СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЯ, АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ УСИЛИТЕЛЯ Российский патент 2003 года по МПК G01R17/00 G05B23/00 

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к автоматизированным системам контроля (АСК) электрических параметров усилителя при проведении приемо-сдаточных и предъявительских испытаний.

Известно автоматизированное средство измерений, в котором используется метод образцовых сигналов и образцовых приборов (1).

Структурная схема автоматизированной поверки при использовании метода образцового сигнала состоит из последовательно соединенных управляющей ЭВМ, КОП(канал общего пользования), источника сигнала, поверяемого прибора, образцового прибора, при этом второй выход источника сигнала, выходы поверяемого прибора, образцового прибора, АЦПУ (аналого-цифровой программно-управляемый преобразователь) и ЭВМ подключены к КОП, а выход ЭВМ - к оператору-поверителю.

Задачей предлагаемого технического решения является сокращение времени на поверочные процедуры и повышение достоверности результатов поверки объекта контроля (электрических величин параметров усилителя).

Поставленная задача достигается тем, что способ контроля электрических величин усилителя осуществляют следующим образом: вначале задают контролируемую электрическую величину усилителя, формируют для ее проверки последовательность управляющих сигналов и исходных данных, которые затем усиливают и преобразуют из цифровой в аналоговую форму, далее формируют напряжение задающего воздействия и заданное напряжение питания, которые одновременно подают на объект контроля, принимают значение контролируемой электрической величины в виде выходного сигнала усилителя, преобразуют его из аналоговой в цифровую форму, после этого цифровой сигнал обрабатывают для определения фактического значения контролируемой электрической величины и сравнивают это значение с требуемым значением.

Для осуществления способа известную автоматизированную систему контроля электрических параметров усилителя, содержащую ПЭВМ и объект контроля, снабжают последовательно соединенными двухсторонними связями блоком буферизации 7 и блоком оптронной развязки 8, блок буферизации 7 вторым входом связан с блоком управления данными 9, а третьим входом - с блоком дешифратора адреса 10, причем вход блока управления данными 9, третий вход блока буферизации 7 и вход блока дешифратора адреса 10 связаны двухсторонними связями с персональной управляющей ЭВМ 1, а блок оптронной развязки 8 второй двойной связью - с блоком регистров управления 12, параллельно соединенный с блоком цифрового аналогового преобразователя 11, при этом выход блока регистров управления 12 образует шину управления, которая связана с параллельно соединенными первым входом блока коммутатора входных сигналов 14, первым входом блока коммутатора выходных сигналов 15, первым входом блока датчиков тока 16, а также первым входом аналогового цифрового преобразователя (АЦП) 13 и входом блока регулируемого стабилизатора напряжения 17 блока питания 5, выход ЦАП 11 связан со вторым входом блока коммутатора входных сигналов 14, выход которого соединен с объектом контроля 4, второй вход блока коммутатора выходных сигналов 15 подсоединен к объекту контроля 4, а третий вход - к блоку датчиков тока 16, выход блока выходных сигналов 15 соединен с аналоговым цифровым преобразователем 13, в котором электрические сигналы контролируемых параметров преобразуются в цифровую форму и через блок оптронной развязки и блок буферизации поступают на системную шину ПВЭМ, блок датчиков тока 16 двухсторонней связью соединен с объектом контроля 4, а вторым входом - с блоком регулируемого стабилизатора напряжения 17 блока питания 5, кроме того принтер 6, связан двухсторонней связью с ПЭВМ.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена обобщенная функциональная блок-схема автоматизированной системы контроля электрических параметров усилителя; на фиг.2 - функциональная блок-схема устройства сопряжения; на фиг. 3 - функциональная блок-схема аппаратной части; на фиг.4 - функциональная блок-схема блока питания; на фиг.5 - схема функциональная автоматизированной системы контроля усилителя.

Способ контроля электрических величин усилителя заключается в следующем: вначале задают контролируемую электрическую величину усилителя, формируют для ее проверки последовательность управляющих сигналов и исходных данных, которые затем усиливают и преобразуют из цифровой в аналоговую форму, далее формируют напряжение задающего воздействия и заданное напряжение питания, которые одновременно подают на объект контроля, принимают значение контролируемой электрической величины в виде выходного сигнала усилителя, преобразуют его из аналоговой в цифровую форму, после этого цифровой сигнал обрабатывают для определения фактического значения контролируемой электрической величины и сравнивают это значение с требуемым значением.

Для осуществления контроля электрических параметров усилителя предлагается автоматизированная система контроля (АСК) электрических параметров усилителя (фиг. 1), содержащая последовательно соединенные двухсторонними связями персональную управляющую ЭВМ (ПЭВМ) 1 типа IBM PC AT, устройство сопряжения 2, аппаратную часть 3 и объект контроля 4 (усилитель), а также блок питания 5, связанный двухсторонней связью с аппаратной частью, и принтер 6, связанный двухсторонней связью с ПЭВМ.

АСК предназначена для проведения в автоматическом режиме проверок электрических параметров электронного усилителя. При проведении проверок контролируются значения токов потребления, напряжений зоны неоднозначности, не ноля, остаточных и выходных напряжений, напряжения ограничения, отношение зон неоднозначности и коэффициента передачи усилителя.

ПЭВМ 1 управляет работой АСК и реализует весь алгоритм при проведении проверок объекта контроля 4.

Устройство сопряжения 2 обеспечивает сопряжение и гальваническую развязку системной шины ПЭВМ 1 с аппаратной частью АСК 3.

Устройство сопряжения 2 (фиг. 2) образуют последовательно соединенные двухсторонними связями блок буферизации 7 и блок оптронной развязки 8, блок буферизации 7 вторым входом связан с блоком управления данными 9, а третьим входом - с блоком дешифратора адреса 10, причем вход блока управления данными 9, третий вход блока буферизации 7 и вход блока дешифратора адреса 10 связаны двухсторонними связями с персональной управляющей ЭВМ 1, а блок оптронной развязки 8 второй двойной связью - с аппаратной частью 3.

Блок дешифратора адреса определяет адрес устройства, на которое должна поступить последовательность данных, и дает сигнал разрешения блоку управления записью 9 на формирование сигнала записи для блока буферизации 7. Блок буферизации формирует и усиливает последовательность данных, поступающих на блок оптронной развязки 8, который обеспечивает гальваническую развязку проверяемой аппаратуры от системной шины ПЭВМ 1.

Блок дешифратора адреса определяет адрес устройства, на которое должна поступить последовательность данных и дает сигнал разрешения блоку управления записью 9 на формирование сигнала записи для блока буферизации 7. Блок буферизации формирует и усиливает последовательность данных, поступающих на блок оптронной развязки 8, который обеспечивает гальваническую развязку проверяемой аппаратуры от системной шины ПЭВМ 1.

Аппаратную часть 3 (фиг. 3) заявляемой АСК электрических параметров усилителя образуют параллельно соединенные блок цифрового аналогового преобразователя 11 и блок регистров управления 12, параллельно соединенные блок коммутатора входных сигналов 14, блок коммутатора выходных сигналов 15 и блок датчиков тока 16, выход ЦАП 11 связан со вторым входом блока коммутатора входных сигналов 14, выход которого соединен с объектом контроля 4, выход блока регистров управления 12 образует шину управления, которая связана с первым входом блока коммутатора входных сигналов 14, первым входом блока коммутатора выходных сигналов 15, первым входом аналогового цифрового преобразователя (АЦП) 13, первым входом блока датчиков тока 16 и входом блока регулируемого стабилизатора напряжения 17 блока питания 5, второй вход блока коммутатора выходных сигналов 15 подсоединен к объекту контроля 4, а третий вход - к блоку датчиков тока 16, выход блока выходных сигналов 15 соединен с аналоговым цифровым преобразователем 13, блок датчиков тока 16 двухсторонней связью соединен с объектом контроля 4, а вторым входом - с блоком регулируемого стабилизатора напряжения 17.

Блок питания 5 (фиг.4) заявляемой АСК электрических параметров усилителя образует блок регулируемого стабилизатора напряжения 17, вход и выход которого связан с аппаратной часть 3.

Работа АСК происходит следующим образом.

Управляющая ПЭВМ формирует в зависимости от проводимой проверки последовательность задающих сигналов, в которых определены адреса и порядок включения устройств, коды команд управления на включение и выключение необходимых задающих воздействий, время и количество циклов измерений электрических параметров объекта контроля.

Указанная последовательность сигналов с системной шины ПЭВМ поступает в устройство сопряжения 2 на блоки буферизации 7, управления записью 9 и дешифратора адреса 10. Блок дешифратора адреса 10 определяет адреса устройств и выдает сигнал разрешения в блок управления записью 9, который формирует последовательность данных в блоке буферизации 7.

Сформированная и усиленная блоком буферизации 7 последовательность данных поступает в блок оптронной развязки 8, который обеспечивает гальваническую развязку проверяемой аппаратуры от системной шины ПЭВМ.

Далее последовательность данных поступает в аппаратную часть 3 на блок ЦАП 16 и блок регистров управления 17.

В регистре данных ЦАП хранится код, определяющий установку заданного выходного напряжения ЦАП 16, подаваемого через коммутатор входных сигналов 14 на объект контроля 4. При проведении контроля токов потребления, зоны неоднозначности, не нуля, остаточных напряжений, выходных напряжений и отношения зон неоднозначности требуемые выходные сигналы формируются на выходе ЦАП 16 и подаются на входы объекта контроля 4 коммутатором входных сигналов 14 в зависимости от кода, записанного в блоке регистров управления 12.

Логика взаимодействия различных элементов АСК при проведении проверок, сформированная управляющей ПЭВМ 1, реализуется установкой и сбросом соответствующих разрядов в блоке регистров управления 12, который управляет работой коммутаторами входных 14 и выходных 15 сигналов, АЦП 13, блока датчиков тока 16 и блока регулируемого стабилизатора напряжения 17 блока питания 5.

Набор битов блока регистров управления 12 образует шину управления.

При проведении проверок зоны неоднозначности, не нуля, остаточных напряжений, выходных напряжений, напряжения ограничения и отношения зон неоднозначности напряжение с выводов объекта контроля 4 через блок коммутатора выходных сигналов 15 поступает на вход АЦП 13.

Выбор выводов объекта контроля 4, напряжение на которых должно измеряться, осуществляется соответствующими разрядами шины управления блока регистров управления 12.

Источниками входных сигналов для блока коммутатора выходных сигналов могут быть также напряжения с блока датчиков тока 16 при проведении проверки токов потребления, он же получает от объекта контроля 4, через блок датчиков тока 16 значения токов потребления и передает их в АЦП 13.

Включение и выбор напряжения питания на объект контроля 4 осуществляется блоком регулируемого стабилизатора напряжения 17 в блоке питания 5 по сигналам шины управления блока регистров управления 12.

Результаты проверки, в виде электрических сигналов контролируемых параметров, с выводов объекта контроля 4 в аналоговой форме через коммутатор выходных сигналов 15 поступают на вход АЦП 13, где переводятся в цифровую форму и затем через блок оптронной развязки 8 и блок буферизации 7 поступают на системную шину ПЭВМ 1.

ПЭВМ 1, получая результаты по каждой из проверок в цифровой форме, производит при необходимости расчет значений контролируемых параметров объекта контроля 4 и их сравнение с величинами, заданными в технических условиях, а также выводит результаты на экран дисплея, на принтер 6 или сохраняет их в виде файла.

Источник информации
1. Книга под редакцией профессора В. А. Кузнецова "Метрологическое обеспечение и эксплуатация измерительной техники", Радио и связь, М., 1990, с.145, рис.5.1.

Использование: в измерительной технике, при проведении приемо-сдаточных и предъявительских испытаний. Технический результат: сокращение времени на поверочные процедуры и повышение достоверности результатов поверки объекта контроля. Способ заключается в том, что вначале задают контролируемую электрическую величину усилителя, формируют для ее проверки последовательность управляющих сигналов и исходных данных, которые затем усиливают и преобразуют из цифровой в аналоговую форму, далее формируют напряжение задающего воздействия и заданное напряжение питания, которые одновременно подают на объект контроля, принимают значение контролируемой электрической величины в виде выходного сигнала усилителя, преобразуют его из аналоговой в цифровую форму, после этого цифровой сигнал обрабатывают для определения фактического значения контролируемой электрической величины и сравнивают это значение с требуемым значением. Автоматизированная система контроля электрических параметров усилителя, содержит ПЭВМ, принтер, объект контроля, блок буферизации, блок оптронной развязки, блок управления данными, блок дешифратора адреса, блок цифрового аналогового преобразователя, блок регистров управления, блок коммутатора входных сигналов, блок коммутатора выходных сигналов, блок датчиков тока, а также аналоговый цифровой преобразователь и блок регулируемого стабилизатора напряжения блока питания. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ контроля электрических параметров усилителя, заключающийся в том, что вначале задают контролируемую электрическую величину усилителя, формируют для ее проверки последовательность управляющих сигналов и исходных данных, которые затем усиливают и преобразуют из цифровой в аналоговую форму, далее формируют напряжение задающего воздействия и заданное напряжение питания, которые одновременно подают на объект контроля, принимают значение контролируемой электрической величины в виде выходного сигнала усилителя, преобразуют его из аналоговой в цифровую форму, после этого цифровой сигнал обрабатывают для определения фактического значения контролируемой электрической величины и сравнивают это значение с требуемым значением. 2. Автоматизированная система контроля электрических параметров усилителя, содержащая ПЭВМ и объект контроля, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит последовательно соединенные двусторонними связями блок буферизации (7) и блок оптронной развязки (8), блок буферизации (7) вторым входом связан с блоком управления данными (9), а третьим входом - с блоком дешифратора адреса (10), причем вход блока управления данными (9), третий вход блока буферизации (7) и вход блока дешифратора адреса (10) связаны двусторонними связями с ПЭВМ (1), а блок оптронной развязки (8) второй двойной связью - с блоком регистров управления (12), параллельно соединенным с блоком цифрового аналогового преобразователя (11), при этом выход блока регистров управления (12) образует шину управления, которая связана с параллельно соединенными первым входом блока коммутатора входных сигналов (14), первым входом блока коммутатора выходных сигналов (15), первым входом блока датчиков тока (16), а также первым входом аналогового цифрового преобразователя (13) и входом блока регулируемого стабилизатора напряжения (17) блока питания (5), выход цифрового аналогового преобразователя (11) связан со вторым входом блока коммутатора входных сигналов (14), выход которого соединен с объектом контроля (4), второй вход блока коммутатора выходных сигналов (15) подсоединен к объекту контроля (4), а третий вход - к блоку датчиков тока (16), выход блока выходных сигналов (15) соединен с аналоговым цифровым преобразователем (13), в котором электрические сигналы контролируемых параметров преобразуются в цифровую форму и через блок оптронной развязки (8) и блок буферизации (7) поступают на системную шину ПЭВМ (1), блок датчиков тока (16) двусторонней связью соединен с объектом контроля (4), а вторым входом - с блоком регулируемого стабилизатора напряжения (17) блока питания (5), кроме того, принтер (6) связан двусторонней связью с ПЭВМ (1).