Устройство прогнозирования работоспособности радиоэлектронной аппаратуры

Устройство прогнозирования работоспособности радиоэлектронной аппаратуры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной и испытательной технике. Может быть использовано для диагностики и прогнозирования работоспособности радиоэлектронной аппаратуры в процессе производства и эксплуатации. Цель изобретения повьшение достоверности прогнозирования - достигается за счет увеличения глубины диагностики контролируемых устройств. Для этого в .устройство дополнительно введены блок 1 термопреобразователей и блок 14 вычисления интенсивности отказов. Кроме того, устройство содержит блок 2 нормализаторов , коммутатор 3, аналогоцифровой преобразователь 4, блок 5 памяти, экстраполятор 6, умножитель 7, блок 8 сравнения, блок 9 индикации , блок 10 управления, логический (Л анализ-атор 11, блок 12 априорных вероятностей внезапных отказов, блок 13 формирования допусков. Состав блоков 8 и 10 и их функциональные схемы приводятся в описании изобретения. 5 ил. tc Од

СОЮЗ COBETCHHX

СОЙИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН др 4 G 0 1 R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3834621/24-21 (22) 29.12.84 (46) 15. 10.86. Бюл. В 38 (72) А.Д.Битков, В.М.Выборов, П.Г.Филиппов и Г.СвХулап . (53) 621.317(088.8) (56) Носов В.В., Кухарских А.К, Многоточечные преобразователи температуры. — Приборы и системы управ— ления, 1982, и 109 с. 16-18.

Устройство нормирования уровня сигнала. — Приборы и техника эксперимента, 1982, У 6, с. 91.

Авторское свидетельство СССР

11р 566211, кг. G 01 R 31/28, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной и испытательной технике. Может быть использовано для диагностики и прогнозирования

„„SU„„1264116 А 1 работоспособности радиоэлектронной аппаратуры в процессе производства и эксплуатации. Цель изобретения повьппение достоверности прогнозирования — достигается эа счет увеличения глубины диагностики контролируемых устройств. Для этого в .устройство дополнительно введены блок 1 тер- . мопреобразователей и блок 14 вычисления интенсивности отказов. Кроме того, устройство содержит блок 2 нормализаторов, коммутатор 3, аналогоцифровой преобразователь 4, блок 5 памяти, экстраполятор 6, умножитель

7, блок 8 сравнения, блок 9 индикации, блок 10 управления, логическии анализатор 11, блок 12 априорных вероятностей внезапных отказов, блок

13 формироваиия допусков. Состав апо- С ков 8 и 10 и их функциональные схемы приводятся в описании изобретения.

5 ил.

1264116

30

50

Изобретение относится к контрольно-измерительной и испытательной технике и может быть использовано для диагностики и прогнозирования работоспособности радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) в процессе производства и эксплуатации.

Цель изобретения — повышение достоверности прогнозирования за счет .увеличения глубины диагностики контролируемых устройств.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2-5 — структурные схемы блоков сравнения, управления, априорных вероятностей внезапных отказов и вычис-! ления интенсивности отказов.

Устройство содержит блок 1 термопреобразователей, блок 2 нормалиэаторов, коммутатор 3, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 4, блок 5 запоминания, экстраполятор 6, умножитель 7, блок 8 сравнения, блок 9 индикации, блок 10 управления, логический анализатор 11, блок 12 априорных вероятностей внезапных отказов, блок

13 формирования допусков, блок 14 вычисления интенсивности отказов.

Блок 8 сравнения содержит первый

15 и второй 16 приемные регистры, элемент 17 сравнения, выходные элементы И 18.

Блок 10 управления содержит блок

19 анализа признаков выполнения команды, счетчик 20 команды, регистр

21 адреса команды, блок 22 делителей частоты, перепрограммируемый запоминающий блок 23, регистр 24 команд, дешифратор 25 команд.

Блок 12 априорных вероятностей внезапных отказов содержит приемный регистр 26, первый блок 27 умножения, второй блок .28 умножения, выходные элементы И 29 °

Блок 14 вычисления интенсивности отказов содержит первый регистр 30, первый дешифратор 31, второй регистр

32, второй дешифратор 33, накапливающий сумматор 34.

Выходы блока 1 термопреобразователей соединены со входами блока 2 нормализаторов, выходы которого соединены с входами коммутатора 3, управляющий вход которого соединен с шестым выходом блока 10 управления, а выход — с входом аналого-цифрового преобразователя 4, управляющий вход которого соединен с пятым выходом блока 10 управления, а выход — с первым входом блока 5 запоминания, второй вход которого соединен с четвертым выходом блока 10 управления, а выход — с первым входом экстраполятора 6, второй вход которого соединен с первым выходом логического анализатора 11, второй выход которого соединен с вторым входом умножителя 7, первый вход которого соединен с выходом экстраполятора 6, третий вход— с выходом блока 12 априорных вероятностей внезапных отказов, а выход— с вторым входом блока 8 сравнения, первый вход которого соединен с первым выходом блока 13 формирования допусков, первый выход — с входом блока 9 индикации, вход-выход которого соединен с первым входом-выходом блока 10 управления, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом блока 8 сравнения, второй выход которого соединен с первым входом блока 14 вычисления интенсивности отказов, второй вход которого соединен с выходом логического анализатора 11, третий вход — с третьим выходом блока 10 управления, а выход с вторым входом блока 12 априорных вероятностей внезапных отказов, первый выход которого соединен с восьмым выходом блока 10 управления, второй выход которого соединен со входом блока 13 формирования допусков.

Блок 1 термопреобразователей предназначен для преобразования температуры поверхности контролируемых элементов или температуры окружающей их среды в узлах и блоках в электрический сигнал, В одном из -вариантов технического решения блок 1 состоит из многоточечного преобразователя температуры и измерительных преобразователей сигналов термопар и термометров сопротивления А 614-7.

Блок 2 нормализаторов предназначен для усиления сигналов низкого уровня до уровня, обеспечивающего нормальную работу АЦП, и может быть построен на основе транзисторных усилителей с управляемыми коэффициентами усиления.

Блок 5 запоминания слуз;ит для хранения кодов измеряемых параметров и включает.в себя ОЗУ, связанное с накопителем, например, на магнитной ленте, магнитных дисках и пр. Записанная на накопителе информация по

1264116 команде с блока 10 управления считывается в 03У и хранится в нем в тече— ние времени работы устройства. В конце цикла прогноза текущие значения контролируемых параметров из ОЗУ переписываются в накопитель, что поз— воляет сохранять информацию о текущих значениях контролируемых параметров для следующих циклов при выключении устройства. 10

Экстраполятор 6 служит для вычисления значения контролируемого параметра на время прогноза. В соответствии с используемым в предлагаемом устройстве алгоритмом прогноза, учи- 5 тывающим постоянство скорости изменения контролируемых параметров на интервале прогноза и одинаковый шаг прогноза для всех циклов работы, в состав экстраполятора 6 входят два ZO регистра, сумматор-вычитатель и выходной регистр.

Умножитель 7 предназначен для умножения экстраполируемого значения выходного параметра на коэффициент 25

К, учитывающий влияние внезапных отказов на работоспособность контролируемого устройства.

Блок 8 сравнения служит для срав- З0 нения экстраполируемого значения контролируемого параметра с предельно допустимым значением и выполняет дополнительные функции по трансляции кода прогнозируемого значения темпе- 35 ратуры в блок 14 вычисления интенсивности отказов. Поэтому, кроме перво †.

ro 15 и второго 16 приемных регистров, элемента 17 сравнения кодов экстраполируемых и предельно допусти-40 мых значений контролируемых параметров, блок 8 сравнения дополнительно содержит выходные элементы И 18, подключенные своими входами к выходам первого приемного регистра 15, а вы- 45 ходами — к блоку 14.

В блоке 8 сравнения при А > В по признаку "1" вырабатывается сигнал Тоден" и по сигналу с блока 10 управления производится трансляция В 50 через выходные элементы И 18 в блок

14 вычисления интенсивности внезапных отказов. Если А < В, то по при— знаку "0" по команде с блока 10 управления вырабатывается сигнал "He годен", в блоке 9 индикации индицируется номер потенциально ненадежного элемента или узла и выдается команда на прекращение работы устрой— ства. (А и  — сравниваемые числа) .

Блок 9 индикации служит для визуального контроля выполнения алгоритма прогнозирования работоспособности контролируемой аппаратуры и включает в себя регистры для хранения кодов времени прогноза, их преобразователей и дешифраторов, обеспечивающих работу сегментных индикаторов, а также регистра для хранения кодов контролируемого параметра, элемента или узла.

Блок 1.0 управления служит для организации процесса прогнозирования работоспособности контролируемого устройства в соответствии с заданным алгоритмом с учетом температуры его элементов, узлов и блоков.

Блок 19 анализа признаков предназначен для приема и анализа признаков выполнения команд, после которых следуют условные переходы в алгоритме работы, разрешения формирования кода следующего адреса команды в зависимости от прошедших признаков.

Блок 19 может быть выполнен в виде мультиплексора на интегральных схемах.

Блок 22 делителей частоты обеспечивает получение управляющих сигналов для выполнения операций с заданной частотой.

Перепрограммируемый запоминающий блок 23 служит для хранения кодов команд, реализуемых блоком 1О управления.

Регистр 24 команд предназначен для хранения кода команды в течение времени ее выполнения, а дешифратор 25 команд — для вьдачи управляющих сигналов на соответствующие блоки устройства, обеспечивающие выполнение заданного алгоритма.

Коды всех команд хранятся в блоке 23. Выбор требуемой команды определяется ее адресом, который образуется числом, содержащимся в счетчике 20 команды. Каждая следующая команда содержится в ячейке памяти блока 23, адрес которой на единицу больше адреса хранения предьдущей команды. Адрес следующей команды образуется прибавлением единицы к содержимому счетчика 20 команды и за— писывается в регистр 21 адреса команды. По содержимому этого регистра осуществляется выборка команд из блока 23 и пересылка в регистр 24 ко12641 1(> манд. Г соответс "БИ13 с кадом дешифратор 25 команд Вырабатывает ряд управляющих сигналов, -астт-, которых пос.тупает в элемент управления GJIQка 22 делителей частоты, который в зависимости от кода поступтизшей команды определяет длину и состав последовательности чисел, формируемой генератором. Остал rible сигналы дешифратора поступают на соатветствуюшие 10 .узлы всех блоков устройства и производят необходимые оператд1и 13ад поступающими данными, выполнение которых контролируется в блоке 79 анализа признаков выполнения комя51д11.ПОСле прохождения требуемого числа таки паст>упленjisi clip!! G HG с C? vor

13 цр я б д l bm G Е I C j ((И 1 >та т1 т) т(О > >тт я Н r В Ь1— полнения команды, разр ешак)щей пер е- 21? ход к следутощей команде программы, код которой хранится U одной r!3 ячеек блока 23 .

Логический анализатор 1! предназначен для сравнетптя измеренных 3!1G- 25 чений кант1?0?птруемь х параметров с допусками случайного отклапения этих

1JGPGl>rPTPOI3 Ката>)ЫЕ Б130ДЯ ", "Я ПЗ бл 0— ка 13 (1)ормирования допуск()Б.

БЛОК 7 2 GIIpllop1!E!Z Б = р 051T iiQCT(>!Й

ВнезЯпных отказав Обет.-..псчlтттае 131.<т)тс-ление указанной вет)051тттаст)1 и ко; официента К, учитывающего глнят>пе Внезапных orêG3îâ на работас .(?;..c?E)ri()c ь

3 . Уст РОПСТБ(1 ПО 11ОСТЕПЕ ИНЫМ а 1 КЯ >ЯМ .

I1pl1 нампlтатlьных температурных режн-

МЯХ ВСЕХ Эпт»1(>тттот) 1»3 >10тт liii!. Р!1»10 ность ОТ1<.!30Б каliTp05!31рj(е :1ОГО уcтр.)й" ства име(.т 1втнт11та)1ьпу10 ве515тч11ну > с аат

В Е>ТС 1ВУ10ЩУЮ Gl!PHOP EIУ?!0 !3PP 0!i T E1() Ст r> внезапных отказов и коэффициент К близок к едпнттце, например 1,!. Пт?и

УХУДШЕНИИ TPIIJIOBE, РЕЖИМОВ ЭЛ(тт(.i!:r r)B и узлов возрастает величин ннтенс) ности отказов и коэффициент К, Вычис-. ляемый по формуле

К = SI. (t ) =- Л(7: — =. "3)

)1 l> где Л вЂ” масштабный коэфа)511>11е >1Т, P(t) — априорная вероятность

Бнезапньтх 0:1)<Я.3(>13 у(":, Oi?:1— ствя за время t„,, пгагнозя; суммарная иllтенсl(Б110(?TI>

ОтказoD 1(oHTpoлl:j!j е1к?Га устройства.

Для упращетнтя блока 12 Б пр(:.для-— гяемам устройстве априорная вероятпасть Бне >я)1ных отказав вычисляется па упрощенной d>opMy )re

I (t,) которая при Высокой надежности комплектующих элемептов и узлов современной электронной базы обеспечивает вычисление Р(t„g с достаточной для

ПРаКтИКП тат1130СТЬ10.

Блок 1 3 (!)QpMHpoBGEIH51 JIQIIускав служит для хранения и выдачи по команде с блока 10 управления допусков слу— чайных отклонений и предельно допустимых значений контролируемых параметров.

Блок 14 служит для определения табличным методом интенсивности 5т отi казан злемептав с учетом температуры их поверхности, интенсивности П

0 KG 3013 УЗ?1013 \1 6ЛОКОБ (У>ЧЕТОГ> ТЕ>М пе!)GTУPb1 их ОК1?УжЯ!ОЩей cPP!rbl5 Я TGK

Рс БЫЧИСЛЕттИЯ С?т"-1"IЯР НОЙ ИНТСНСИВНОСТlт

Всего устройства. Блок 14 состоит из двух одинаковых 1

Устройства работает следующим обР 1 = = - 1.

IIG rrP>p33Qм этапе по величине измеp:I1!l(?l1 те т(1еряту7?ы ПОБ(рхнОсти элсМ(.)1ТOB и ТС.".1НЕРЯТ; Р1» В <ОНтРОЛИРУЕ:и>1х точках уз.тов и блоков проверяют работоспособность элементов и сборок

Б Ма.т(.пт Ko!1" РОЛЯ и B 11РОГНОЗИР .,тЕМОМ

>1НТFI)B(1 1" БРЕМЕ11И. Я T>LIGKP BblHHCJI5!—

"1НТент- сс-HBI!Qcl ь QTI

Чт)ЛЯЕТСЯ 3 Ян 1ЗЫ->HCJIP!!IIÅ!1 ЗпачЕНИЯ

„(О =,01>)оii!! т> 1 »G C и 13Б>одам его B умттоКттг Е)1Ь / .

1!G ВTQp(,;1 этап(па В51ход13ьтм IIGааметпам прог11(?31:т)уют работocljoñoáность устрайсгва r;o постепен11ым аткаЭат! 5 НО С ">IC ОМ >(Pi?5IT klQCTH BHCÇG!i

НЫХ ОТКЯЗО 3. .. JrPKT3?H r(>Cr(riP CHBilGJIbl С ЭЛОКЯ 1 т>Е"? 101>1)" 0(тр(> 3()т>Я3 Е>>Е)т П(>стуттаю1 На

1>110!(2 Hопмятп- >GTQpo>3 где приводятся к Одному 1!GpGMåòðó напряжения. Па

Ko »анде с блокG 10 управления, KQM11утатар 3 подклю-тает перьый канал

О х. (=1)13агo Kc?EiTI?OJIHp>J(маго элемента к Входу АЦП 4, О выхода AIII! 4 код

ПC)CT т11ЯЕ 1 т> 3 ЛОГ11Ч(>СE>HH ЯНЯПт!За ГQ ? в ка-l. р()м cðGB IHBGpтся 1тзмерен-Ejo() зняченис с допускам)1,, определя:.:.м"lмlт слу тайными ОтклОнениями конт

p0J! Ejp ypмОГО пярютетра . Знячения этих

7 1264 допусков хранятся в блоке 13 формирования допусков и вводятся в анализатор 11 по команде с блока 10 управления.

Если величина контролируемого

5 параметра выходит за пределы случайного отклонения, то его значение из логического анализатора 11 поступае на вход экстраполятора 6, на второй вход которого подается значение предыдущего измерения этого парамет— ра. Вместо этого кода в блок 5 запоминания записывается текущее значение контролируемого параметра, кото— рое будет использовано в следующем цикле прогноза. Прогнозируемое значение контролируемого параметра как сумма его текущего значения с приращением за интервал прогнозирования в умножителе 7 умножается на коэффициент К = 1 и поступает в блок 8 сравнения, на второй вход которого с блока 13 формирования допусков вводится предельно допустимое значение контролируемой температуры. 25

Если в результате сравнения экстраполируемое значение контролируемой температуры будет находиться в до— пуске к концу интервала прогнозиро— вания, то в блок 9 индикации поступает сигнал "Годен", а в блок 14 транс— лируется значение температуры элемента или узла, с учетом которой определяется его интенсивность отказов.

Блок 10 управления выдает команду 35 на контроль температуры поверхности следующего элемента и т.д. до последнего, после него аналогичным образом обрабатываются результаты измерения температуры в узлах и блоках контролируемого устройства. При выходе прогнозируемого значения температуры поверхности элемента или температуры внутри узла (блока) за пределы допустимого значения, в блок 9 индикации поступает сигнал "Не годен", включается транспарант "Не годен" и указывается номер неисправного элемента или узла. После устранения причин, вызывающих недопустимое повыше- 5О ние температуры, проверка по первому этапу повторяется, вычисляется априорная вероятность внезапньгх отказов устройства и значе же коэффициента К.

На втором этапе аналогичным обра- 55 зом производится обработка результатов измерения выходных параметров, но экстраполируемое значение контро116 8 лируемого параметра в умножителе 7 перемножается на значение коэффициента К - "1, полученное в блоке t2 с учетом априорной вероятности внезапных отказов, вычисленной при реальных режимах .и рабочей температуре элементов и узлов контролируемого устройства.

Результат умножения поступает на один вход блока 8 сравнения, на второй вход которого из блока 13 формирования допусков поступает предельно допустимое значение контролируемого выходного параметра.

Если значение контролируемого вы— ходного параметра находится в допуске, то в блок 9 индикации поступает сигнал "Годен" и блок 10 управления выдает команду на контроль следующего параметра и т.д. При выходе контролируемого выходного параметра за пределы допуска в блок 9 поступает сигнал "Не годен", фиксируется номер этого параметра, но контроль остальных параметров продолжается. Если же при сравнении выходного параметра в логическом анализаторе 11 его текущее значение не выходит за пределы случайного отклонения, то этот параметр не экстраполируется, а сразу поступает в умножитель 7. Далее обработка результатов измерения аналогична вышеописанной. формула изобретения

Устройство прогнозирования работоспособности радиоэлектронной аппаратуры, содержащее последовательно соединенные клеммы для подключения выходов объекта контроля, блок нсрмализаторов, коммутатор и аналогоцифровой преобразователь, блок запоминания, логический анализатор, умножитель, блок сравнения, блок индикации, блок управления, экстраполятор, блок априорных вероятностей внезапных отказов, блок формирования допусков, первый выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом умножителя, первый вход которого соединен с выходом экстраполятора,.первый вход которого соединен с выходом блока запоминания,первый вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразователя и первым входом логического анализатора, второй вход которого соединен с первым выходом блока управления,пер12641)6!

I0

rY Ьлакаи 9, 10

ВЫ1! RX()g EH !ХОД KOTQPOI" 0 СОЕД1!Н(Е1! (Входом-Fll lxOF10M б!!Ока инд1!кации, Вход

Которого C ОHJlи1 1 В!1 С первhFM вblXОДОМ блока сравнения, второй вход экстраполятОра соед1!нен с перВым ВыхОдОм 5 логического анализатора, Второй выход кОторОГO сОединен с HTopbll ВходОм умноя(ителя, третий вход которого соед!и!ен с выходом блока априорных вероятностей внезапных отказов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности прогнозирования, в него введены блок T(pMQ преобразователей и блок вычисления интенсивности отказов, первый вход которого соединен с вторым выходом б..1ока срав не ния, второй вход — с третьим Выходом логического анализатора, третий вход которого соеди!!еl! с вторым выходом блока формирования 20 допусков, Вход которого eñ единеH с

ВТОрым ВыходОм блока упраВле!и!я,тре тий ВыхОд которОГО соединен с тре гьим Входом блока В!.! !!!еле!!ия HHTHH сивности отказов, четвертый выход с вторым входом блока запоминания, третий вь!ход — с управляющим Входом аналого-цифрового преобразователя, шестой Выход — с управляющим входом коммутатора, второй вход-выход блока управления соединен с входом-выходом блока сравнения, седьмой выход — с третьим входом экстраполятора ВОсьмОЙ Elblxop — с п(.рным Входом блока априорных вероятностей внезапHblx отказов, второй вход которого соединен с выходом блока В(!числения интенсин— ности отказов, выходы блока термопреоб— разователей соединены с соответствуюп(ими входами блока нормализаторов.

1264116

/7риу

А4

+ &июу7

Фью 4 тиг

Составитель Н.Помякшева

Техреду Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор А.Ревин

Заказ 5557/46 Тирах 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4