Устройство для контроля параметров Советский патент 1986 года по МПК G06F11/277 

К)

ел 4 ГС

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при создании систем автоматического контроля параметров сложных радиоэлектронных объектов.

Целью изобретения является повышение точности контроля.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - один из вариантов выполнения устройства) на фиг. 3 - функциональная схема блока вычисления отклонения и оценки параметров; на фиг. 4 - алгоритмработы микропроцессора.

Устройство для контроля параметров объекта 1 содержит задающий коммутатор 2, опрашивающий коммутатор

3,аналого-цифровой преобразователь

4,блок 5 вычисления отклонения и оценки параметров, блок 6 вывода результата контроля, блок 7 стимулирующих сигналов,например преобразователь код-напряжение, блок 8 программ и переключатель 9 сигналов.

В состав задающего коммут ятора 2 входят усилители 10-1 - 10-и и реле 11-1 - 11-h. Опрашивающий коммутатор 3 содержит усилители 12-1 12-h и реле 13-1 - 13-и. В аналогоцифровом преобразователе 4 показан выходной регистр 14.

В блок 5 вычисления отклонения и оценки параметров входят микропроцессор 15, блок 16 автоматического управления (например, дешифратор кодов), цифровые регистры. 17 и 18 отклонения параметра и погрешности контроля соответственно, группы элементов И 19 - 22 и группа элементов ИЛИ 23, например интерфейсные шины.

В блок 8 программ входят кнопки 24 и 25 Пуск и Сброс соответственно, элементы ИЛИ 26-28, триггер 29, генератор 30 импульсов, элемент И 31, элемент 32 задержки, усилители 33 - 36, счетчик 37, постоянно запоминающее устройство 38j дешифратор 39 команд со стробируемым входом регистры 40 и 41 команд управления коммутаторами 2 и 3 и регистры 42 и 43 кодов стимула и номинала соответственно.

В переключатель 9 сигналов входят триггер 44, усилитель 45 и реле 46. В блоке 6 вывода результата контроля показан входной регистр 47.

722

Кроме того, в состав микропроцессора 15 входят узел 48 ввода информации, узел 49 вьгоода информа1;ии, постоянно запоминающее устройство

(ПЗУ)50, узел 51 микропрограммного управления, арифметико-логическое устройство (А11У) 52 и оперативное запоминающее устройство 53.

Узел 51 микропрограммного управления содержит собственно устройство микропрограммного управления (МПУ), служащее для формирования адресов микрокоманд в зависимости от условий, поступающих из АЛЧ 52, и

микропрограммное запоминающее устройство (МПЗУ), обеспечивающее хранение микропрограмм принятой в микропроцессоре 15 системы команд. Генератор 54 обеспечивает синхронизацию работы устройств микропроцессора 15.

Микропроцессор 15 служит для выполнения арифметических операций над операндами, вводимыми в него, и для обеспечения требуемого при этом алгоритма взаимодействия блоков устройства.

Регистр 42 хранит код, а так как выход блока 7 стимулирукшр1Х сигналов подключен к объекту 1 и преобразователю 4 через коммутируемые элементы (коммутатор 2 и реле 46), управляемые от сбрасываемых регистра 40 и триггера 44, то подача сигнала Сброс на регистр 42 не обязательи

Блок 6 вывода результата в общем случае может представлять собой блок индикации, выполненный на цифровых и знаковых индикационных элементах

(например типа ИН12).

Поскольку результат контроля выдают вблок 6 преобразованным в АЛУ из двоичного кода в двоично-единичный, то вьшоды регистра 47 соедине- .

ны непосредственно с электродами индикационньтх элементов.

Регистр 42 является регистром кода стимула, регистр 43 - регистром кода номинала. Регистр 42 служит в

предлагаемом устройстве для хранения эталонного кода, равного номинальному значению параметра. Блок 7 стимулирующих сигналов формирует в этом случае эталонный сигнал, равный номинальному значению параметра.

Выходы регистра 40 являются первыми управляющими выходами блока программ, выходы регистра 41 - вторыми

31

управляющими выходами блока, выход дешифратора 39 является управляющим выходом блока программ, выход регистра 42 вторым информационным выходом блока программ, выход регистра 43 первым информационным выходом блока программ, один из входов элемента ИЛИ 26 является первым управляющим входом блока программ, один из входов элемента ИЛИ 28 - входом сброса блока программ, выход усилителя 33 является выходом сброса блока программ.

Вход устройства микропрограммного управления, входящего в состав узла 51, является входом сброса блока 5 , входы узла 48 являются первым и третьим управляющими входами блока 5, вход элемента И 19 является первым информационным входом блока 5, вход элемента И 20 - вторым информационным входом блока 5, выход узла 49 и десятый выход дешифратора 16 являются вторыми информационным и управляющим выходами блока 5, четвертый выход дешифратора 16 является третьим управляющим выходом блока 5 шестой выход дешифратора 16 - четвертым управляющим выходом блока 5, одиннадцатый выход дешифратора 16 выходом сброса блока 5, а пятый выход дешифратора 16 - первым управляющим выходом блока 5.Устройство работает следующим образом.

Сначала преобразуют в код контролируемый сигнал, сравнивают его с кодом номинального значения, вычисляя величину и знак отклонения параметра, а затем осуществляют преобразование в код образцового сигнала, равного номинальному значению параметра, сравнивают полученный результат преобразования с кодом номинального значения параметра, вычисляя погрешность измерительного тракта, и корректируют вычисленное отклонение параметра на величину определенной погрешности измерительного тракта.

Перед началом работы устройство приводят в исходное состояние подачей сигнала Сброс от кнопки 25 через -элемент ИГШ 28 и усилитель 33 на сбросовые входы всех регистров и триггеров устройства, а также на сбросовый вход микропроцессора 15.

724

В исходном состоянии содержимое регистров 14,17,18,40,41,42, 43 и 4 и оперативного запоминающего устройства 53 микропроцессора 15 равно нулю, триггер 29 и счетчик 37 сброшены, а элемент И 3 закрыт для прохождения импульсов от генератора 30

В исходном состоянии сигнальный выход блока 7 стимулирующих сигнало отключен при помощи реле 11-1 11-h задающего коммутатора 2 от входов объекта 1 контроля, выхо.цы которого также отключены при помощи реле 13-1 - 13-h огфапнвалощего , коммутатора 3 от первого сигнальног входа переключателя 9 сигналов. В то же время в исходном состоянии синальный вход аналого-цифрового преобразователя 4 подключен к сигнальному выходу опрашивающего коммутатора 3 через номинально .замкнутые контакты реле 46,

Автоматичесю1й цикл контроля начинают подачей от кнопки 24 сигнала Пуск, который, пройдя через элемент ИЛИ 26 на установочный вход триггера 29, обеспечивает наличие на выходе последнего сигнала, равного логической единице, чем открывает элемент И 31 для прохождения импульсов от генератора 30 на вход элемента 32 задержки и счетный вход счетчика 37.

Поступив на счетный вход счетчика 37, первый импульс от генератора 30 меняет содержимое этого счётчика на единицу, т.е. в данном случае формирует на выходе счетчика 37 код адреса первого слова программы контролируемого параметра. Спустя время, необходимое для завершения переходных процессов в счетчике 37, генератора 30 поступает через элемент 32 задержки на вход постоянно запоминающего устройства 38 в качестве сигнала Считывание, а на вход усилителя 34 - в качестве синхроимпульса. По сигналу Считывание постоянно запоминающее устройство 38 выполняет с частотой генератора 30 считьшание слов программы контроля рассматриваемого параметра. При этом содержимое счетчика 37 изменяется на единицу всякий раз при поступлении на его счетный вход импульсов от генератора 30. Программная информация считывается постоянно запоминающим устройством 38 одновременно с адресом одного из регистров 40,41, 42,43 или дешифратора 39, куда эта информация должна поступить. В регистр 42 вводят код, определяющий величину стимулирующего сигнала, формируемого блоком 7. В регистр 40 вводят команды, опр деляющие точку в объекте 1 контроля куда этот стимулирующий сигнал буде подан из блока 7 через коммутатор 2 В регистр 41 вводят команды,определяющие точку в объекте 1 контро ля, с которой должен быть снят кон ролируемый сигнал и подан (через опрашивающий коммутатор 3 и оставшийся в исходном состоянии подключенным к выходу коммутатора 3 перек лючатель 9) на вход аналого-цифрово го преобразователя 4. В регистр 43 вводят код, определяющий номинальное значение контролируемого параметра (сигнала), После ввода программной информации в регистры 4.0,41, 42 и 43 на вход дешифратора 39 подают код, в соответствии с которым последний формирует импульсную команду Запуск аналого-цифрового преобразователя 4 и микропроцессора 15, Последним на дешифратор 39 подается код, обеспечиваккций формирование на его выходе импульсной команды Стоп. По этой команде считывание программной информации постоянно запоминающим устройством 38 прек ращается, так как команда Стоп, поступая на вход элемента ИЛИ 27 и далее на сбросовый вход триггера 29, снимает разрешающий потенциал с входа элемента И 31, запрещая про хозкдение через него импульсов с генератора 30. Когда команда Запуск поступает на вход микропроцессора 15, запускается записанный в ПЗУ 50 алгоритм управления вычислениями и взаимодей ствием блоков 4,6,8 и 9 между собой в автоматическом режиме. В блок 16 автоматического управления с управляющего выхода микропроцессора 15 вводится код, в соответствии с кото рым формируется управляющий сиг нал, обеспечивающий ввод кода номинального значения с выхода регистра 43 через группу эле ментов И 20 и группу элементов ИЛИ 23 в АЛУ 52 микропроцессора 15 в качестве первого операнда. После 726 получения сигнала Конец преобразования с выхода аналого-цифрового преобразователя 4 микрогфоцессором 15 выдается на блок 16 код, обеспечивающий формирование блоком 16 сигнала, по которому код, хранящийся в регистре 14, вводится в качестве операнда через группу элементов И 19 и группу элементов ШБ1 23 в АЛУ 52 микропроцессора 15, где вычисляются величина и знак отклонения контролируемого сигнала от его номинального значения. Полученный код и знак отклонения микропроцессор 5 вьщает на свой информационный выход. Одновременно микропроцессор 15 выдает через управляющий выход в блок 16 код адреса регистра 17, куда заносятся полученные код и знак отклонения. Следующим тактом с управляющего выхода микропроцессора 15 на вход блока 16 вводится код, по которому на.выходе блока 16 формируется сигнал, обеспечивающий (после поступления его в переключатель 9 на установочный вход триггера 44) подключение сигнального входа аналого-цифрового преобразователя 4 к выходу блока 7 стимулирующих сигналов. Затем микропроцессор 15 выдает на вход блока 16 код5 по которому с выхода последнего на вход блока 8 программ (конкретно на вход элемента ИЛИ 26) поступает сигнал Пуск. Последний,пройдя через элемент ИЛИ 26 на установочный вход триггера 29, обеспечивает считывание с постоянно запоминающет го устройства 38 в регистр 42 эталонного кода, равного коду номинального значения контролируемого сигнала. Следующими двумя тактами постоянно запоминающее устройство 38 подает на вход дешифратора 39 коды кама1щ Запуск и Строп. Команда Стоп с выхода дешифратора 39 поступает на вход элемента ИЛИ 27 и обеспечивает прекращение считьшания команд и кодов с постоянно запоминающего устройства, а команда Запуск поступает на управляющий вход микропроцессора 15, По этой команде микропроцессор 15 вьщает на вход блока 16 код, по которому последним формируется сигнал на группу элементов И 20, и код с выхода регистра 43 вновь вводитсяв качестве первого операнда в А.ПУ микропроцессора 15. Затем микропроцессор 15, управляя через блок 16, осуществляет запуск аналого-цифрового преобразователя 4 который преобразует в код.эталонньш сигнал с выхода блока 7. По сигналу Конец преобразования, результат преобразования эталонного сигнала вводят в АЛУ микропроцессора 15 в качестве второго операнда, определя величину и знак погрешности измерительного тракта устройства в точке, равной номинальног-1у значению контролируемого сигнала. Полученный результат выводят из микропроцессора 15 в регистр 18, управляя процессом занесения кода в регистр 18 через блок 6, Далее микропроцессор 15 вы дает в блок 16 последовательно два кода, по которым содержимое регистров 17 и 18 вводят в АЛУ микропроцессора 15 в качестве операндов,осу ществляют их алгебраическое сложение, благодаря чему код отклонения контролируемого сигнала от его номинального значения, хранящийся в регистре 17, корректируется на величину хранимой в регистре 18 погрешности измерительного тракта устройства Величину откорректированного значения отклонения параметра и знак отклонения выводят через информационный выход микропроцессора 15 в регистр 47 блока 6 вывода результата контроля. При этом микропроцессор 15 вьщает на вход блока 16 код адреса регистра 47, В качестве разрядов, несущих информацию об оценке контролируемого параметра, используют знаковые разря ды полученного результата контроля (описан режим контроля по принципу Не менее). Выход знакового разряда Минус в этом случай связан с входом Оценка: негоден блока 6, а выход знакового разряда Плюс - с входом Оценка:годен соответственно Вьщав результат контроля в блок 6 для регистрации и индикации, микропроцессор 15 подает на вход блока 16 последовательно два управляющих кода По первому из них блок 16 формирует и выдает в блок 8 сигнал Сброс, поступающий на вход элемента ИЛИ 28 и далее на усилитель 33s в результате устройство приводится в исходное состояние. По второму коду блок 16 обеспечивает выдачу сигнала Пуск, который поступает на вход элемента 72 ШШ 26 и далее на установочный вход триггера 29, процедура контроля второго и наследующих параметров протекает аналогично. Предлагаемое устройство для контроля параметров обеспечивает, кроме повьшенной точности контроля, более высокие эксплуатационные характеристики, В частности, периодическая аттестация устройства может быть сведена до необходимости аттестовать лишь блок стимулируюших сигналов. При этом обеспечивается требуемая точность как при формировании стимулов,так ипри контроле параметров. При наличии одного резервного бЛО ка стимулирующих сигналов возможно организовать с минимальными затратами на попеременную аттестацию основного и резервного блоков стимулирующих сигналов непрерывную эксплуатацию устройства с гарантированными точностными характеристиками. Формула изобретения Устройство для контроля параметров, содержащее блок программ, задающий и опрашивающий коммутаторы, управляющие входы которых соединены с первым и вторым управляющими выходами блока программ, при этом сигнальные входы опрашивающего коммутатора подключены к выходам объекта контроля, входы которого соединены с сигнальными выходами задающего коммутатора, аналого-цифровой преобразователь, управляющий вход которого подключен к третьему управляющему . выходу блока программ, блок вычисления отклонения и оценки параметров, первый информационный и первый управляющий входы которого соединены с соответствующими выходами аналогоцифрового преобразователя, второй информационный вход и вход сброса блока вычисления отклонения и оценки параметров соответственно подключены к первому информационному выходу и выходу сброса блока программ, а первый и второй управляющие выходы блока вычисления отклонения и оценки параметров соединены соответственно с первым: управляющим входом блока программ и управляющим входом блока вывода результатов контроля, информац11онный вход которого подключен к информационному выходу блока вычисления отклонения и оценки параметров, и блок стимулирующих сигналов, сигнальный выход которого соединен с сигнальным входом задающего коммутатора, а его информационный вход - с вторым информационным выходом блока программ, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности контроля, в него введен переключатель сигналов, первый сигнальный вход которого соединен с сигнальным выходом опрашивающего коммутатора, второй его сигналный вход подключен к выходу блока

стимулирующих сигналов, выход - к сигнальному входу аналого-тшфрового преобразователя, а управляющий вход к третьему управляющему выходу блока вьшислекия отклон. имя и оценки параметра, четвертый управляющий вьтход которого соединен с первым управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, третий управляющий выход блока программ подключен к третьему управляющему, входу блока вычисления отклонения и оценки параметра, выход сброса которого соединен с входом сброса блока программ.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано при создании систем автоматического контроля параметров сложных радиоэлектронных объектов, и позволяет повысить точность контроля. Устройство для контроля параметров содержит задакищий и опрашивающий коммутаторы, аналогоцифровой преобразователь, блок вычисления отклонения и оценки параметров, блок вывода результата контроля, блок стимулирукхцих сигналов, блок программ и переключатель сигналов. Введение переключателя и новых функциональных связей блоков обеспечивает, кроме повышенной точности контроля, более высокие эксплуатационные характеристики. 4 ил.

Фиг.

ЛагЗ

KSa.i,3anycK

,Пускк SJI. B(Z6) ,CSpocfS/i.e{Ze)