Устройство для распознавания динамических характеристик объектов

 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для распознавания технического состояния объектов при диагностировании их состояния по динамическим характеристикам. Цель изобретения - расширение области применения за счет увеличения класса распознаваемых объектов путем обеспечения возможности получения реальных динамических характеристик объектов. Устройство содержит блок управления, управляемый источник питания, ключ, измерительный блок, генератор, аналоговый коммутатор, блок сопряжения, аналого-цифровой преобразователь, блок задания решающего правила и контроллер. Цель достигается введением управляемого источника питания, ключа, измерительного блока, аналогового коммутатора и контроллера. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 06 К 9/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4427418/24 (22) 17,05.88 (46) 30.07.91, Бюл. № 28 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Е,В.Савчук, Г.Б.Сердюк, В,Г.Усатенко, Н.С.Попова, И.В;Шерстюк и А.Я.Свистунов (53) 681.12.008(088.8) (56) Патент США ¹ 3707598, кл. 178-68, 1972.

Авторское свидетельство СССР

¹ 622126, кл, G 06 К 9/00, 1978 (прототип). (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПОЗНАВАНИЯ

ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОБЪЕКТОВ (57)Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть.ис-, Изобретение относится к автоматике, измерительной и вычислительной технике, в частности к методам неразрушающего контроля и распознавания технического состояния объектов (например, радиоизделий) при диагностировании по их динамическим характеристикам.

Цель изобретения — расширение области применения устройства за счет увеличения класса распознаваемых динамических характеристик объектов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 — структурная схема блока измерения.

Устройство для распознавания динамических характеристик объектов содержит блок управления 1, выход которого соединен с управляющими входами аналогового коммутатора 2, управляемого источника 3 питания и ключа 4, информационный вход которого соединен с выходом управляемого

„„Ж„„1667118 А1 пользовано для распознавания технического состояния объектов при диагностироеании их состояния по динамическим характеристикам. Цель изобретения — расширение области применения за счет увеличения класса распознаваемых объектов путем обеспечения возможности получения реал ьн ых динамических характеристик объектов, Устройство содержит блок управления, управляемый источник питания, ключ, измерительный блок, генератор, аналоговый коммутатор, блок сопряжения, аналогоцифровой преобразователь, блок задания решающего правила и контроллер. Цель достигается введением управляемого источника питания, ключа, измерительного блока, аналогового коммутатора и контроллера. 2 ил. источника 3 питания, выход ключа 4 подключен к первому входу блока 5 измерения, второй вход которого подключен к генератору 6, а первый выход — к входу блока 7 сопряжения, а второй выход — к информационному входу аналогового коммутатора 2. выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 8, выход которого соединен с информационным входом контроллера 9, выход блока 7 сопряжения соединен с входом блока 10 задания решающего правила, первая шина вход-выход которого соединена с блоком 1 управления, а вторая.шина вход-выход блока 10 поразрядно соединена с шиной вход-выход контроллера 9, выход которого является выходом устройства.

Блок 5 измерения (фиг. 2) содержит последовательно соединенные измерительный мост 11, балансный модулятор 12 и

1667118 усилитель 13, а также блок переключателей

14, связанный с мостом 11 и усилителем 13.

Автоматическая настройка устройства на данный обьект заключается в автоматическом выборе параметров необходимого испытательного воздействия, а также пара метров, используемых при решении классификационной задачи. Настройка осуществляется до начала регистрации ди, намической характеристики объекта блоком, контроллера 9.

Слово состояния органов настройки

, блока 5 измерения на тип объекта представ ляет собой двоичное число, соответствую, щее положению переключателей 14. Предполагается, что с помощью блока 5 измерения можно фиксировать динамические

) характеристики объектов, например сопро, тивлений, в широком диапазоне их электри, ческих параметров. При этом каждому номиналу сопротивления соответствуют па. раметры испытательного воздействия от уп, равляемого источника 3 питания, а также . определенные значения параметров и признаков, определяющих распознаваемые классы при их классификации.

Блок 7 сопряжения — репрограммируемое постоянное запоминающее устройство, (РПЗУ) — играет роль матричного шифрато ; ра, преобразующего код, поступающий на

, его шину адреса, к сжатому виду.

Блок 10 задания решающего правила содержит РПЗУ, мультиплексор и демультиплексор. По шине адреса страниц от блока 7 устанавливается адрес страницы РПЗУ, на который записаны параметры команды

, управления для блока 1 и решающее прави, ло конкретного типа диагностируемых изде лий для контроллера 9.

Работа устройства рассматривается на примере его использования для исследования непроволочных резисторов по динамическим характеристикам.

Исследуемый объект подключается к блоку 5 измерения. Блок 1 управления производитт пуск всего устройства.и обеспечивает его переключение в режимы

"Настройка", Балансировка". "Измерение", Ключ 4 управляется с помощью сигнала, поступающего на его вход управления по шине иэ блока 1. При этом укаэанная шина представляет собой один из управляющих выходов блока 1. Этот сигнал открывает ключ 4 только в режимах

"Балансировка" и "Измерение". Требуемый момент появления этого сигнала и его длительность в режиме "Измерение" определяется программно блоком 1, 5

Для точной балансировки измерительного моста 11 на него подается постоянное напряжение, выбранное из соотношения номинальных мощности и сопротивления исследуемого резистора

При достижении равновесия четырехплечего моста 11 блока 5 по установленному значению магазина сопротивлений можно определить начальное сопротивление исследуемого резистора, В режиме "Измерение" на измерительный мост 11 от управляемого источника 3 питания через ключ 4 подается импульс постоянного напряжения или тока, обеспечивающего максимальную мощность нагрева током всех составных частей резистора без разрушающего действия. Величина этого напряжения рассчитывается по формуле

U =2 vK Є„. (В), (2) где К вЂ” коэффициент перегрузки по мощности для обеспечения максимального джоулевого разогрева неразрушающей мощности;

Яхо — исходное сопротивление наблюдаемоIo резистора с номинальной мощностью рассеивания Р .

Передний фронт испытательного импул ьса обеспечивается при помощи ключа 4.

Под влиянием этого импульса происходит динамический разогрев исследуемого резистора, вследствие чего изменяется его сопротивление и нарушается предварительно установленное магазином сопротивлений равновесие моста блока 5. На выходе блока

5 появляется напряжение рассогласования, представляющее собой медленно меняющееся во времени напряжение, которое и является динамической характеристикой резистора, характеризующей его техническое состояние.

Длительность измерения динамических характеристик обеспечивается блоком 1.

Управление модулятором 12 блока 5 производится от генератора 6. В случае, когда модулятор 12 находится в состоянии отпирания, на его выходе появляются импульсы, амплитуда которых пропорциональна сигналу рассогласования моста. Сигнал управления вырабатывается блоком 1 таким образом, что напряжение с выхода усилителя 13 блока 5 поступает на выход аналогового коммутатора 2 лишь во время подачи испытательного напряжения на мост

11 блока 5 при измерении динамических

1667118 характеристик. Во всех остальных случаях(в том числе и в режиме "Балансировка" ) на выходе блока 2 присутствует напряжение питания.

При программировании РПЗУ блока 7 необходимо по каждому из возможных адресов, образуемых блоком 14, выход которого подключен к шине адреса РПЗУ, занести числа, соответствующие определенной странице блока 7.

После включения устройства генератор

6 начинает работать в автоколебательном режиме. Переключатель 14 блока 5 "Настройка — балансировка — измерение" находится в положении "Настройка". При этом в

РПЗУ блока 7 выбрана страница, соответствующая режиму "Настройка". Контроллер 9 работает под управлением программы, находящейся в его резидентной памяти.

Блок 1 управления осуществляет запуск, синхронизацию и останов устройства.

Контроллер 9 определяет период начала и конца регистрации, поступающей на него из блока 8 информации по ее содержанию, Так, в режимах "Настройка" и "Балансировка" блок 2 скоммутирован таким образом, что на его выходе находится напряжение питания.

При этом на выходе АЦП 8 присутствует код, соответствующий напряжению питания. Контроллер 9 начинает регистрацию цифровых отсчетов сигнала. поступающих из блока 8 после изменения очередного поступившего числа с максимального значения {напряжение питания) до значения, близкого к нулевому (так как в начальный момент сигнал на выходе блока измерения близок к нулевому уровню), Это происходит после переключения блока 2. Конец режима

"Измерение" контроллер 9 определяет по установлению на выходе блока 8 неизменяющегося кода, соответствующего напряжению питания. При этом с выхода блока 5 измерения через блок 2 в блок 8 поступает сигнал, представляющий собой динамическую характеристику объекта. Одновременно эта динамическая характеристика, преобразованная блоком 8 к цифровому виду, "запоминается" контроллером 9 (т,е. заносится в оперативное запоминающее устройство контроллера). После этого контроллер 9 с помощью шин управления, данных и адреса подключается к РПЗУ блока 10 задания решающего правила, выбирает из соответствующих ячеек установленной страницы значения параметров, используемых при классификации динамических характеристик, осуществляет решение классификационной задачи и выдает результат на выход устройства. После этого тэ + тэ.кр т л.с. + л.с. к р.

S <Вкр;

0 < тэ < гэ.кр;

0 < тл.с < л.с.кр;

S Sap, Х 6А, если

30 (3) Х6В. если.

35 где А,  — классы диагностических характеристик (виды физических или технических

40 состояний изделий); т,, — электрическая постоянная времени,c; тл с — ДЛИтЕЛЬНОСтЬ ЛОЖНОГО СтаРта (т.Е, длительность участка характеристики от на45 чала отсчета до точки перехода через нуль или изменения знака характеристик), с;

S — крутизна характеристики, мВ/с; 3 кр 7л c.Kp SKp критические значения указанных величин.

50 Алгоритм работы блока классификации контроллера 9 по принципу многократной дихотомии, реализующий правила (3), содержит процедуры поиска качественных признаков, а затем количественных параметров и признаков динамических характеристик. Результат классификации выдается через порты контроллера 9.

Формула изобретения

Устройство для распознавания динамических характеристик объектов, содержаконтроллер 9 отключается от РПЗУ блока 10 и ждет поступления очередной команды по цепи блоков 1-2-8-9.

Таким образом, полный цикл работы ус5 тройства состоит в следующем. В исходном состоянии переключатель "Настройка — балансировка — измерение" находится в положении "Настройка". К блоку 5 измерения подключается диагностируемый объект. Ес10 ли перед этим исследовался объект с другим номиналом сопротивления (или другими параметрами), оператор производит повторную настройку блока 5 измерения.

Контроллер 9 осуществляет классификацию

15 динамических характеристик.

Распознавание динамических характеристик производится программным путем согласно определенному решающему правилу, хранящемуся в блоке 10 и соответст20 вующему конкретному типу объекта диагностирования.

Например, в качестве решающего правила распознавания динамических характеристик резисторов может быть принято:

1667118

Фиг, I

Боку 2 б

7 щее аналого-цифровой преобразователь, генератор и последовательно соединенные блок сопряжения, блок задания решающего правила и блок управления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения области применения за счет увеличения класса распознаваемых объектов, введены управляемый источник питания, ключ, 1 измерительный блок, аналоговый коммута, тор и контроллер, причем выход блока управления соединен с управляющими входами аналогового коммутатора, ключа и управляемого источника питания, выход которого соединен с информационным входом ключа, выход которого подключен к первому входу блока измерения,. второй вход которого подключен к генератору, первый выход — к входу блока сопряжения, а второй

5 выход — к информационному входу аналогового коммутатора, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соеди нен с информационным входом контроллера, 10 выход блока сопряжения соединен с входом блока задания решающего правила, шина вход-выход которого поразрядно соединена с шиной вход-выход контроллера, выход которого является выходом устройства,