Способ контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации

Способ контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации

Реферат

 

Использование: измерительная техника, для диагностирования неисправностей коммутатора с многоступенчатой структурой соединения ключевых элементов, управляемых позиционными кодами каждой ступенью в составе измерительных систем, предназначенных для измерения сигналов от большого количества тензорезисторов. Сущность: осуществляют измерение выходных сигналов тензорезисторов, индикацию результатов измерений, подсоединение устройства индикации к устройству диагностирования, построчное считывание на него из устройства индикации результатов измерений и диагностирование неисправностей коммутатора. Результаты измерений выводят на устройство индикации по каждой исполнительной части коммутатора построчно, в каждой строке количество результатов измерений равно количеству линий позиционного управления ключевыми элементами первой ступени исполнительной части коммутатора, количество строк равно частному от деления количества каналов исполнительной части коммутатора на количество результатов измерения в строке. По результатам измерений, соответствующих обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, определяют наличие и тип неисправности для соответствующей ступени управления коммутатора. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной техники и может быть использовано для диагностирования неисправностей коммутатора с многоступенчатой структурой соединения ключевых элементов, управляемых позиционными кодами каждой ступенью, в составе измерительных систем, 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 случае обрыва или замыкания между собой выводов тензорезисторов, но и при возникновении неисправностей в цепях управления ключевыми элементами измерительных каналов коммутатора. Так, при обрыве в магистрали управления коммутатора или отказах в устройстве управления коммутатора соответствующие ключевые элементы исполнительной части коммутатора при подаче на них управляющих сигналов не замкнутся, тензорезисторы не подсоединяются к измерительному устройству и результаты измерений по этим каналам коммутатора будут восприняты оператором как обрывы выводов тензорезисторов. При замыканиях линий магистрали управления между собой через соединительный кабель от устройства управления коммутатора до ключевых элементов или отказах в устройство управления коммутатора через замкнутые ключевые элементы ко входу измерительного устройства будут подсоединены два или более тензорезисторов, величина общего сопротивления параллельно подсоединенных ко входу измерительного устройства тензорезисторов окажется меньше допустимого значения диапазона измерения измерительного устройства и результаты измерений будут восприняты оператором системы как короткое замыкание выводов соответствующих тензорезисторов. Таким образом, неконтролируемые отказы в цепях управления коммутатора приводят к потере информации от работоспособных тензорезисторов. Для устранения этого явления в системах необходимо вводить контроль работоспособности цепей управления и диагностики неисправностей коммутатора.

Известно устройство для контроля работы управляющей части релейного коммутатора матричного типа (Е.Г. Зубов "Устройство для контроля работы управляющей части релейного коммутатора матричного типа", а.с. СССР N 272402, H 04 B 3/46, 1970 г.). В устройстве реализован способ контроля сигналов шин управляющей части коммутатора матричного типа, основанный на априорном знании величины этих сигналов во времени. Устройство состоит из двух блоков: один для контроля изменяющихся в процессе опроса каналов коммутаторов сигналов на горизонтальных шинах коммутатора, другой для контроля сигналов на вертикальных шинах коммутатора. Работоспособным является состояние, при котором выбирается одно реле исполнительной части коммутатора. Это осуществляется подачей позиционных кодов на вертикальные и горизонтальные шины коммутатора. Например, в процессе опроса каналов коммутатора одна из вертикальных шин должна иметь нулевой уровень сигнала, а все остальные - низкий уровень, в это же время одна из соответствующих горизонтальных шин должна иметь низкий уровень сигнала, а все остальные нулевой. Все другие уровни сигналов на шинах свидетельствуют о неисправном состоянии устройства управления коммутаторов, о чем в этих случаях устройство контроля выдает сигнал.

Известное устройство может быть применено для контроля работоспособности управляющей части коммутатора с многоступенчатой структурой соединения ключевых элементов в исполнительной части для случая, когда дешифрирование двоичных кодов управления происходит в самой управляющей части коммутатора, а по магистрали управления и исполнительным частям для каждой ступени передается позиционный код, в котором имеется одна логическая единица, а остальные логические нули.

Если считать, например, логической единицей отрицательный уровень сигнала, а логическим нулем -положительный уровень, то блок для контроля уровней сигналов на горизонтальных шинах матричного коммутатора может быть применен для контроля работоспособности каждой группы линий магистрали управления. При этом, если, например, коммутатор имеет три ступени ключевых элементов, то необходимо иметь три группы линий магистрали управления и три блока контроля. Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не может быть применено для диагностирования неисправностей, так как оно не приспособлено для поиска неисправностей.

Известен способ контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации (Е. Г. Зубов, И.А. Кодина, А.И. Лебедева "Способ контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации", патент РФ 2.028641 01 R 31/28 по заявке N 4875487/21(100336). Способ предназначен для диагностирования неисправностей коммутатора матричного типа в тензометрических измерительных системах и заключается в измерении сигналов тензорезисторов, индикации результатов измерений по строкам и столбцам, адреса которых соответствуют адресам горизонтальных и вертикальных шин матрицы коммутатора, подсоединении устройства индикации к устройству диагностирования, считывании на него из устройства индикации результатов измерений по строкам и определении величины и типа неисправности в коммутаторе по горизонтальным и вертикальным шинам.

Недостаток известного способа состоит в том, что его нельзя использовать для диагностирования неисправностей коммутатора с многоступенчатой структурой соединения ключевых элементов в исполнительных частях. Структура такого коммутатора отличается от структуры матричного коммутатора. В нем нет горизонтальных и вертикальных шин управления и поэтому операция, связанная с индикацией результатов измерений по строкам и столбцам, адреса которых соответствуют адресам горизонтальных и вертикальных шин матричного коммутатора, и все последующие за ней операции в коммутаторе с многоступенчатой структурой соединения ключевых элементов в исполнительных частях не могут быть реализованы.

Задача состоит в том, чтобы повысить достоверность и сократить потери измерительной информации от тензорезисторов измерительной системы, а также сократить время поиска неисправностей в коммутаторе с многоступенчатой структурой соединения ключевых элементов, упpавляемых позиционным кодом, за счет обнаружения с последующим устранением неисправностей в цепях управления коммутатором, которые приводят к неприсоединению или соответственно одновременному присоединению двух или более тензорезисторов ко входу измерительного устройства.

Техническим результатом изобретения является выполнение диагностирования неисправностей коммутатора с многоступенчатой структурой соединения ключевых элементов, управляемых позиционным кодом.

Технический результат достигается тем, что в известном способе контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации, заключающемся в измерении сигналов тензорезисторов, индикации результатов измерений, подсоединении устройства индикации к устройству диагностирования, построчном считывании на него из устройства индикации результатов измерений и диагностировании неисправностей коммутатора, при котором из общего количества каналов коммутатора с показаниями, соответствующими обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации выделяют каналы, показания которых соответствуют обрывам или коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации из-за неисправностей в цепях управления коммутатора, которые приводят к неприсоединению или соответственно одновременному присоединению двух или более тензорезисторов ко входу измерительного устройства, вводят новый режим индикации результатов измерений, заключающийся в том, что результаты измерений построчно, в каждой строке их количество равно количеству линий позиционного управления ключевыми элементами первой ступени исполнительной части коммутатора, количество строк равно частному от деления количества каналов исполнительной части коммутатора на количество результатов измерения в строке, выводят на устройство индикации, и вводят новый режим определения неисправностей коммутатора, заключающийся в том, что по результатам измерений, соответствующих обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, определяют наличие и тип неисправности для соответствующей ступени управления коммутатора.

На фиг.1 представлена блок-схема тензометрической измерительной системы; на фиг.2 функциональная схема коммутатора с трехступенчатой структурой соединения ключевых элементов в исполнительных частях и дешифрированием двоичных кодов управления в управляющей части коммутатора.

Измерительная система (фиг. 1) состоит из коммутатора 1 с многоступенчатой структурой соединения ключевых элементов в исполнительных частях для поочередного подсоединения тензорезисторов ко входу измерительного устройства 2, устройства управления измерительной системой 3 и устройства индикации 4. К измерительной системе подсоединяют устройство диагностирования 5.

Коммутатор 1 может быть релейным (контактным) и бесконтактным. Для примера рассмотрим бесконтактный коммутатор 1 (фиг.2) на 64 канала с дешифрированием двоичных кодов в управляющей части коммутатора.

Коммутатор 1 состоит из управляющей части 6, магистрали управления 21 и исполнительных частей 32, 50, на 16 аналоговых входов каждая.

Управляющая часть 6 состоит из двоичного счетчика 7, двоично-десятичных дешифраторов 8-10 и магистральных усилителей 11-20. Магистраль управления 21 содержит линии управления, соединенные с одной стороны с магистральными усилителями, с другой стороны с резисторами 22- 31, которые соединены с источником напряжения Е. Каждая исполнительная часть 32, 50 содержит ключевые элементы, соединенные между собой в три ступени. Первую ступень образуют ключевые элементы 33-44, их 16, на фиг.2 4 ключевых элемента не изображены. Вторую ступень образуют ключевые элементы 45-48, а третью ступень ключевой элемент 49. Ключевые элементы выполнены на интегральных микросхемах, например, 168КТ2В. Ключевые элементы 33-44 по выходу соединены с соответствующими ключевыми элементами 45-48, а по входу они соединяются с тензорезисторами по 4-проводной схеме. Ключевой элемент 49 по входу соединен с выходами ключевых элементов 45-48, по выходу с измерительной магистралью, которая соединена с входом измерительного устройства 2. К измерительной магистрали подсоединяются выходы всех 4-х исполнительных частей (на фиг.2 изображены две исполнительные части 32 и 50). Управление ключевыми элементами исполнительных частей осуществляет управляющая часть 6 тактовыми импульсами ТИ, поступающими от устройства 3, через линии магистрали управления 21, с которыми соединены первая, вторая и третья ступени ключевых элементов.

Способ осуществляют следующим образом. Последовательно подключают тензорезисторы через коммутатор 1 ко входу измерительного устройства 2. Производят измерения сигналов тензорезисторов и результаты измерений для каждой исполнительной части коммутатора построчно представляют на устройстве индикации 4. Количество результатов измерений в строке равно количеству линий управления, предназначенных для позиционного управления ключевыми элементами первой ступени коммутатора таким образом, что импульс, открывающий ключевые элементы, появляется на одной соответствующей линии управления, при этом на остальных линиях управления первой ступенью коммутатора появляются импульсы, закрывающие ключевые элементы первой ступени. Количество строк результатов измерений, выведенных на устройство индикации 4, равно частному от деления количества каналов одной исполнительной части коммутатора на количество результатов измерений в одной строке.

В качестве устройства индикации 4 может быть использован дисплей ЭВМ, цифропечатающее устройство или мнемосхема с цветовой индикацией отклонений результатов измерений от нормы. Могут быть использованы три цвета сигнализации: результат измерения сигнала тензорезистора находится в диапазоне измерения один цвет, результат измерения выходит за предел измерения со знаком "минус", что соответствует, например, одновременному подсоединению двух или более тензорезисторов по входу измерительного устройства из-за неисправностей в коммутаторе или замыканию измерительных выводов тензорезистора между собой, -другой цвет, и, наконец, результат измерения тензорезистора выходит за предел измерения со знаком "плюс", что соответствует обрыву в цепи сбора измерительной информации или неподсоединению тензорезистора к измерительному устройству из-за обрыва в линии управления - третий цвет. Если по условиям эксперимента нет необходимости в подсоединении тензорезисторов ко всем входам коммутатора, то предварительно по строкам осуществляют индикацию значений, соответствующих обрыву тензорезисторов по этим каналам коммутатора.

Затем к устройству индикации 4 подсоединяют устройство диагностирования 5, считывают на него из устройства 4 по строкам результаты измерений и по результатам измерений, соответствующим обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, определяют наличие и тип неисправности для соответствующей ступени управления коммутатора. При этом каналы коммутатора, к которым не подсоединены тензорезисторы, в анализе неисправности не участвуют.

Устройство диагностирования 5 представляет собой логическое устройство, выполняющее следующие логические операции: если результаты измерений, соответствующие обрывам цепей сбора информации, расположены в столбец, то имеется обрыв в линии управления первой ступенью исполнительной части коммутатора с таким же номером, что и номер столбца, или имеется неисправность в канале управления этой линией; если результаты измерений, соответствующие обрывам цепей сбора информации, расположены в одной строке, то имеется обрыв в линии управления второй ступенью исполнительной части коммутатора с таким же номером, что и номер строки, или имеется неисправность в канале управления этой линией; если результаты измерения, соответствующие обрывам цепей сбора информации расположены во всех строках, то имеется обрыв в линии управления третьей ступенью той исполнительной части коммутатора, для которой зафиксирована такая ситуация, или имеется неисправность в канале управления этой линией; если результаты измерений, соответствующие короткому замыканию цепей сбора информации, расположены в двух или более столбцах, то имеется короткое замыкание между линиями управления первой ступенью исполнительной части коммутатора с такими же номерами, что и номера столбцов, или имеется неисправность в каналах управления этими данными; если результаты измерений, соответствующие короткому замыканию цепей сбора информации, расположены в двух или более строках, то имеется короткое замыкание между линиями управления второй ступенью исполнительной части коммутатора с такими же номерами, что и номера строк, или имеется неисправность в каналах управления этими линиями; если результаты измерений, соответствующие короткому замыканию цепей сбора информации расположены во всех строках для соответствующих исполнительных частей коммутатора, то имеется короткое замыкание между линиями управления третьей ступенью исполнительных частей коммутатора с такими же номерами, что и номера соответствующих исполнительных частей или имеется неисправность в каналах управления этими данными.

В качестве устройства диагностирования может быть применена ЭВМ, функция устройства диагностирования может выполнять также оператор системы. В этом случае оператор просматривает выведенные на устройство индикации результаты измерений и определяет по результатам измерений, соответствующих обрывам или коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, наличие и тип неисправности в соответствии с правилами логических операций, приведенный для устройства диагностирования.

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

Формула изобретения

Способ контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации в измерительной системе с многоступенчатой структурой соединения ключевых элементов в исполнительных частях коммутаторов, управляемых позиционным кодом, заключающийся в измерении сигналов тензорезисторов, индикации результатов измерений, подсоединении устройства индикации к устройству диагностирования, построчном считывании на него из устройства индикации результатов измерений и диагностировании неисправностей коммутатора, при котором из общего количества каналов с показаниями, соответствующими обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, выделяют каналы, показания которых соответствуют обрывам или коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации из-за неисправностей в цепях управления коммутатора, которые приводят к неприсоединению или соответственно одновременному присоединению двух или более тензорезисторов к входу измерительного устройства, отличающийся тем, что результаты измерений выводят на устройство индикации по каждой исполнительной части коммутатора построчно, в каждой строке количество результатов измерений равно количеству линий позиционного управления ключевыми элементами первой ступени исполнительной части коммутатора, количество строк равно частному от деления количества каналов исполнительной части коммутатора на количество результатов измерений в строке, и по результатам измерений, соответствующим обрывам и коротким замыканиям в цепях сбора измерительной информации, определяют наличие и тип неисправности для соответствующей ступени управления коммутатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2