книги из ГПНТБ / Основы теории и конструкции контрольно-проверочной аппаратуры авиационных управляемых ракет учебник

мой величины и допуску АЛ. В арифметическом блоке с выбран­ ными кодами выполняются соответствующие операции. Например, в одной из СЦВМ градация Г допускового параметра определяется по формуле

и параметр имеет четвертую градацию. Определение градации позволяет более объективно судить о пригодности ракеты к вы-

Рис. 2.71. Структурная схема аналого-цифрового допускового измеритель­ ного устройства

полнению боевой задачи. Результат определения градации посту­ пает на схему формирования информации для регистрации. Сфор­ мированные сигналы подаются на регистрирующее устройство.

На базе СЦВМ может быть построено измерительное устрой­ ство, позволяющее прогнозировать техническое состояние контро­ лируемой ракеты. В этом случае обработка информации может вестись, например, таким образом. СЦВМ определяет абсолютные значения отклонений параметров от их номиналов и вычитает из них максимально допустимые отклонения. Полученные разности умножаются на соответствующие весовые множители, характери­ зующие степень влияния отклонения каждого параметра на бое­ вые возможности ракеты. По окончании контроля всех параметров результаты суммируются и полученная сумма, называемая и н д е к ­ сом с о в п а д е н и я , запоминается до следующей проверки ра­ кеты. Полученные в процессе очередных проверок ракеты значения индексов совпадения сравниваются с полученным ранее. При этом скорость деградации ракеты оценивается отношением абсолютной величины изменения индекса совпадения для ряда проверок к интервалам времени между этими проверками. По установленной скорости деградации определяется ожидаемое время работы раке­ ты до отказа. Аналогичные операции могут выполняться и для задачи автоматического поиска неисправностей.

Аналого-цифровое допусковое измерительное устройство

(рис. 2.71) состоит из компаратора, осуществляющего сравнение

91

сигналов в аналоговой форме, преобразователя «напряжение—код» и анализатора результатов измерений, который выполняет логиче­ ские операции с кодами. Если эталонное значение параметра за­ дано в виде кода, то с помощью преобразователя «код—напряже­ ние» оно преобразуется в постоянное напряжение U3, которое по­ дается на вход компаратора.

В ряде случаев на один из входов допускового измерительного устройства подается номинальное значение измеряемого напряже­ ния U0, причем со знаком, противоположным знаку напряжения Ux (рис. 2.72). Допуск на параметр в виде цифрового кода поступает на второй преобразователь «код—напряжение», который включен

^ 0L

Рис. 2.72. Структурная схема аналого-цифрового допускового измерительного устройства с нормализацией допуска

в цепь обратной связи операционного усилителя и в зависимости от введенного в него кода изменяет коэффициент усиления этого усилителя так, чтобы разность напряжений Ux— U0 лежала в од­ ном и том же диапазоне независимо от их абсолютных значений. Выполненная таким образом нормализация допуска позволяет упростить схемы последующих блоков. Преобразованная преобра­ зователем «напряжение—код» величина отклонения контролируе­ мого параметра от его номинального значения поступает на ана­ лизатор результатов измерений. Функции анализатора могут выполнять различные логические схемы или СЦВМ.

§14. ИНДИКАТОРНЫЕ И РЕГИСТРИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

ВАСК вывод информации о результате измерения и контроля осуществляется с помощью индикаторных и регистрирующих уст­ ройств. Индикаторные устройства предназначаются для нагляд­ ного воспроизведения процесса и результатов контроля различ­ ными методами символического представления информации. Реги­

стрирующие'устройства служат для документирования результатов проверки работоспособности объектов контроля.

Выходная информация современных АСК может быть сведена к трем основным группам:

92

— оперативная, используемая непосредственно оператором для воздействия на объект контроля;

—отчетная, предназначенная для документирования результа­ тов контроля;

—статистическая, используемая для статистической обработки

иобобщения результатов эксплуатации объекта контроля.

Индикаторные устройства

Индикаторные устройства по виду сигналов, несущих инфор­ мацию, подразделяются на сигнализирующие, знаковые и обзор­ ные. Сигнализирующие индикаторы выдаютсветовой или звуко­ вой сигнал об основных состояниях контролируемого объекта и АСК, а также о наличии аварийного положения. Знаковые инди­ каторы информируют о состоянии контролируемого объекта в виде набора соответствующих знаков (чисел или буквенных сочетаний). Обзорные индикаторы одновременно выдают большое количество разнообразной информации и позволяют оценить общую обста­ новку на соответствующих участках.

Вся информация, необходимая оператору для эффективной ра­ боты, может быть получена с помощью индикаторных устройств и в большинстве случаев сводится к трем основным видам: каче­ ственной, количественной и дополнительной.

Качественная информация включает в себя наименование си­ стем, блоков и узлов контролируемого объекта, параметры кото­ рых вышли за пределы допусковых значений, а также сведения о работоспособности АСК и состоянии вспомогательного оборудо­ вания.

Количественная информация включает в себя абсолютные зна­ чения измеряемых параметров контролируемого объекта и данные о предельно допустимых значениях параметров.

Дополнительная информация, определяемая спецификой конт-

.роля аппаратуры, включает в себя пояснительные и вспомогатель­ ные данные и позволяет уточнять последовательность операций контроля.

Индикаторные устройства любого типа состоят из индикатора и схемы управления им, обеспечивающей необходимые преобразо­ вания входного сигнала. Схема управления в общем случае содер­ жит усилитель входного сигнала, дешифратор и запоминающее устройство. Усилители кодированных сигналов используются в том случае, когда поступающие сигналы по уровню мощности недоста­ точны для нормальной работы дешифратора. Дешифратор приме­ няется для преобразования кода входного сигнала в код индика­ тора. Запоминающее устройство запоминает информацию на время ее индикации. Практические схемы индикаторных устройств могут не иметь в своем составе всех вышеуказанных узлов, так как не всегда требуется усиление, дешифрирование или запоминание сиг­ нала.

93

Наиболее простыми индикаторами в АСК являются сигнализи­ рующие индикаторы. Установлено, что между цветом и эмоцио­ нальным ощущением оператора существует определенное соответ­ ствие, а именно: цвета правой части спектра — красный, оранже­ вый, желтый являются возбуждающими и стимулирующими, а цзета левой части спектра — фиолетовый, синий, зеленый — успо­ каивающими. Поэтому первые применяются для сигналов, на ко­ торые нужна немедленная реакция оператора, вторые — для сиг­ налов, характеризующих нормальную работу и сохраняющихся длительное время. Для привлечения внимания оператора при ава­ рийных ситуациях часто используется пульсирующий световой сигнал, звуковой сигнал или совокупность нескольких сигналов.

Знаковые индикаторы наиболее часто классифицируются по электрическому функционированию и разбиваются на шесть основ­ ных групп:

1)индикаторы с лампами накаливания;

2)индикаторы с газоразрядными лампами;

3)электролюминесцентные индикаторы;

4)индикаторы на электронно-лучевых трубках;

5)индикаторы с подвижными элементами;

6)индикаторные панели.

Кпервой группе относятся индикаторы, использующие в каче­ стве источников света лампы накаливания. Эти индикаторы могут быть проекционного типа, с использованием подсветки в торец пластины, с применением волоконной оптики, а также в виде

транспарантов различных типов.

В п р о е к ц и о н н о м и н д и к а т о р е имеется несколько све­ товодных каналов со своим источником света. Каждый световод­ ный канал закрыт знаковым диапозитивом. Световой поток, про­ ходя через диапозитив и систему линз, проецируется на матовый экран, создавая увеличенное изображение соответствующего зна­ ка. В проекционных индикаторах обычно имеется 10—12 световод­ ных каналов. Для получения знаков в центре экрана пластины с закрепленными на них линзами выгнуты по сфере с радиусом из­ гиба, равным их расстоянию до экрана. Существуют конструкции проекционных индикаторов с одновременной индикацией несколь­ ких знаков. Для этого световые потоки от отдельных световодных каналов направлены в разные точки экрана.

К достоинствам индикаторов проекционного типа относятся высокое качество изображения и возможность цветового кодиро­ вания информации. Недостатками их являются сложность кон­ струкции, низкая надежность, большая потребляемая мощность и значительные габариты.

Принцип действия индикатора с применением п р о з р а ч н ы х с в е т о в о д н ы х п л а с т и н основан на рассеивании света гравиро­ ванной канавкой с изображением знака на поверхности световод­ ной пластины. Подсвечивание пластины с торца вызывает свечение этого знака. Для получения индикатора набирают несколько

94

Схемы управления газоразрядными индикаторами целесооб­ разно выполнять на транзисторах, тиристорах или тиратронах тлеющего разряда. При применении схем управления на транзи­ сторах возникают трудности ввиду усложнения схемы и необходи­ мости применения высоковольтных триодов с п—р—п перехо­ дами.

Простые и надежные схемы управления выполняются на тири­ сторах (рис. 2.73). В нормальном состоянии тиристоры заперты и напряжение на катодах равно напряжению питания, лампа не

Электродами конденсатора служат два токопроводящих слоя: непрозрачный (металлический) и прозрачный. Прозрачный элек­ трод изготовляется из окиси олова. Между электродами помещен слой люминесцирующего диэлектрика. Для нормального свечения индикатора необходимо приложить к электродам переменное на­ пряжение 150—200 В частотой от нескольких сотен до нескольких тысяч герц.

Конструктивно ЭЛИ строится по принципу разделения метал­ лизированного электрода на отдельные полоски в виде сегментов, изолированных один от другого. Прозрачный электрод является общим. Каждый сегмент имеет вывод для включения в электриче­ скую схему. В совокупности сегменты могут образовать любую фи­ гуру. Так, у стандартного цифрового индикатора они имеют вид универсальной фигуры (рис. 2.75), позволяющей получить любую цифру. Различная конфигурация знака образуется высвечиванием определенной комбинации сегментов.

96

Для возбуждения ЭЛИ используются блокинг-генераторы, на­ груженные на нелинейный трансформатор с оксиферовым сердеч­ ником. Управление свечением ЭЛИ осуществляется с помощью коммутационных схем на нелинейных элементах.

Одним из наиболее простых и надежных способов коммутации электролюминофоров является потенциальный способ, осуществляе­ мый с помощью дещифраторного устройства на диодах (рис. 2.76, а). Дешифратор выполнен в виде диодной матрицы. Каждая строка матрицы представляет собой схему «ИЛИ» на диодах. Диоды сое­ динены с определенными рядами, на которые подаются управляю­ щие входные сигналы. Дешифратор имеет 10 входов (по числу вы-

д я щ и й с л о й ; 3 — сл о й э л е к т р о л ю м и н о ­ ф о р а ; 4 — м е т а л л и ч е с к и й э л е к т р о д

свечиваемых цифр) и 8 выходов (по числу сегментов индикатора). При подаче сигнала на любой из десяти входов матричного де­ шифратора на его выходе будет комбинация выходных потенциа­ лов на тех строках, которые соединены диодами е этим входом. Та­ ким образом, диодная матрица, преобразует вводимое десятичное

■число в восьмиразрядный двоичный код, где цифра «1 » соответст­ вует возбужденному, а «0» — невозбужденному сегменту. Рези­ сторы создают равнопотенциальный выход на горизонтальных ши­ нах. Каждый из восыми выходов дешифратора связан непосредст­ венно или через эмиттерный повторитель с блокинг-генератором, возбуждающим соответствующий сегмент ЭЛИ.

Управление свечением ЭЛИ осуществляется с помощью реле. Коммутация сводится к управлению обмоткой реле, контакты ко­ торого подключают возбуждающее напряжение блокинг-генератора к соответствующему сегменту индикатора. Для коммутации исполь­ зуются магнитные управляемые дроссели.

Простейший управляемый дроссель (дроссель насыщения) пред­ ставляет собой индуктивное нелинейное сопротивление, значение которого можно изменять, управляя током в цепи подмагничивания (рис. 2.76, б). Каждый управляемый дроссель (первичная об­ мотка трансформатора) подключается последовательно с индика-

97

тором к генератору возбуждения. Вторичная обмотка трансформа­ тора служит для подмагничивания (управления). Ток подмагничивания в каждый трансформатор поступает через соответствую­ щий ключевой транзистор от дешифратора. При 'появлении тока

Входные сигналы

а

а.

о

Е

а

&

з

3

•оо

ч

•О

Рис. 2.76. Диодно-матричный дешифра­

управления сопротивление соответствующего дросселя резко па­ дает, вызывая увеличение напряжения на определенном сегменте индикатора и его свечение.

Для коммутации свечения ЭЛИ могут применяться дешифра­ торы, собранные на фоторезисторах (рис. 2.77). Фоторезистор включен последовательно с ячейкой ЭЛИ и генератором возбуж­ дения. Если фоторезистор не освещен, то основное падение напря­ жения происходит на нем и напряжение на индикаторе недоста­ точно для его возбуждения, При освещении фоторезистора его соц-

9В

ротивление резко падает, а напряжение на индикаторе возрастает, вызывая его свечение. В качестве источника света можно исполь­ зовать лампу накаливания или световой диод. Использование све­ тового диода предпочтительнее, так как повышается надежность и экономичность схемы.

При использовании для создания индикаторных устройств спе­ циальных знаковых электронно-лучевых трубок типа «харакфрон», «тайпотрон» и других знаки записываются на экране этих трубок с помощью электронного луча, поперечному сечению которого за­ дается форма записываемого знака. Поперечное сечение электрон-

Рис. 2.77. Схема коммутации ЭЛИ с помощью фоторе­ зистора

ного луча формируется с помощью матрицы букв, цифр и знаков, расположенной между электронным прожектором и экраном труб­ ки. Выбор знаков матрицы для индикации производится управляю­ щими сигналами, подаваемыми на систему пластин вертикального и горизонтального отклонений, расположенных между прожекто­ ром и матрицей. Подачей соответствующих напряжений на вторую отклоняющую систему, расположенную между матрицей и экра­ ном, сформированный луч может быть отклонен в любую точку эк­ рана. Чередование в определенном порядке отклоняющих напря­ жений позволяет записать на экране любую информацию. Благо­ даря большой скорости движения луча и наличию послесвечения экрана изображение всех знаков на экране видно одновременно.

Большим преимуществом специальных знаковых электронно-лу­ чевых трубок является возможность размещения большого количе­ ства информации, хорошее качество изображения, высокое быст­ родействие. Однако их широкому применению препятствуют слож­ ность схемы управления, большие габариты устройства и высокая стоимость. Поэтому в настоящее время индикаторы на электронно­ лучевых трубках находят основное применение в наиболее важных

99

и ответственных автоматизированных системах контроля с боль­ шим объемом выводимой 'информации.

К знаковым индикаторам с подвижными элементами относятся индикаторы с использованием различных механических и электро­ механических счетчиков, шаговых двигателей и т. д. Эти индика­ торы обычно фиксируют вспомогательную информацию: наработку КПА, учет количества проверенных изделий за определенный про­ межуток времени и др.

В настоящее время все большее применение находят плоские индикаторные панели. Панельные индикаторные устройства можно разделить на три основных типа:

—матричные решетки, элементы которых остаются во вклю­ ченном состоянии, пока действует возбуждающий сигнал;

—решетки переключаемых элементов, которые включаются и остаются во включенном состоянии до тех пор, пока не поступит сигнал на их выключение;

—системы непрерывной индикации.

Рис. 2.78. Электролюминесцентная индикаторная панель:

/ — э л е к т р о л ю м и н о ф о р ; 2 — п р о з р а ч н ы й э л е к т р о д ; 3 — м е т а л л и ч е с к и й э л е к т р о д

К первому типу панельных индикаторных устройств относятся электролюминесцентные индикаторные п а н е л и м а т р и ч н о г о т ипа (рис. 2.78). Индикаторная панель состоит из слоя электро­ люминофора (экрана), с каждой стороны которого расположена система электродов в виде узких параллельных полосок. Одна си­ стема электродов обычно прозрачна и расположена перпендику­ лярно другой системе .электродов. Электролюминесцентная ячейка сформирована на пересечении каждого электрода одной системы (стороны) с электродом другой.

Для возбуждения отдельных ячеек такого экрана на полоски одной системы электродов последовательно подается импульс од­ ной полярности, а на полоски второй системы электродов—им­ пульс другой полярности. Ячейка светится только в момент совпа­ дения в ней импульсов обеих полярностей. Потенциал каждого им­ пульса соответствует половинному напряжению возбуждения ячейки.

Визуально индуцируемая ячейка наблюдается в виде яркой

1 0 0