Устройство для диагностики неисправностей технических объектов

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в аппаратуре автоматического контроля и диагностики электронных устройств . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем реализации возможности распознавания дефекта объекта в случае выхода какого-либо из диагностических параметров за пределы его допуска. Устройство содержит по числу диагностических параметров объекта п каналов, состоящих из датчиков 1i-1n, блоков 2i-2n унификации, аналогоцифровых преобразователей 3i-3n, вычитающих блоков 4НП, блоков 5i-5n сравнения, квадраторов . а также блок 5п-н сравнения , 7 индикации, блок 8 задания допустимой погрешности, блок 9 управления , блок 10 памяти векторов состояния, блок 11 суммирования, блок элементов И 12, блок 13 памяти суммы. Устройство работает в двух режимах - режиме допускового контроля и режиме распознавания дефекта. Режим допускового контроля - основной режим работы. При отклонении хотя бы одного из параметров за пределы допуска устройство автоматически переходит в режим распознавания дефекта по критерию ближайшего соседа. Результаты распознавания фиксируются в блоке индикации. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 06 F 15/46

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 =

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4741909/24 (22) 14.08.89 (46) 30.09.91. Бюл, М 36 (72) Н.В.Фурашов, В,И.Костеневич, Д.А,Безмен и Л.Б.Авгуль (53) 621.396 (088.8) (56 Авторское свидетельство СССР

N 1166065, кл, G 05 В 23/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

N. 879597, кл, G 06 F 15/46, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N. 742955, кл. G 06 F 15/46, 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ .НЕИСПРАВНОСТЕЙ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЬЕКТОВ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в аппаратуре автоматического контроля и диагностики электронных устройств. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем реализации возможности распознавания дефекта объекта в случае выхода ка,, Ы,„, 1681310 А1 кого-либо иэ диагностических параметров за пределы его допуска. Устройство содержит по числу диагностических параметров объекта и каналов, состоящих из датчиков

11-1л, блоков 2>-2> унификации, аналогоцифровых преобразователей 31-3л, вычитающих блоков 41-4л, блоков 5>-5л сравнения, квадраторов 61-6л, а также блок 5п+> сравнения, блок 7 индикации, блок 8 задания допустимой погрешности, блок 9 управления, блок 10 памяти векторов состояния, блок 11 суммирования, блок элементов И 12, блок 13 памяти суммы. Устройство работает в двух режимах — режиме допускового контроля и режиме распознавания дефекта, Режим допускового контроля — основной режим работы. При отклонении хотя бы одного иэ параметров за пределы допуска устройство автоматически переходит в режим распознавания дефекта по критерию

"ближайшего соседа". Результаты распознавания фиксируются в блоке индикации, 4 ил.

1681310

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано в аппаратуре автоматического контроля и диагностики электронных устройств.

Цель изобретения — повышение достоверности контроля за счет статистической обработки результатов измерения, На фиг.1 приведен пример расположения областей допустимых значений двух параметров для исправного объекта и при наличии в нем дефектов; на фиг.2 изображена схема устройства; на фиг.3, 4 — схема блока управления и временная диаграмма

его работы, Величина допуска на выходной параметр объекта ЛУ зависит от допусков на его внутренние параметры и функции чувствительности выходного параметра к изменению последних, При наличии в объекте дефекта GkC G, где G — множество дефектов объекта, область допустимых значений выходного параметра смещается на величину (фиг.1), /Y — Y /, (1) где Vo — номинальное значение выходного параметра для исправного объекта;

Y — номинальное значение выходного

k параметра объекта при наличии в нем дефекта Gk G;

УО и Y — середины областей допустимых значений выходного параметра для исправного объекта и при наличии в нем дефекта Gk6, G соответственно.

Области допустимых значений выходного параметра для различных дефектов могут перекрываться, образуя при этом область неоднозначности (фиг,1). В этом случае говорят о классе эквивалентных дефектов (КЭД) для данного параметра.

Устройство обеспечивает распознавание дефекта по критерию "ближайшего соседа", суть которого состоит в минимизации по всем Gkg 6 выражения н мнн g (Y -Y ), (2)

GkCG J =1 где YJ — измеренное значение j-го диагностического параметра объекта;

YJ — номинальное значение j-го napak метра объекта при наличии в нем дефекта

6Ю6; и — количество диагностических параметров объекта.

Устройство содержит по числу диагностических параметров объекта и каналов, состоящих из датчиков 11-1п, блоков 21-2, унификации, аналого-цифровых и реобразоВатЕЛЕй 31 — 3л, ВЫЧИтаЮщИХ бЛОКОВ 41-4,, блоков 51 — 5п сравнения, квадраторов 61-6>, а также блок 5n+1 сравнения, блок 7 индикации, блок 8 задания допустимой погрешности, блок 9 управления, блок 10 памяти векторов состояния, блок 11 суммирования, 5 блок элементов И 12, блок 13 памяти суммы, Блок 9 управления содержит первый триггер 14, генератор 15 импульсов, элемент ИЛИ 16, элемент 17 дифференцирования, элементы И 18, 19, второй триггер 20, 10 счетчик 21, элементы И 221-22п), схему 23 сравнения, регистр 24, блок 25 задержки, и элементы И 261-26m.

Блок 10 памяти векторов состояния состоит из 2 хп регистров для хранения 2

15 векторов состояния (m — количество разрядов счетчика 21 блока 9 управления; n— количество диагностических параметров объекта). Вектор состояния имеет и элеменToB {Ro числу диагностических параметров), 20 каждый из которых представляет собой номинальное значение одного из параметров исправного объекта У или при наличии в нем дефекта 6 66 YJ . Количество разрядов счетчика 21 должно быть выбрано с учетом

25 соотношения:

m log2К (3) где k — - количество возможных дефектов объекта.

Выходной код счетчика 21 соответству30 ет номеру дефекта и является адресо();(я„блока 10 памяти векторов состояния, по которому хранится тот вектор состояния объекта, который характеризует наличие в нем дефекта с данным номером. При этом нуле35 вой адрес соответствует вектору исправного состояния

У1,У2 ..., YJ,...Уп (4)

Элементы векторов состояния определяются в процессе моделирования работы

40 объекта на ЭВЬ в исправном состоянии и с различными дефектами.

БЛОК 51 — 5n+1 СраВНЕНИя ПрвдНаЗНаЧЕНЫ для формирования сигнала логической н1", если кодовая комбинация на одном из вхо45 дов превышает кодовую комбинацию на другом.

Блок 13 памяти суммы предназначен для хранения и постоянного обновления по сигналу с блока сравнения 5п+1 кода суммы

50 (2), поступающего с блока 11 суммирования через блок элементов И 12.

Блок 25 задержки осуществляет задержку выходного сигнала совпадения схемы

23 сравнения на время, необходимое для

55 формирования суммы (2) с момента поступления адреса с блока 9 управления на блок

10 памяти векторов состояния, Устройство работает в двух режимах— режиме допускового контроля и режиме распознавания дефекта. Режим допусково1681310

50 стояние). го контроля — основной режим работы, Он устанавливается нажатием кнопки "Пуск" на блоке 9 управления, При этом триггер 20 устанавливается в единичное состояние, а выходной сигнал триггера поступает на один вход элемента И 19 и через элемент 17 дифференцирования обнуляет индикацию блока 7, В исходном состоянии счетчик 21 блока 9 управления обнулен, и на выходе блока 9 управления присутствует нулевой код, который в качестве адреса поступает на блок 10 памяти векторов состояния. В соответствии с этим адресом блок 10 выдает на выход вектор исправного состояния объекта, элементы которого соответствуют номинальным значениям диагностических параметров обьекта при отсутствии в нем дефектов. Значение диагностического параметра, преобразованное датчиком 1 в напряжениее, поступает на блок 2 унификации, Унифицированный сигнал с блока 2 унификации поступает на вход АЦП 3, где он преобразуется в цифровой код и подается на первый вход вычитающего блока 4, где происходит вычисление разности кодов, поступающих с АЦП 3 и блока 10 памяти векторов состояния, Код разности с выхода вычитающего блока 4 поступает на первый вход 5 сравнения, на второй вход которого подается допустимое значение отклонения текущего значения параметра от номинального с блока 8 задания допустимой погрешности.

Если значение разности на выходе вычита1ощего блока 4 меньше допустимого значения, то выходной сигнал блока 5 сравнения соответствует уровню логического "0". При отсутствии сигналов логической "1" на выходах блоков сравнения всех каналов 5>-5п объект считается исправным, о чем свидетельствует индикация нулевого кода в блоке 7.

Если значение разности на выходе вычитающего блока 4 превышает допустимое значение, то на выходе блока 5 сравнения появляется сигнал логической "1", который поступает на второй вход блока 9 управления. При появлении сигнала логической "1" хотя бы на одном из входов блока 9 управления, устройство автоматически переходит в режим распознавания дефекта. При этом на выходе элемента ИЛИ 16 блока 9 управления также появляется сигнал логической

"1", который проходит через элемент И 19 и устанавливает в единичное состояние триггер 14. Выходной сигнал триггера 14 поступает на первый вход элемента И 18 и разрешает поохождение импульсов с генератора 15 на счетный вход счетчика 21, Этот же сигнал с выхода триггера 14 подается на третий выход блока 9 управления и далее

45 поступает на второй вход блока элементов

И 12, Выходной код счетчика 21, соответствующий номеру дефекта, поступает на блок памяти векторов состояния в качестве адреса. В соответствии с этим адресом с блока

10 памяти векторов состояния на вторые входы вычитающих блоков 41 — 4п поступают значения диагностических параметров, характерные для дефекта с данным номером, Код разности с выхода вычитающего блока

4) — 4п поступает на вход соответствующего квадратора 61 — 6n, предназначенного для получения квадрата входной величины. Выходные коды квадраторов 61 — б1суммируются в блоке 11 суммирования, и через блок элементов И 12 значение суммы поступает на первый вход блока 5п+1 сравнения. На второй вход блока 5n+I сравнения подается величина, хранимая в блоке 13 памяти суммы. Если значение, поступающее с блока 11 суммирования, меньше величины, храни" мой в блоке 13 памяти суммы, то на выходе блока 5n+I сравнения появляется сигнал floгической "1", который разрешает перезапись меньшей суммы в блок 13 памяти суммы. Этот же сигнал поступает на первый вход блока 9 управления и разрешает прохождение выходного кода счетчика 21 через элементы И 22 — 22п на вход оегистра 24.

Затем содержимое счетчика 21 увеличивается на единицу и процесс вычисления суммы (2) повторяется для следующего дефекта.

Период повторения импульсов генератора 15 выбран с учетом времени, необходимого для формирования суммы (2) от момента поступления адреса на вход блока

10 памяти векторов состояния.

Когда код на выходе счетчика 21 станет равным номеру последнего дефекта, на выходе схемы 23 сравнения появится сигнал логической "1", который через блок 25 задержки устанавливает и нулевое состояние триггеры 14 и 20, обнугяет счетчик 21 и поступает на вторые входы элементов И

26I — 2бп, разрешая прохождение выходного кода с регистра 24 на вход блока индикации.

Сигнал с выхода блока 25 задержки поступает также на второй управляющий вход блока 13 памяти суммы и производит запись в регистр максимального числа (устанавливает все разряды регистра в единичное соТаким образом, в блоке 7 индицируется номер наиболее вероятного дефекта, а вход триггера 14 блокируется элементом И 19.

Для проведения повтооного распознавания достаточно снова нажать кнопку "Пуск" на блоке 9 уравления. Если переход в режим распознавания был вызван прохождением

1681310 сбоя, то на индикации блока 7 останется нулевой код.

Формула изобретения

Устройство для диагностики неисправностей технических объектов, содержащее

N датчиков измеряемых параметров, N блоков унификации, К вычитателей, N блоков сравнения и блок задания допустимой погрешности, выходы которого соединены с первыми входами блоков сравнения, вторые входы которых соединены с выходами вычитателей, выходы датчиков измеряемых параметров соединены с входами блоков унификации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, е целью повышения достоверности контроля за счет статистической обработки резульгатов измерения, в него введены N аналого-цифровых преобразователей, N квадраторов, блок суммирования, блок элементов И, (N+1}-й блок сравнения, блок памяти суммы, блок индикации,.блок памяти векторов состояния и блок управления, информационные входы которого соединены с выходами блоков сравнения, вход разрешения — с выходом (N+1)-ro блока сравнения и входом разрешения блока памяти суммы, информационный вход и вход записи которого соединены соответственно с выходом блока элементов И и выходом записи блока управления, выход запуска которого соединен с первым входом блока элементов И, второй вход которого соединен с выходом блока суммирования, входы которого соединены с выходами квадраторов, входы которых соединены с выходами соответствующих блоков сравнения, вход и выход аналого-цифровых преобразователей соединены cooTBGTGTBGHHo с выходами блоков унификации и входами уменьшаемого вычитателей,.входы вычитаемого которых соединены с выходами блока памяти векторов состояния, вход адреса которого соединен с выходом адреса блока управления, информационный выход и выход сброса которого ь

2О

ЗО

4С соединены соответственно с информационным входом и входом сброса блока индикации, выход блока элементов И соединен с вторым входом (И+1 -го блока сравнения, причем блок управления содержит первый и второй триггеры, генератор импульсов, элемент ИЛИ, элемент дифференцирования, первый и второй элементы И, первую и вторую группы элементов И, счетчик, схему сравнения, кнопку "Пуск", регистр и блок задержки, вход которого соединен с выходом совпадения схемы сравнения, а выход — с первыми входами элементов И второй группы, входами сброса первого и второго триггеров, счетчика и является выходом записи блока управления, выходы счетчика соединены с входами схемы сравнения, первыми входами первой группы элементов

И и являются адресным выходом блока управления, информационные входы и выходы регистра соединены с выходами элементов И первой группы и вторыми входами элементов И второй группы, выходы которых являются информационным выходом блока управления, к входу разрешения которого подключены вторые входы элементов И первой группы, входы элемента ИЛИ являются информационными входами блока управления. а выход соединен с первым sxoдом второго элемента И, выход которого соединен с входом установки первого триггера, выход которого является выходом запуска блока управления и подключен к первому входу первого элемента И, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора импульсов и счетным входом счетчика, первый контакт кнопки "Пуск" подключен к шине питания блока управления, а второй кон акт — к входу установки второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И и входом элемента дифференцирования, выход которого является выходом сброса блока управления, 1681310 ,7итнчиг

rema .7+5 Исидор

ncrpueempz

Фиг.1

Вы & 23

Ф

Ыаг. 4

Составитель В,Гришин

Редактор Т,Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец

Заказ 3313 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101