Способ контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации

Способ контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации

Реферат

 

Область использования: для диагностирования неисправностей коммутатора матричного типа в измерительных системах, предназначенных для измерения сигналов, поступающих от большого количества тензорезисторов. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют сигналы тензорезисторов и индицируют в порядке опроса каналов матричного коммутатора результаты измерений, соответствующих обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, отличительной особенностью которого является дополнительный контроль матричного коммутатора, с использованием результатов которого можно определить однозначно номер вертикальных и горизонтальных шин отказавшего элемента объекта контроля. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для диагностирования неисправностей коммутатора матричного типа в измерительных системах, предназначенных для измерения сигналов, поступающих от большого количества тензорезисторов.

Цепи сбора измерительной информации включают в себя тензорезисторы и измерительные каналы коммутатора. Результаты измерений воспринимаются оператором системы как обрывы или короткие замыкания тензорезисторов не только в случаях обрыва или короткого замыкания выводов тензорезисторов, но и при возникновении неисправностей в цепях управления ключевыми элементами измерительных каналов коммутатора, так как при обрыве шин матрицы коммутатора или отказах в устройстве управления коммутатором соответствующие ключевые элементы коммутатора при его опросе не замыкаются, тензорезисторы не подсоединяются к измерительному устройству и результаты измерений для этих каналов коммутатора восприняты оператором как обрывы выводов тензорезисторов; при коротких замыканиях шин матрицы коммутатора между собой через соединительный кабель от устройства управления коммутатором до ключевых элементов или при отказах в устройстве управления коммутатором через замкнутые ключевые элементы к входу измерительного устройства одновременно подсоединяются два или более тензорезисторов, величина общего сопротивления параллельно соединенных тензорезисторов оказывается меньше допустимого значения диапазона измерения измерительного устройства и результаты измерения воспринимаются оператором системы как короткие замыкания соответствующих тензорезисторов. Таким образом, неконтролируемые отказы в цепях управления коммутатором приводят к потере информации от работоспособных тензоре- зисторов. Поэтому важно отличать обрывы и короткие замыкания выводов тензорезисторов от неисправностей в устройстве управления коммутатором, а также от обрывов и коротких замыканий в шинах матрицы коммутатора.

Известно устройство для контроля работы управляющей части релейного коммутатора матричного типа. В устройстве реализован способ контроля потенциалов вертикальных и горизонтальных шин управляющей части коммутатора матричного типа, основанный на априорном знании этих величин потенциалов в зависимости от времени. Устройство состоит из двух блоков: один блок - для контроля изменяющихся в процессе опроса каналов коммутатора потенциалов горизонтальных шин коммутатора, а другой блок - для контроля потенциалов вертикальных шин коммутатора. Работоспособным является состояние, при котором выбирается одно реле коммутатора, что обеспечивается определенными уровнями потенциалов на вертикальных и горизонтальных шинах коммутатора. Например, в процессе опроса каналов коммутатора одна из вертикальных шин должна иметь нулевой потенциал, а все остальные - низкий потенциал, в это же время одна из соответствующих горизонтальных шин должна иметь низкий потенциал, а все остальные - нулевой. Все другие значения потенциалов шин свидетельствуют о неисправном состоянии устройства управления коммутатором, о чем в этих случаях сигнализирует устройство контроля.

Недостаток известного устройства состоит в том, что устройство не может быть применено для диагностирования неисправности, так как оно лишь сигнализирует о наличии неисправности, не указывая в какой из шин матрицы имеется обрыв или короткое замыкание. Кроме того, применение устройства ограничено только релейным коммутатором матричного типа, обрывы и короткие замыкания в цепях управления бесконтактным коммутатором известное устройство не контролирует.

Известен способ контроля работоспособноти цепей сбора измерительной информации, заключающийся в измерении сигналов тензорезисторов и представлении результатов измерений, соответствующих обрывам и коротким замыканиям тензорезисторов.

Способ реализован, например, в измерительной системе, в которой признаком обрыва или короткого замыкания выходов тензорезисторов является переполнение (с учетом знака) разрядов выходного регистра аналого-цифрового преобразователя: если переполнение со знаком "плюс" - то обрыв, если со знаком "минус" - то короткое замыкание. Известный способ позволяет контролировать наличие обрывов или коротких замыканий в цепях сбора измерительной информации.

Недостаток способа состоит в том, что он не позволяет раздельно контролировать обрывы и короткие замыкания выводов тензорезисторов, обрывы и короткие замыкания в шинах матрицы коммутатора, отказы в устройстве управления коммутатором, тем более известный способ не позволяет осуществлять диагностирование неисправностей коммутатора.

Целью изобретения является обеспечение возможности диагностирования неисправностей коммутатора матричного типа.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации, включающем операции измерения выходных сигналов тензорезисторов и индикации в порядке опроса каналов матричного коммутатора результатов измерений, соответствующих обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, вводят новый режим индикации результатов измерений оборванных и закороченных цепей сбора измерительной информации, заключающейся в том, что осуществляют индикацию результатов этих измерений по строкам и столбцам, адреса которых соответствуют адресам горизонтальных и вертикальных шин матрицы коммутатора, и вводят новые операции подсоединения к устройству индикации устройства диагностирования, считывания на него из устройства индикации по строкам результатов измерений, соответствующих обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, и определения наличия и типа неисправности в коммутатора по горизонтальным и вертикальным шинам.

На фиг. 1 представлена блок-схема тензометрической измерительной системы; на фиг.2 - функциональная схема релейного матричного коммутатора.

Измерительная система состоит из матричного коммутатора 1 датчиков, измерительного устройства 2, устройства 3 управления и устройства 4 индикации, к которому подсоединяют устройство 5 диагностирования. В качестве устройства 5 может быть использован дисплей ЭВМ, цифропечатающее устройство, графопостроитель или мнемосхема с цветовой индикацией отклонений результатов измерений от нормы.

Коммутатор 1 датчиков может быть релейным (контактным) или бесконтактным (на ключевых элементах из транзисторов или микросхем). Релейный коммутатор 1 матричного типа, для примера на 64 канала (см. фиг.2), содержит устройство управления, в состав которого входят двоичный счетчик 6, на вход которого поступают тактовые импульсы (ТИ) от устройства 3, дешифраторы 7 на 16 выходов и дешифраторы 8 на 4 выхода, усилители-формирователи 9--13 и 14-17 и ключевые элементы на реле. Реле имеют обмотки 18-37. Обмотки реле соединены с диодами 38-57. При этом обмотки 18-21 с одной стороны соединены с первой вертикальной шиной, а с другой стороны - с катодами диодов 38-41, аноды которых соединены соответственно с первой, второй, третьей и четвертой горизонтальными шинами. Соответственно обмотки реле 22-25 соединены с второй вертикальной шиной, аноды диодов 42-45 - соответственно с первой, второй, третьей и четвертой горизонтальными шинами и т.д. до шестнадцатой вертикальной шины. Цепи сброса в "0" и контакты реле на фиг.2 не изображены. Бесконтактный коммутатор 1 вместо реле и диодов содержит, например, элементы И на диодах и резисторах. Выходы элементов И используются для выработки управляющих сигналов на транзисторы, которые являются ключевыми элементами.

Способ осуществляют следующим образом.

Последовательно подключают через коммутатор 1 к входу измерительного устройства 2 тензорезисторы. Результаты измерений, соответствующие обрывам и коротким замыканиям тензорезисторов, представляют на устройстве 4 индикации по строкам и столбцам аналогично матрице коммутатора, состоящей из горизонтальных и вертикальных шин. Если устройство 4 индикации выполнено на мнемосхеме с индикацией отклонений результатов измерений каждого датчика от нормы с помощью индикаторных цветных лампочек (трехцветные лампочки для каждого датчика), то для диагностирования неисправностей коммутатора достаточно индикаторные лампочки расположить по строкам и столбцам в соответствии с порядком опроса датчиков и с количеством коммутирующих элементов в горизонтальных и вертикальных шинах матричного коммутатора.

Если по условиям эксперимента нет необходимости в подсоединении тензорезисторов ко всем входам коммутатора, то предварительно по строкам и столбцам матрицы осуществляют индикацию значений, соответствующих обрыву тензорезистора. Это необходимо выполнить для того, чтобы искать неисправность в коммутаторе для подсоединенных тензорезисторов.

Затем к устройству 4 индикации подсоединяют устройство 5 диагностирования, считывают на него из устройства 4 по строкам результаты измерений, соответствующие обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, и определяют наличие и тип неисправности на вертикальных и горизонтальных шинах коммутатора в зависимости от расположения результатов измерений оборванных и закороченных цепей сбора информации по строкам и столбцам матрицы.

Устройство диагностирования представляет собой логическое устройство, выполняющее следующие логические операции: - для релейного коммутатора: если результаты измерений, соответствующие обрывам цепей сбора информации, расположены по одному из столбцов или соответственно одной из строк матрицы, то имеется обрыв в цепи такого же номера вертикальной или соответственно горизонтальной шины коммутатора или имеется неисправность в канале управления этой шиной. Если результаты измерений, соответствующие короткому замыканию цепей сбора информации, расположены по двум или нескольким столбцам или соответственно строкам матрицы, то имеется короткое замыкание между шинами коммутатора с такими же номерами. Если все результаты измерений соответствуют обрыву цепей сбора измерительной информации, то имеется обрыв в измерительной цепи коммутатора.

- Для бесконтактного коммутатора, в котором имеются логические элементы И на диодах и резисторах: если результаты измерений, соответствующие короткому замыканию в цепях сбора измерительной информации, расположены по всем столбцам или соответственно строкам матрицы, кроме одного (одной), то номер этого столбца (строки) соответствует номеру оборванной вертикальной или соответственно горизонтальной шины коммутатора или неисправности в канале управления этой шиной. Если результаты измерений, соответствующие обрыву в цепях сбора информации, расположены по двум и более столбцам или соответственно строкам матрицы, то имеется короткое замыкание между вертикальными или соответственно горизонтальными шинами коммутатора с такими же номерами.

В качестве устройства диагностирования может быть применена ЭВМ, функции устройства диагностирования может выполнять также человек - оператор системы. В этом случае оператор просматривает выведенные по строкам и столбцам на устройство 4 индикации результаты измерений, соответствующие обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации. Если оператор определяет, что обрывы или короткие замыкания имеются по одной или более строке или столбцу, то он делает заключение о типе неисправности в соответствии с правилами логических операций, приведенных для устройства диагностирования.

Применение способа сокращает потери, повышает достоверность измерительной информации по сравнению с системами, не имеющими диагностирования неисправностей коммутатора, на 80-90%, и сокращает время на поиск неисправностей в коммутаторе в 1,5-2 раза.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЦЕПЕЙ СБОРА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ, заключающийся в измерении сигналов тензорезисторов и индикации в порядке опроса каналов матричного коммутатора результатов измерений, соответствующих обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля путем выявления неприсоединения или одновременного присоединения двух и более тензорезисторов через матричный коммутатор к входу измерительного устройства, осуществляют индивидуальную индикацию результатов измерений каждого измерительного канала, соответствующего обрывам или коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, по строкам и столбцам, адреса которых соответствуют адресам горизонтальных и вертикальных шин матрицы коммутатора, затем к устройству индикации подключают устройство диагностирования, которое считывает по строкам из устройства индикации результаты измерений, соответствующие обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, полученные результаты измерений сравнивают с заданными значениями, определяют наличие и тип неисправности в матричном коммутаторе по вертикальным и горизонтальным шинам.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2