Устройство для прогнозирования постепенных отказов электронных приборов

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

О Il И С А Н И Е о)42836!

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 28.12.71 (21) 1730447/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15,05.74. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 29.05.75 (5i) М Кл 6 051т 23/02

G 06f 15/46

G 01г 31/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений н открытий (53) УДК 621.317.08 (088.8) (72) Авторы изобретения А. A. Гофман, Ю. А. Янышев, Р. Н. Цапник и В. Е. Романов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ

ПОСТЕПЕННЫХ ОТКАЗОВ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники.

Известно устройство для измерения статистических характеристик, содержащее аналого-цифровой преобразователь (АЦП), анало.го-цифровой квадратор, накопительный и реверсивный счетчики, триггеры и делитель частоты. Однако в таком устройстве вычисляются условные характеристики относительно значений случайного процесса, стационарно связанного с исследуемым, и не анализируется полученный результат.

Целью изобретения я вляется,повышение достоверности и точности прогнозирования эксплуатационной надежности,контролируе.мь|х устройств, что достигается путем вычисления на участке стационарноспи и эргодичности условной квадратичной оценки контролируемого случайного процесса. Путем сравнения вычисленных данных на соседних участках производится суждение о характере изменения условий квадратичной оценки во времени.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что в нем между суммирующим и вычитающим входами второго реверопвного счетчика и выходом второго сузьмирующего счетчика включены две схемы совпадения, вторые .входы которых соединены соответственно через схему «ИЛИ» и расширитель импульсов с выходом первого временного селектора и выходом второго триггера.

Вход .последнего через другую с ему «ИЛИ» подключен к выходу первого временного се5 лектора, вход которого соединен с одним пз выходов АЦП. Другой выход АЦП соединен с выч итающим |входом первого реверсивного счетчика, суммирующий вход которого через третью схему совпадения связан с блоком

1О памяти. Второй вход третьей схемы совпадения через схемы «ИЛИ» и «Запрет» соединен с вторым временным селектором и нуль-органом блока управления.

Для выделения участков стационарности случайного процесса устройство содержит дифференцирующий блок, один из выходов которого соединен с АЦП, а другой — с блоком управления.

На фиг. 1 изооражеиа функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— временные диаграммы егз работы.

Дифференцпрующий блок 1 устройства соединен одним выходом с АЦП 2, состоящим пз генератора 8 пилообразного напряжения, генератора 4 счетных пмпу;Ibcos, нуль-органа

5 и ключей 6 и 7, а другим со всеми решающими узлами через блок 8 управления. Один выход АЦП подключен через делитель 9 частоты счетных импульсов к суммирующему

30 счетчику l0, другой — к вычитающему. входу

428361

U,=Ê Ы=

К N! сч

l!

Х! ! =-1

Ai .! -!! и

50 б5 реверсивного счетчика 11, суммирующий вход кото!рого последовательно соединен через блок управления с блоком 12 памяти и счетчиком 10. Выход счетчика 11 подключен к накопительному! счетчику 18, выход которого соединен с аналого-цифровым квадратором

14. Последний содержит ждущий генератор

15 пилообразного напряжения, генератор 16 ,развертывающего типа, нуль-орган 17 и схему

«И» 18. Выход квадратора соединен последовательно с сурммирующим счетчиком 19 и через блок 8 управления с реверсивным счетчиком 20 и регистрирующим устройством 21.

Вторым выходом квадратор связан со счетчиком 18 через блок 8, который содержит нульорган 22, временные селекторы 28 и 24, тршгеры 25 и 26, расширитель 27 импульсов, схемы «ИЛИ» 28 — 88, схему «Запрет» 84, схемы

85, 86 и 87 совпадения н схему «ИЛИ» 88.

Работает устройство следующим образом.

Контролируемый параметр в виде напряжения U,. (см. фиг. 2) поступает на вход блока 1 и АЦП 2, в качестве которого применен преобразователь циклического действия с промежуточным преооразованием;напряжений !во временной интервал. Преобразуемое напряжение U, подается на вход нуль-о ргана

5, где оно сравнивается с линейно возрастающим напряжением Ui,. После включения АЦП под воздействием импульса, поступающего от блока 1, запускается генератор 8. С появлением развертывающего:напряжения Ui, на счетчик 10 через открытый ключ 6 и делитель

9 частоты подаются импульсы от генератора 4.

Прп Ui,= U,. с выхода нуль-органа 5 поступает импульс на ключ б, которым закрывается и прекращает подачу счетных импульсов на счетчик 10. Напряжение Ui, нарастает по линейному закону U;, = К At и в момент равенства напряжений справедливо выражение

I где К вЂ” крутизна линейно, нарастающего напряжения, At — интервал времени между началом цикла преобразования и моментом ,равенства напряжений U,- и Ui„

N — число импульсов, заполняющих интервал времени.

Делитель частоты делит проходящие на него от АЦ П импульсы на число и, где и — число периодов пилообразного напряжения развертки за промежуток времени т, что эквивалентно числу измерений параметра за время т. Счетчик 10 на промежутке времени т сумN мирует поступающие на него число ими пульсов, т. е. за это время вычисляется условное математическое ожидание параметра

gX

i=1 пгх и.

Зо

Максимальное амплитудное значение напряжения развертки Uh,(a«g выбрано заведомо больше, чем максимальное значение вхо IHopo сигнала U,. с тем, чтобы выделить время, необходимое для реализации дальнейших вычислений. С этой целью нуль-орган 22 блока 8 управления сравнивает пилообразное напряжение развертки Ui, с опорным напряжением

U„= U,.„„и фиксирует момент времени t, при котором Uo = Ц, (см. фпг. 2). Временные селекторы 28 и 24 выделяют соответственно моменты окончания промежутков времени т и т = (T+ti — 1р), где t ð — период развертывающего напряжения. Импульсом, который регистрирует конец промежутка времени т, осуществляется установка счетчика 10 в нулевое состояние и параллельная перепись результата счета из счетчика 10 в блок 12 памяти, который предварительно импульсом, соответствующим моменту окончания промежутка времени т, установлен в нулевое состояние, а также в счетчик 11. Блок памяти представ, ляет собой, например, регистр параллельного действия, опрашиваемый импульсами по окончании времени ti со схемы «Запрет» 84.

В счетчике 11 происходит вычитание условного математического ожидания пг,, вычисленного на промежутке времени т;, из текущего значения х; контролируемого параметра на промежутке времени т;+ ь 1исло импульсов частоты /.!, пропорциональное текущему значению х; контролируемого параметра, через ключ 7 циклически поступает на вычнтающий вход счетчика 11. Перед каждым циклом вычислений счетчик II устанавливается в нулевое состояние импульсом, регистрирующим момент равенства напряжений U,. и Ui,. Счетчик 11 устроен так, что снимаемое с его выхода число импульсов за один цикл вычислений пропорционально абсолютному значению разности

Абсолютное значение центрированной величии ны х; поступает с выхода счетчика П на счетчик 18, который позволяет по приходе на него результата счета фиксировать определенный уровень напряжения. Преооразованное в значение центрированной величины параметра оно подается в аналого-цифровой квадратор 14. Импульсом с нуль-органа 22 запускается генератор 15, который вырабатывает развертывающее напряжение (/р с периодом

t„— t<. Поступающее на вход нуль-органа

17 напряжение со счетчика 18 сравнивается с напряжением развертки Up. С появлением развертывающего напряжения происходит преобразование входного напряжения во временной интервал, который через схему «И» 18 заполняется импульсами с генератора 16, следующих с линейно растущей частотой. В ре428361 зультате с выхода квадратора 14 по окончании одного цикла преобразований снимается число импульсов, пропорциональное квадрату о, центрированной величины х; контролируемого параметра. По окончании квадратичного преобразования импульсом с нуль-органа 17 сбрасывается в нулевое состояние счетчик 18 и подготавливается тем самым к новому циклу преобразований. Число импульсов, снимаемое с выхода квадратора, поступает на вход счетчика 19, в котором вычисляется значение условной квадратичной оценки контролируемого параметра за промежуток времени т, т. е. х;

i=\

Вычисленный результат условной квадратичной оценки в число-импульсном виде записывается в счетчик 20 импульсом с расширителя 27, который определяет момент времени т; + Лт, где Лт (tt (см. фиг. 2). Счетчик 20 к этому моменту времени устанавливается в нулевое состояние импульсом, снимаемым с селектора 28 по окончании промежутка времени т.

Импульсом, снимаемым с расширителя 27, счетчик 19 сбрасывается в нулевое состояние, в этот же момент с приходом импульса с селектора 28 начинается процесс вычислений в счетчике 20, счетчик 20 опрашивается и устройство 21 регистрирует знак разности условных квадрати иных оценок, вычисленных на соседних промежутках времени т. В момент времени, когда скорость изменения контролируемого параметра выходит за допустимые пределы, т. е. анализируемый процесс становится нестационар ым, дифференцирующий блок 1 выдает команду в блок 8, который устанавливает все решающие узлы в исходное состояние. В исходном состоянии устройство ждет стационарности наблюдаемого процесса в пределах порога чувствительности блока I и при отсутствии на выхо,l0 блока 1 производной по параметру автоматически начинает анализ ft3 прогноз постепенного отказа наблюдаемого прибора или дат шка.

Предмет изобретения

1. Устройство для прогнозирования постепенных отказов электронных приборов, содержащее два суммирующих счетчика, блок управления, расширитель импульсов, триггеры, блок памяти, схемы «Запрет» и «11ЛИ», аналого-цифровой квадратор, выход которого соединен с вторым суммирующим счетчиком, а вход — с накопительным счетчиком, который подключен к первому реверсивному счетчику, вычитающий вход которого соединсн с аналого-цифровым преобразователем, которьш другим выходом присоединен к делителю частоты, связанному с первым суммирующим счетчиком, который присоединен к временному ceчектору II триггеру слличающееся тем, что, с целью повышения достоверности и точности прогнозирования, в нем между суммирующим и вычитающим входами ВТорого реверсивного счетчика tI выходом второго суммирующего счетчика включены две схемы совпадения, вторые входы которых соединены соответственно через схему «11ЛИ» и расширитель импульсов с выходом первого временного селектора и выходом второго триггера, вход которого через вторую схему

«ИЛИ» подключен к выходу первого временного селектора, вход которого соединен с одним из выходов аналого-цифрового преобразователя, причем другой выход аналогоцифрового преобразователя соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика, суммирующий вход которого через третью схему совпадения связан с блоком памяти, а второй вход третьей схемы совпадения через схемы «ИЛИ» и «Запрет» соединен с вторым временным селектором и нуль-органом блока управления.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что, с целью выделения участков стационар45 ности случайного процесса, оно содержит дифференцирующий блок, один из выходов которого соединен с àH÷ëого-цифровым преобразователем, а другой — с блоком управления.

428361

22 й/х. 24 алых„5

ОРх 11

Ф г 2

Редактор T. Юрчикова

Корректор 14. Симкина

Заказ 84/405 Изд, № 1592 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фпл. пред. «Патент»

Уст.„li

11 Юых. 25

Составитель В. Финогенов

Техред А. Камышникова