Способ контроля электрических цепей сложных технических изделий Российский патент 2019 года по МПК G01R31/00 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности - к способам и устройствам контроля электрических цепей (внутреннего электромонтажа и кабельных соединений) сложных технических изделий (СТИ), включая изделия вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ).

Известны способы контроля электрических цепей СТИ и устройства, реализующие данные способы.

Известные способы основаны на применении программно-управляемых измерительных приборов, которые с помощью программно-управляемых коммутаторов и технологических жгутов подключаются к контактам разъемов электромонтажа СТИ и под управлением компьютера осуществляют измерение параметров электрических цепей и контроль сохранности изоляции между автономными электрическими цепями СТИ.

Наиболее близким техническим решением, принимаемым в качестве прототипа по отношению к заявленному способу, является «Способ автоматизированного контроля электрических цепей сложных технических изделий» (RU 2554658).

Достоинством прототипа является упрощение технологических жгутов путем минимизации их количества до 2-х за счет применения поочередного контроля сохранности электрических цепей между опорным разъемом (в месте предполагаемого дефекта электромонтажа составной части СТИ) и электрически сопряженных с опорным других разъемов электромонтажа СТИ. Благодаря этому удается уменьшить габариты контрольного устройства, реализуемого способ-прототип.

Недостатками способа-прототипа, ограничивающего его применение при контроле электромонтажа на штатных местах составных частей СТИ, включая изделия ВВСТ (например, внутри кабин ВВСТ), являются достаточно большие габариты аппаратурной реализации и недостаточная эффективность. В частности, применяемая для реализации способа-прототипа автоматизированная система контроля и диагностики электрических цепей (АСКД ЭЦ) содержит в своем составе компьютер, измерительный прибор, коммутатор и два технологических жгута. Это означает, что реализация АСКД ЭЦ будет представлять собой две-три автономно переносимых конструктивных единицы, объединяемых в состав АСКД ЭЦ на месте проведения работ. Кроме того, процесс контроля состояния электрических цепей по заявленному способу с применением АСКД ЭЦ предусматривает два этапа:

1. Контроль целостности электрических цепей.

2. Контроль сопротивлений изоляции между автономными цепями изделия.

Это приводит к увеличению продолжительности контроля электромонтажа и снижению эффективности способа-прототипа.

Целью заявленного технического решения является устранение недостатков способа-прототипа по патенту RU 2554658, а именно:

1) уменьшение габаритов аппаратурной реализации способа и обеспечение удобств при работе в условиях ограниченного рабочего пространства на штатных местах составных частей СТИ (например, в кабинах СТИ, включая изделия ВВСТ);

2) снижение стоимости технической реализации способа контроля электрических цепей;

3) повышение эффективности контроля и наглядности результатов контроля состояния электрических цепей СТИ.

Техническая реализация заявленного способа поясняется на структурной схеме устройства контроля электрических цепей СТИ, приведенной на фиг.1.

В состав устройства входит компьютер 1, в память которого предварительно вводятся частные таблицы соединений, отражающие электрические цепи, связывающие контакты каждого штатного разъема объекта контроля с соответствующими контактами других штатных разъемов объекта контроля (электрически соединенных с опорным разъемом в соответствии с электрической схемой объекта контроля).

К компьютеру 1 подключены входы регистра тестовых сигналов 2 и выходы регистра сигналов отклика 3.

Выходы регистра тестовых сигналов 2 через первый технологический жгут 4 подключены к контактам опорного разъема 5 объекта контроля 6.

К входам регистра сигналов отклика 3 через второй технологический жгут 7 подключены контакты сопряженного разъема 8 объекта контроля 6.

В процессе контроля электрических цепей второй технологический жгут 7 поочередно подключают ко всем разъемам 8 из состава объекта контроля 6, электрически сопряженным с данным опорным разъемом 5 (аналогично устройству-прототипу).

Количество разрядов регистра тестовых сигналов 2 и регистра сигналов отклика 3 должно быть не меньше максимального количества контактов в любом разъеме объекта контроля 6. Нумерация разрядов регистров 2 и 3 соответствует нумерации контактов в подключаемых разъемах 5 и 8, соответственно.

Последовательность операций контроля с применением устройства фиг.1 определяется программой управления, предварительно введенной в компьютер 1 перед началом работ по контролю электрических цепей.

Перед началом реализации процедуры контроля состояния электрических цепей составной части СТИ с применением устройства контроля фиг.1 выполняют следующие подготовительные действия:

1) в память компьютера 1 вводят совокупность данных по частным таблицам соединений, описывающих электрические соединения каждого разъема 5 с другими сопряженными разъемами 8, входящими в схему электрических соединений объекта контроля 6;

2) в память компьютера 1 вводят программу управления процессом контроля состояния электрических цепей, соединяющих задаваемый оператором опорный разъем 5 с каждым электрическим сопряженным разъемом 8 объекта контроля;

3) оператор (на основе априорной информации о предполагаемом месте дефекта электромонтажа объекта контроля 6, например, на основе данных встроенной системы контроля ремонтируемой составной части объекта контроля 6) подключает первый технологический жгут 4 к заданному опорному разъему 5 и второй технологический жгут 7 к очередному сопряженному разъему 8;

4) оператор с помощью органов управления компьютера 1 задает идентификационные данные опорного разъема 5 и сопряженного разъема 8 для активизации соответствующей частной таблицы соединений этих разъемов и запускает автоматический процесс контроля состояния электрических цепей между указанными разъемами 5 и 8 объекта контроля 6.

Процесс контроля состояния электрических цепей между заданными опорным 5 и сопряженным 8 разъемами объекта контроля 6 по заявленному способу выполняется автоматически циклически под управлением программы контроля, предварительно введенной в память компьютера 1.

В каждом цикле контроля производится проверка состояния электрических соединений между очередным контактом опорного разъема 5 (номера контактов задаются в последовательности, например, от 1 до N) и контактами сопряженного разъема 8, при этом последовательно выполняются следующие действия:

1) разряд регистра контрольных (тестовых) сигналов 2, соответствующий заданному по программе контроля контакту опорного разъема 5, устанавливается в состояние «1» (единица);

2) электрический сигнал (соответствующий состоянию «1» разряда регистра контрольных сигналов 2) с выхода активированного разряда регистра 2 через электрическую цепь первого технологического жгута 4 поступает на заданный по программе контроля контакт опорного разъема 5;

3) поступивший на заданный контакт опорного разъема 5 тестовый электрический сигнал с выхода регистра 2 распространяется по всем электрическим цепям, подключенным к данному контакту в составе электромонтажа объекта контроля 6 (как по штатным электрическим цепям, так и по ложным цепям, в том числе - по цепям, которые образуются в случае замыканий внутри электромонтажа объекта контроля 6);

4) тестовый сигнал от заданного контакта опорного разъема 5 поступает по электрическим цепям на контакты сопряженного разъема 8 (при наличии электрических соединений между этими разъемами);

5) поступивший на контакты сопряженного разъема 8 тестовый электрический сигнал по соответствующим электрическим цепям (проводам) второго технологического жгута 7 поступает на входы соответствующих разрядов регистра сигналов отклика 3 и устанавливает эти разряды в состояние «1»(единица);

6) сформированный под действием тестового сигнала код состояний разрядов регистра 3 (отражающий номера контактов сопряженного разъема 8, электрически соединенных с заданным контактом опорного разъема 5) поступает в компьютер 1;

7) поступивший в компьютер 1 код, сформированный в регистре 3 под действием тестового сигнала с выхода разряда регистра 2, анализируется на соответствие данным частной таблицы соединений опорного разъема 5. По результатам анализа выявляются следующие ситуации:

- разряд регистра 3, соответствующий контакту с номером «i» сопряженного разъема 8, находится в состоянии «1» (единица). По данным частной таблицы соединений опорного разъема 5, данный контакт сопряженного разъема 8 должен иметь соединение с активированным контактом опорного разъема 5 (на который поступил тестовый сигнал с выхода разряда регистра 2). В этом случае программа контроля фиксирует целостность электрического соединения между заданным контактом опорного разъема 6 и «i-тым» контактом сопряженного разъема 8, т.е. фиксирует исправность штатного электрического соединения между этими разъемами;

- разряд регистра 3, соответствующий контакту с номером «i» сопряженного разъема 8 (который должен иметь электрическое соединение с заданным контактом опорного разъема 5) остался в состоянии «0» (ноль). В этом случае программа контроля фиксирует отсутствие штатного соединения между заданным контактом опорного разъема 5 и i-тым контактом сопряженного разъема 8 (т.е. фиксирует наличие дефекта электромонтажа в виде обрыва электрического соединения между указанными контактами);

- разряд регистра 3, соответствующий контакту с некоторым номером «к» сопряженного разъема 8, установлен в состояние «1» (единица). Однако по данным частной таблицы соединений электрического соединения контакта сопряженного разъема 8 с номером «к» с заданным контактом опорного разъема 5 не должно быть. В этом случае программа контроля фиксирует наличие дефекта электромонтажа (лишнее соединение или замыкание между заданным контактом опорного разъема 5 и «k-тым» контактом сопряженного разъема 8.

8) результаты контроля состояния электрических цепей заданного контакта опорного разъема 5 фиксируются в памяти компьютера. Компьютер 1 по программе контроля устанавливает в состояние «0» (ноль) все разряды регистров 2 и 3, устанавливает в состояние «1»(единица) очередной разряд регистра 2 и производит следующий цикл операций контроля состояния электрических соединений заданного очередного контакта опорного разъема 5 с контактами сопряженного разъема 8 объекта контроля 6, повторяет циклы контроля состояния электрических цепей для всех контактов опорного разъема 5 в соответствии с данными частной таблицы соединений, по завершении цикла контроля состояния электрических цепей для всех контактов опорного разъема компьютер 1 фиксирует в своей памяти результаты контроля и выдает эти результаты на экран компьютера 1 и (или) на принтер;

9) процесс контроля состояния электрических соединений контактов опорного разъема 5 продолжается до полного перебора всех контактов данного разъема (до завершения проверки цепей по контакту с номером N опорного разъема 5. После этого, на основе данных частной таблицы соединений, на экране компьютера 1 программа контроля выдает указание оператору о подключении второго технологического жгута 7 к очередному сопряженному разъему 8 объекта контроля 6 согласно данных частной таблицы соединений, оператор подключает второй технологический жгут 7 к очередному сопряженному разъему 8, вводит в компьютер 1 подтверждения о подключении технологического жгута 7 к очередному сопряженному разъему 8 и запускает очередной цикл контроля состояния электрических цепей между опорным разъемом 5 и очередным подключенным сопряженным разъемом 8 согласно п. 8). Процесс контроля состояния электрических цепей заданного опорного разъема 5 объекта контроля 6 продолжают до полного перебора всех сопряженных разъемов 8 объекта контроля 6, указанных в частной таблице соединений опорного разъема 5.

10) процесс контроля завершается после проверки состояния электрических соединений опорного разъема 5 со всеми сопряженными разъемами 8, указанными в частной таблице соединений.

По результатам контроля состояния электрических соединений рассмотренным способом за один проход обеспечивается полная оценка состояния электромонтажа в цепях опорного разъема (в месте предполагаемого дефекта электромонтажа). Полученная в процессе контроля рассмотренным способом информация является исчерпывающей для устранения выявленных дефектов, т.к. содержит сведения о местах дефектов (между какими контактами опорного разъема 5 и сопряженными разъемами 8 имеются дефекты электрических соединений) и видах дефектов (обрывы или замыкания).

Рассмотренный способ реализуется с использованием технических средств, известных из современного уровня техники (в том числе, применяемых при реализации прототипа).

Регистр тестовых сигналов 2 и регистр сигналов отклика 3 могут быть конструктивно выполнены на одной печатной плате, которая может быть установлена непосредственно в корпусе компьютера 1 в виде дополнительного модуля. В результате устройство будет реализовано в виде одного переносного комплекта (компьютер и два технологических жгута), что обеспечит дополнительные удобства при проведении работ по ремонту электрического монтажа составных частей образцов ВВСТ на их штатных местах (в условиях ограниченного рабочего пространства - в кабинах изделий ВВСТ).

В качестве компьютера 1 может быть использован портативный компьютер (ноутбук), известный из уровня техники. Регистр тестовых сигналов 2 и регистр сигналов отклика 3 могут быть реализованы с применением серийных интегральных схем большой степени интеграции.

Для защиты от возможных перегрузок выходы разрядов регистра тестовых сигналов 2 могут подключаться к цепям технологического жгута 4 через каскады согласующих усилителей.

Технологические жгуты 4 и 7 могут быть реализованы на основе типовой кабельной продукции (проводов, шлейфов), известных из уровня техники (аналогично устройству-прототипу).

Для обеспечения универсальности заявленного способа, подключение различных типов объектов контроля может осуществляться с помощью сменных переходных устройств (адаптеров).

Как следует из приведенного описания принципа реализации технического решения, заявленный способ обеспечивает достижение заявленного технического результата, а именно:

1) обеспечивается уменьшение габаритов реализующего способ устройства (достаточно использовать портативный компьютер 1 с установленным в него модулем регистров 2 и 3 и два технологических жгута);

2) снижается стоимость технической реализации способа (за счет исключения измерительного прибора и коммутатора, используемых при реализации способа-прототипа);

3) повышается эффективность контроля и наглядность результатов (контроль целостности электрических цепей, ложных соединений и замыканий осуществляется в один проход. Состояния разрядов регистра сигналов отклика отражают состояние электрических цепей по контактам сопряженных разъемов).

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности к способам и устройствам контроля состояния электрических цепей (внутреннего электромонтажа и кабельных соединений) сложных технических изделий, включая изделия вооружений и военной техники. Способ основан на применении контрольного устройства, включающего в свой состав портативный компьютер, к которому подключены входы регистра тестовых сигналов и выходы регистра сигналов отклика. Выходы регистра тестовых сигналов с помощью первого технологического жгута подключены к контактам опорного разъема, а входы регистра сигналов отклика с помощью второго технологического жгута подключают поочередно к контактам сопряженных разъемов, соединение которых с опорным разъемом подлежит проверке. Перед контролем электрических цепей в память компьютера вводят данные частных таблиц соединений разъемов объекта контроля с сопряженными разъемами, а также программу управления контролем. В процессе контроля компьютер по программе управления устанавливает поочередно разряды регистра тестовых сигналов в состояние «1». Электрические сигналы с выходов разрядов регистра тестовых сигналов, установленные в состояние «1», проходят по электрическим цепям от заданного контакта опорного разъема на электрически соединенные контакты сопряженного разъема и далее на входы соответствующих разрядов регистра сигналов отклика. Компьютер считывает состояние разрядов регистра сигналов отклика, сравнивает их с данными частной таблицы соединений, оценивает состояние контролируемых электрических цепей и наличие дефектов. Цикл контроля повторяется до проверки электрических соединений всех контактов заданного опорного разъема с контактами всех сопряженных разъемов, указанных в частной таблице соединений опорного разъема объекта контроля. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля электрических цепей сложных технических изделий, включая изделия вооружений и военной техники, основанный на применении контрольного устройства, включающего портативный компьютер с помещенными в его память частными таблицами соединений разъемов объекта контроля и программой управления контролем электрических цепей, подключенные к компьютеру регистр тестовых сигналов и регистр сигналов отклика, а также два технологических жгута для подключения выходов регистра тестовых сигналов к контактам опорного разъема объекта контроля и входов регистра сигналов отклика к контактам разъема, электрически сопряженного с опорным разъемом в соответствии с электрической схемой объекта контроля, отличающийся тем, что нумерацию разрядов регистра тестовых сигналов устанавливают в соответствии с нумерацией контактов опорного разъема, нумерацию разрядов регистра сигналов отклика устанавливают в соответствии с нумерацией контактов сопряженного разъема, контроль состояния электрических цепей, соединяющих каждый контакт опорного разъема с контактами сопряженного разъема объекта контроля, производят автоматически по программе управления контролем, после запуска программы контроля компьютер устанавливает в состояние «1» (единица) поочередно каждый разряд регистра тестовых сигналов, соответствующий контакту опорного разъема, электрические цепи которого подлежат проверке, электрический сигнал с выхода установленного в состояние «1» разряда регистра тестовых сигналов по первому технологическому жгуту поступает на адресованный по программе контроля контакт опорного разъема, от этого контакта по контролируемым электрическим цепям электромонтажа объекта контроля тестовый электрический сигнал поступает на соответствующие контакты сопряженного разъема, от этих контактов сопряженного разъема через электрические цепи второго технологического жгута тестовые электрические сигналы поступают на входы регистра сигнала отклика и устанавливают соответствующие разряды данного регистра в состояние «1» (единица), отображая номера контактов сопряженного разъема, электрически связанных с проверяемым контактом опорного разъема, сигналы с выходов регистра сигналов отклика, отражающие результаты проверки электрических соединений заданного контакта опорного разъема с контактами сопряженного разъема объекта контроля, поступают в компьютер, в котором сравниваются с данными частной таблицы соединений опорного разъема, при этом по программе контроля устанавливают следующие ситуации:

1) состояние «1» разряда регистра сигналов отклика с номером «i» свидетельствует о наличии электрического соединения контакта с номером «i» сопряженного разъема с заданным контактом опорного разъема;

2) состояние «0» (ноль) разряда регистра сигналов отклика с номером «i» свидетельствует об отсутствии электрического соединения контакта с номером «i» сопряженного разъема с заданным контактом опорного разъема, по результатам сравнения состояния разрядов регистра сигналов отклика с данными частной таблицы соединений программа управления контролем определяет:

а) целостность электрических цепей заданного контакта опорного разъема с контактами сопряженного разъема (при наличии состояния «1» соответствующих разрядов регистра сигналов отклика);

б) отсутствие электрических цепей между заданным контактом опорного разъема и контактами сопряженного разъема (при наличии состояния «0» соответствующих разрядов регистра сигналов отклика);

в) наличие ложных соединений и замыканий заданного контакта опорного разъема с контактами сопряженного разъема (при наличии состояния «1» разрядов регистра сигналов отклика, отражающих номера контактов сопряженного разъема, с которыми по частной таблице соединений не должно быть электрических связей у заданного контакта опорного разъема).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по завершении проверки состояния электрических цепей заданного контакта опорного разъема компьютер по программе управления устанавливает разряды регистра тестовых сигналов и регистра сигналов отклика в состояние «0» (ноль), устанавливает в состояние «1» очередной разряд регистра тестовых сигналов и проводит цикл контроля состояния электрических цепей очередного контакта опорного разъема с контактами сопряженного разъема объекта контроля, повторяет циклы контроля состояния электрических цепей для всех контактов опорного разъема в соответствии с данными частной таблицы соединений, по завершении цикла контроля состояния электрических цепей для всех контактов опорного разъема компьютер фиксирует в своей памяти результаты контроля и выдает эти результаты на экран компьютера и/или на принтер.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что по завершении проверки состояния электрических цепей между опорным разъемом и подключенным к регистру сигналов отклика сопряженным разъемом программа контроля выдает на экран компьютера указания оператору о подключении второго технологического жгута к очередному сопряженному разъему согласно данных частной таблицы соединений, оператор подключает второй технологический жгут к очередному сопряженному разъему, вводит в компьютер подтверждения о подключении к очередному сопряженному разъему и запускает очередной цикл контроля состояния электрических цепей между опорным разъемом и очередным подключенным сопряженным разъемом согласно п. 2, процесс контроля состояния электрических цепей заданного опорного разъема объекта контроля продолжают до полного перебора всех сопряженных разъемов объекта контроля, указанных в частной таблице соединений опорного разъема.