23

Введение

Диагностика - отрасль знаний, изучающая методы и средства определения состояния больших объектов любой природы, которые называют объектами диагностирования. Одной из разновидностей диагностики является техническая диагностика, которая изучает состояние любых технических объектов.

При решении задач контроля и диагностики искомыми являются случайные технические состояния аппаратуры, а алгоритмы ее функционирования считаются заданными. При этом предполагается, что контролируемая аппаратура может находиться в конечном множестве состояний, которое можно разделить на подмножество исправных состояний и подмножество неисправных состояний. Подмножество исправных состояний включает в себя все состояния, которые позволяют аппаратуре выполнять возложенные на нее функции, т.е. состояния работоспособности. Иногда для БРЭА подмножество исправных состояний включает единственное состояние, соответствующее исправности всех элементов РЭА. Подмножество неисправных состояний включат в себя все состояния, соответствующие возникновению в аппаратуре неисправности, приводящей к потере ее работоспособности. Объем подмножества неисправных состояний определяется количеством неисправностей, которые можно обнаружить по соответствующим признакам работы аппаратуры.

Переход аппаратуры из исправного состояния в неисправное, как правило, объясняется возникновением в ней неисправности. Так как неисправность любого элемента РЭА переводит ее в неисправное состояние, то в противовес одному исправному состоянию может иметь место большое количество неисправных состояний.

Техническая диагностика решает три основные взаимосвязанные задачи:

- проверка работоспособности объекта диагностирования;

- поиск неисправных элементов;

- прогнозирование состояния аппаратуры в будущем.

Эти задачи определяют три этапа процесса диагностирования.

При решении первой задачи устанавливается принадлежность БРЭА к подмножеству неисправных или исправных состояний. Эту процедуру называют проверкой исправности БРЭА. По результатам проверки работоспособности аппаратуру в зависимости от ее технического состояния переводят в режим применения по прямому назначению или производят дальнейший анализ ее состояния. Следовательно, если БРЭА находится в подмножестве неисправных состояний, то переходят ко второму этапу контроля и диагностики.

В результате решения второй задачи локализируют имеющуюся неисправность до такой степени, сколько позволяет ремонтопригодность данной РЭА. При этом определяется причина отказа и выявляются поврежденные или дефектные элементы.

Для решения третьей задачи необходимо знать тенденции изменения характеристик аппаратуры. При этом в результате анализа параметров РЭА, находящейся в подмножестве исправных состояний, устанавливают характер изменения степени ее работоспособности и прогнозируют переход аппаратуры в подмножество неисправных состояний.

Переходы аппаратуры из исправного состояния в неисправное являются случайными событиями. Поэтому состояние РЭА до проведения контроля и диагностики обладает некоторой неопределенностью. Чтобы определить техническое состояние диагностируемой РЭА, необходимо, с одной стороны, установить, что и каким способом следует контролировать, а с другой стороны, решить, какие средства для этого потребуются. Поэтому все задачи диагностики делят на две группы:

- анализ диагностируемой БРЭА и выбор методов контроля для установления ее действительного технического состояния;

- построение технических средств для проведения контроля и диагностики и использование этих средств с учетом назначения и условий эксплуатации БРЭА.

Диагностирование РЭА проводят не только при эксплуатации, но и при ее производстве, что повышает эффективность производства на стадии сборки и наладки аппаратуры, а также повышает ее надежность в процессе эксплуатации.

1 Анализ аппаратуры как диагностируемого объекта

Для ускорения поиска неисправностей в РЭА ее условно разбивают на функциональные элементы. Вначале ведут поиск неисправного функционального элемента, а затем, если это возможно, локализируют неисправный радиокомпонент в функциональном элементе.

При контроле и диагностировании бытовой РЭА предполагается ее определенная идеализация, при которой выделяются некоторые существенные для контроля и диагностики характеристики и отбрасываются второстепенные характеристики. В этом случае реальная бытовая РЭА заменяется моделью. Следовательно, при поиске неисправностей РЭА представляют в виде функционально-логической схемы, которую называют функциональной моделью. Функциональная модель отличается от структурной схемы выбором первичных функциональных элементов. Под функциональным элементом понимают часть радиоэлектронной аппаратуры (узел, каскад, группа каскадов, а иногда - отдельный радиокомпонент), которая может находиться только в одном из двух состояний: исправна или неисправна. При построении структурной схемы исходят из закономерностей рабочих процессов в аппаратуре, в то время как при построении функциональной модели исходят из заданной точности локализации неисправностей с учётом конструктивных особенностей аппаратуры.

При построении алгоритмов поиска неисправностей на первом этапе всегда производится условное деление аппаратуры на функциональные элементы. Для этого необходимо разобраться с принципом работы РЭА, преобразованиями сигналов и затем функциональные элементы выбрать таким образом, чтобы каждый функциональный элемент выполнял определенную функцию.

1.1 Построение функциональной модели

Исходными данными для построения функциональной модели являются:

- структурная схема радиоэлектронной аппаратуры;

- принципиальная схема радиоэлектронной аппаратуры;

- описание процессов, протекающих в радиоэлектронной аппаратуре;

- заданная глубина поиска неисправностей.

При построении функциональных моделей необходимо руководствоваться следующими правилами:

- в каждом функциональном элементе должны быть известны номинальные значения и допуски входных и выходных параметров, их функциональные зависимости и способ контроля;

- при выходе из допустимых пределов хотя бы одного из входных сигналов функционального элемента появляется выходной сигнал, который также выходит из допустимых пределов;

- функциональный элемент считается неисправным, если при всех входных сигналах, находящихся в допустимых пределах, на его выходе появляется сигнал, значения которого выходит из допустимых пределов;

- значения внешних входных сигналов всегда находятся в пределах допусков;

- если выходной сигнал одного функционального элемента является входным для другого функционального элемента, то значения этих сигналов совпадают, т.е. линии связи между функциональными элементами абсолютно надежны;

- функциональный элемент может иметь только один выходной сигнал при произвольном конечном числе входных сигналов;

- выход функционального элемента можно соединять с любым числом входов других функциональных элементов;

- один вход функционального элемента может быть соединен только с одним выходом другого функционального элемента.

Функциональная модель выполняется в виде графической схемы, на которой каждый функциональный элемент обозначают прямоугольником с некоторым количеством входных стрелок (входных сигналов) и одной выходной стрелкой (выходным сигналом). Входы функционального элемента, которые не соединены ни с одним выходом другого функционального элемента, называются внешними и служат для передачи внешних воздействий на диагностируемый объект.