Способ обнаружения параметрических отказов Советский патент 1989 года по МПК G01R19/165 

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров технических объектов .

Цель изобретения - повышение достоверности контроля путем уменьшения числа ложных и скрытых отказов.

Сущность способа состоит в задании уставки с которой происходит сравнение контролируемого параметра в виде периодического сигнала специального вида, а также в построении новой процедуры принятия решенияо моменте наступления параметрического отказа снижающей вероятность ложньсх и скрытых отказов, обусловленных случайным характером совпадения вели чин устарки и контролируемого параметра .

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 и 3 - диаграммы, поясняющие его работу,

) На фиг. 2 изображены диаграммы, поясняющие характер возникновения ложных и скрытых отказов. Случайные. факторы, такие, например, как параметры внешних воздействий, параметры питающей знергии и другие, приводят, к размаху колебаний момента совпадения величин уставки и контролируемого параметра. На диаграмме фиг. 2а обозначено изменение во времени: 16 - контролируемого параметра; 17 - поро4 ОД

00

гового значения контролируемого параметра (величины первойачальной уставки) , 18 и 19 - верхней и нижней границ амплитудного диапазона размаха колебаний момента совпадения величины контролируемого параметра с его пороговым значением, 20 - номинального значения контролируемого параметра.

Фактический момент наступления параметрического отказа определяется моментом совпадения.величины контролируемого параметра и его порогового значения, т.е. моментом t а момент устранения параметрического отказа (момент установки номинального значения параметра) - моментом t.Тогда длительность Sp регистрируемого отказа равна длительности Фактичес- кого отказа, т.е. р.о f р , и при этом отсутствуют ошибки первого и второго рода (фиг. 26). Однако при воздействии случайных факторов момент совпадения указанных величин может принимать любые значения в заданном амплитудном диапазоне, в том числе и значения на его границах, т.е. в моменты t, и tj. В случае соответствия указанного момента сов- падения с моментом t -, длительность С р. о регистрируемого отказа превышает длительность .о на величину (фиг.Зв), где 2д.о - длительность на- хозкдёния объекта контроля в состоя- НИИ ложного отказа (ошибка первого

рода), т.е. С

р.о

-Р

Ф,о 2А. о В случае же соответствия указанного момента совпадения с моментом tj длительность Ор.р регистрируемого отказа мень ше длительности О.о фактического отказа на величину Dc.o , где С.о длительность пребывания объекта контроля в состоянии скрытого (необнаруженного) отказа. Имеет место ошибка второго рода, т.е. Ор.о - Сф.о .в

Способ реализуют следуюпр1м образом.

С случайных факторов определяют среднее значение и диапазон изменения уставки, симметричный относительно среднего значения.

Затем генерируют кусочно-монотонный периодический сигнал уставки, амплитуда которого изменяется в пре- делах диапазона изменения уставки,- а период задается условием

.1 ид/Ук.п1 /Т- / П„ ,

где Т - период изменения генерируемого сигнала уставки; - максимальная длительность

помехи сбоя);

амштитудньй диапазон изменения генерируемого сигнала уставки;

V .fj - максимальная скорость изменения величины контролируемо . го параметра,

(например, пилообразный сигнал, изображенный на фиг. Зд), что обеспечивает достаточное число раз (не менее 10) пересечений изменяющимся в заданном амплитудном диапазоне сигналом контролируемого параметра генерируемого сигнала уставки и, соответственно, во столько же раз уменьшение значений ошибок первого и второго рода. Это происходит потому, что исключается возможность принять, сбой объекта за его параметрический отказ так как длительность полупериода (фиг. 3) генерируемого сигнала не меньше максимальной длительности сбо следовательно, при сбое не наступает равенства длительностей сформированных временных инте рвалов, т.е. не наступает фиксация начала параметрического отказа.

В моменты нечетных совпадений величин контролируемого параметра и уставки формируют три импульса: первый - длительностью в полупериод сигнала уставки (фиг.Зж), второй - длительностью, равной интервалу между нечетным и четным совпадениями (фиг. Зе),и третий - как инвертиро- ванньй первый импульс (фиг. За).

Момент частичного наложения второго и третьего импульсов принимают за начало параметрического отказа (фиг.3и,к).

Устройство, реализующее предлагаемый способ .(фиг, 1),содержит пороговый

элемент 1,аналоговый сумматор 2, блок 3 уставки порогового значения контролируемого параметра, блок 4 задания амплитудного диапазона изменения уставки, генератор 5, ждущий мультивибратор 6, элемент НЕ 7, первый элемент ИВ, триггер 9, второй элемент И 10, ге«ератор 11 импульсов, счетчики 12 и 13.

В блоке 3 задают уставку (пороговое значение контролируемого параметра), в блоке 4 (выполненном, например, в виде аттенюатора) - амплитудный диапазон ее изменения. Гене- ратором 5 устанавливают форму и частоту генерируемого сигнала, а жду- I щим мультивибратором 6 фиксируют длительность полупериода сигнала генератора 5. При включении устройства счетчики 12 и 13, а также триггер 9 устанавливаются автоматически в исходное состояние (цепь установки не показана).

По входу 14 устройства от объекта контроля на вход элемента 1 поступает напряжение контролируемого napat e- тра (фиг.Зд, кривая 21), на второй вход элемента 1 от сумматора 2 поступает напряжение (фиг. Зд, кривая 22), равное сумме напряжений порогового значения параметра от блока 3 и напряжения от генератора 5, амплитуда которого определяется блоком 4 и устанавливается равной амплитудному диапазону изменения уставки. В момент t, достижения напряжением контролируемого параметра выходного напряжения сумматора 2 (первый за период генерируемого сигнала момент совпадения) элемент 1 срабатывает и на его выходе появляется высокий потенциал, которым запускается муль- тййибратор 6. Формируется импульс, длительность которого равна длительности полупериода генерируемого генератором 5 сигнала. В момент t (второй момент совпадения за этот же период генерируемого сигнала) элемент 1 возвращается в исходное состояние, т.е. в течение периода генерируемого сигнала элемент 1 фиксирует пару моментов совпадения t и t и, начиная с первого из них, формирует импульс, длительность которого равна длительности между указанными моментами совпадений. Так повторяется в каждом периоде генерируемого сигнала до тех пор, пока напряжение контролируемого параметра находится в пределах амплитудного диапазона изменения уставки (фиг.Зе). С выхода мультивибратора 6 импульсы постоянной

длительности (фиг.Зж) поступают на вход эленента 7, ас его.выхода (фиг. Зз) - на первый вход элемента

8, на второй вход которого поступают импульсы непосредственно с выхода элемента 1. Элемент 8 сравнивает сформированные временные интервалы импульсов (фиг. Зе,з). На его выходе появляется импульс (фиг.Зи) толь0

5

0

5

ко лишь при достижении длительностью импульса с выхода элемента 1 длительности импульса, сформированного мультивибратором 6, т.е. при достижении величиной контролируемого параметра его порогового значения. От положи- . тельного перепада (переднего фронта)

.первого из выходных импульсов элемента 8 срабатывает триггер 9 (фиг.Зк), который своим высоким потенциалом воздействует на первый вход элемента И 10 и разрешает прохождение через него счетных импульсов от генератора .И на счетчик 13. В момент t4. величина контролируемого параметра выходит за пределы амплитудного диапазона изменения уставки, а в момент tf параметрический отказ устраняется путем установления номинальной величины 18 (фиг.2) контролируемого параметра. При этом элемент 1 возвращается в исходное состояние, на входах элемента И 8 и триггера 9 устанавливается низкий потенциал. На вход счетчика 12 проходит от триггера 9 один импульс, длительность которого равна длительности фактического параметри

ческого отказа (

-р.о

.O

)

независимо от влияния случайных факторов. Поступление счётных импульсов на счетчик 13 прекращается. Счетчик 12 фиксирует число параметрических отка- зов, а счетчик 13 - длительность параметрических отказов.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения параметри- ческих отказов, состоящий в том, что задают величину уставки, сравнивают с нею значение контролируемого пара- метра, фиксируют момент их совпадения, который классифицируют как на- чало параметрического отказа, о т- личающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, величину уставки задают на диапазоне ее возможных значений как ку- 50 сочно-монотонный периодический сигнал, фиксируют моменты совпадения значений контролируемого параметра и сигнала уставки, в моменты нечет- ньпс совпадений формируют три иштуль- 55 са: первый - длительностью в полупериод сигнала уставки, второй, дли тельность которого равна интервалу между нечетным и четньлм совпадениями, и третий, как инвертированный nepsbtit,

а момент частичного наложения второго и третьего импульсов, принимают за начало параметрического отказа.

2, Способ по П.1, отличаю щ и и с я тем, что амплитуду у сигнала уставки принимают равной диапа

8

зону возможных ее значений, а период Т задают из условия

./v.. , где S - длительность сбоя;

VK.O. максимальная скорость изма5ге- ния величины контролируемого параметра.

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и может быть использовано для контроля параметров технических объектов. Цель изобретения - повьшение достоверности контроля путем уменьшения числа ложных и скрытых отказов. Способ включает определение среднего значения и диапазона возможных значений уставок, генерирование кусочно-монотонного периодического сигнала уставки, фиксацию моментов совпадения значений контролируемого параметра и сигнала уставки, формирование в момент нечетного совпадения трех временных интервалов, принятых за начало параметрического, отказа, момента частичного наложения второго и третьего интервалов. Сущность способа состоит в задании сигнала уставки специального вида и построении новой процедуры принятия решения о моменте наступления параметрического отказа, снижающей вероятность ложных и скрыталс отказов. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. (Л

W 20

ие.2

Фи9, i

-Ьи t

W. р.л фиг.з