройство готово к проведению следующего измерительного цикла. С появлением очередного тактового импульса на выходе элемен.та И 35 начинается первый такт ново- . 45 го измерительного цикла. При этом триггер 38 перейдет в единичное состояние, возбудив тем самым генератор

6, на выходах которого появятся новые напряжения Х, и Х, соответствующие новым значениям контролируемых параметров Х, и Хд и остающиеся неизменными в течение всего измерительного цикла. Работа устройства в каждом из и пиклов осуществляется аналогично 55 первому циклу.

По окончании п-го цикла на выходе переноса счетчика 34 появится логический 0", который запретит прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 36 тактовых импульсов через элемент И 35 и тем самым остановит работу устройства.

Возвращение устройства в исходное состояние осуществляется установкой в исходное состояние всех клавиш клавиатуры 32 блока 1 управления.

После проведения п измерительных циклов на счетчике 11 записывается

r импульсов, на счетчике 12 — t импульсов, на счетчике 13 — S импульсов.

Таким образом, в результате испытаний получаем r случаев, когда объект является исправным (годным), т.е. все контролируемые и обобщенный параметры находятся в пределах заданных допусков; S случаев, когда объект оценивается как годный, т.е. все контролируемые параметры с учетом погрешностей измерения находятся в пределах заданных допусков; t случаев, когда исправный объект оценивается как годный, т.е. обобщенный и контролируемый параметры как с учетом, так и без учета заданных погрешностей, находятся в пределах заданных допусков.

По значениям r, S, t, и легко выражаются суммарные ошибки первого

О с) и Второго (< с) рода

P =

t-S с

n-r

r-S с

r а также характеристики достоверности контроля и-r-t+2S

D

Ф 2 <

n+S-r- t

n-t

D) где D<у D2, Рз — соответственно вероятности правильного отображения состояния проверяемого объекта и апостериорные критерии достоверности как вероятные застать систему соответственно в исправном и неисправном состояниях при показаниях аппаратуры контроля "Годен" и "Не годен", Предлагаемое изобретение по сравнению с известным имеет следующие преимущества.

Позволяет определить перечисленные характеристики не только для однократного контроля (m=1), т.е. когда состояние объекта контроля оп1390б17

10 ределяется лишь по одной выборке контролируемых параметров, но и для многократного контроля„ когда суждение о годности объекта контроля фор5 мируется по результатам нескольких выборок. Причем структура анализаторов 18 и 19 зависит от алгоритма обработки результатов измерения и принятия решения о годности объекта 10 контроля.. Для предлагаемого устройства при реализации анализаторов 18 и

19 решение о годности объекта контроля Выносится по результатам сравнения осредненных по ш выборкам сред-1 них значений контролируемых параметров с границами допусков на эти па° раметры.

При определении показателей достоверности контроля устройство поз- щ воляет учитывать ошибки, возникающие из-за несоответствия математической модели реальному объекту контроля„ а именно иэ-за замены гиперповерхности Q = f(X, Х ...,.,Х„) в данном случае эллиптического параболоида (=К(Х,, Х ) гиперпараллелепикедом (в данном случае параллелепипедом), в результате чего определение состояния объекта контроля по обобщенному 30 показателю Я заменяется определением его состояния путем сопоставления параметров Х,, Х с допусками на эти параметры, определяемыми по параллелепипеду, а следовательно, возникают ошибки первого и второго рода.

Таким Образом введение в устройс" тво для контроля блока 1б сравнения . кодов, четвертого элемента И 17, анализаторов 18 и 19 позволяет определять характеристики контрольно-измерительной аппаратуры при многократном контроле и учитывать ошибки, возникающие из-эа несоответствия математической модели реальному объекту контроля, т.е. имеет повьппенную достоверностЬ контроля„ формула изобретения

1. Устройство длп контроля, содержащее блок управления, первый и второй сумматоры, первый и второй эле" менты сравнении, блок цифроаналоговых преобразователей, с первого по третий элементы И„ с первого по третий счетчики, с первого по четвертый выходы блока управления соединены с соответствующими входами блока цифроаналоговых преобразователей, выходы которого соединены соответственно с входами верхнего и нижнего допуска первого и второго элементов сравнения, входы номинальных значений параметров которых соответственчо подключенные к входам первого слагаемого первого и второго сумматоров, являются первым и вторым входами устройства для подключения к выходам объекта контроля, а выходык первым и вторым входам первого и второго элементов И соответственно, пятый и шестой выходы блока управления соответственно соединены с выходами устройства для подключения к входам объекта контроля, третий

1: и четвертый входы устройства для подключения к выходам объекта контроля соединены с входами второго слагаемого первого и второго сумматоров соответственно, седьмой выход блока управления подсоединен к установочным входам первого, второго и третьего счетчиков, выходы с первого по третий элементов И подключены к счетным входам счетчиков с первого по третий соответственно, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, =" целью увеличения достоверности контроля, в устройство введены арифметико-логический блок.„ блок сравнения, первый и второй анализаторы и четвертый элемент И, выходы первого и вто" рого сумматоров соединены с входами номинального параметра первого и второго анализаторов соответственно, восьмой и девятый выходы блока управления подключены соответственно к первым и вторым управляющим входам первого и второго анализаторов, 1 седьмой выход — к третьим управляющим входам первого и второго анализаторов, десятый выход - к тактовым входам первого и второго анализаторов, второй и третий, первый и четвертый выходы " к входам нижнего и верхнего допуска первого и к входам нижнего и верхнего допуска второго анализаторов соответственно, тактовые выходы первого и второго анализаторов подключены к соответствующим входам четвертого элемента И, выход которого соединен с входом блока управления, с третьими входами первого и второго и с первым входом третьего элементов

И, одиннадцатый выход блока управле1390617

12 ния подключен к первому входу блока сравнения, выход которого соединен с четвертыми входами первого и вто рого элементов И, первый и второй

5 входы устройства для подключения к выходам объекта контроля соединены с соответствующими входами арифметико-логического блока, выход которого подключен к второму входу блока ц) сравнения, сигнальные выходы первого и второго анализаторов соответственно подключены к объединенным пятому входу второго и второму входу третьего элементов И и к объединенным шестому входу второго и третьего элементов И.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что блок управления содержит клавиатуру, с первого по седьмой регистры, первый и второй 2О счетчики, генератор тактовых импульсов, триггер, первый и второй инверторы, с первого по третий элементы И, вход второго инвертора является входом блока, выходы третьего, пятого, шестого, четвертого регистров, перво" го элемента И, триггера, первый выход клавиатуры, выход первого элемен- та И, выходы второго регистра, первого инвертора и седьмого регистра являются выходами блока с первого по одиннадцатый соответственно, выход первого инвертора соединен со счетным входом первого счетчика, выход переноса которого подключен к первому входу первого элемента И, соединенного вторым входом с выходом генератора тактовых импульсов, а третий вход первого элемента И и первый вход второго элемента И связан с первым выходом клавиатуры, второй выход которой подключен к управляю.щему входу первого счетчика и первому входу третьего элемента И, второй. вход которого и второй вход второго .

45 .элемента И соединены с. выходом второго инвертора, выход первого элемента И соединен со счетными входами триггера и второго счетчика, выход переполнения которого подключен к входу первого инвертора, выходы первого и второго регистров соединены с информационными входами первого и второго счетчиков соответственно, выходы второго и третьего элементов

И соединены соответственно с входом сброса триггера и управляющим входом второго счетчика, выходы группы клавиатуры соединены с информационными входами регистров с первого по седьмой, выходы клавиатуры с третьего по десятый подключены к тактовым входам регистров с первого по седьмой соответственно.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что анализатор содержит аналого-цифровой преобразователь, первый и второй инверторы, сумматор, регистр, элемент И, элемент задержки, делитель, первый и второй элементы сравнения, элемент

ИЛИ-НЕ, выход которого и выход элемента задержки являются сигнальным и тактовым выходами анализатора соответственно, информационный вход аналого-цифрового преобразователя, объединенные управляющий вход аналогоцифрового преобразователя и вход первого инвертора, первая группа информационных входов делителя, первый вход элемента И, управляющий вход делителя, первые входы первого и второго элементов сравнения являются входами номинального параметра, с первого по третий управляющими нижнего и верхнего допусков анализатора соответственно, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к входам первого слагаемого сумматора, выходы которого соединены с информационными входами регистра, тактовый вход которого подключен к выходу первого инвертора, вход сброса — к выходу элемента И, а выходы — к входам второго слагаемого сумматора и к информационным входам второй группы делителя, выходы данных которого подключены к вторым входам первого и второго элементов сравнения, выходы которых соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ-НЕ, управляющий выход делителя через последовательно соединенные элемент задержки и второй инвертор соединены с вторым входом элемента И.

1 390617

Составитель И,Алексеев

Редактор Л.Гратилло Техред М.Ходанич Корректор M.Ïoæî

Заказ 1768/47 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-попиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4