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

щие блоки поступает максимальная мощность. Активные состав­ ляющие согласуются с помощью трансформаторов, катодных (эмиттерных) или анодных повторителей. С помощью катодного повторителя осуществляется переход от датчика с большим выход­ ным сопротивлением к элементу с малым входным сопротивле­ нием, а с помощью анодного повторителя — переход от датчика с малым выходным сопротивлением к элементу с большим вход­ ным сопротивлением.

Согласование реактивных составляющих проводимостей, обра­ зуемых распределенными емкостями, достигается использованием индуктивной коррекции, которая обеспечивает компенсацию емко­ стной проводимости в некотором диапазоне частот. Иногда в целях согласования значительно увеличивают активные сопротивления элементов, чтобы реактивные сопротивления не оказывали сущест­ венного влияния.

§ 10. ПРОГРАММИРУЮЩИЕ УСТРОЙСТВА

Процесс контроля ракеты состоит из совокупности операций, в ходе которых производится выбор нужной контролируемой цепи, подача питающих напряжений и стимулирующего сигнала, изме­ рение параметра цепи, выдача результата контроля на регистри­ рующее устройство и переход на контроль другого параметра. Для автоматизации процесса контроля должна быть введена информа­ ция, на основании которой аппаратура будет выполнять соответ­ ствующие операции. Эта информация содержится в программе, состоящей из серии команд, по которым выполняется определен­ ная операция контроля. Работой АСК в соответствии с програм­ мой управляет программирующее устройство.

В общем случае программирующее устройство выполняет сле­ дующие функции:

1)осуществляет пуск и останов контрольно-проверочной аппа­ ратуры, выполняет переключения в соответствии с задаваемым оператором режимом работы (ручной, полуавтоматический, авто­ матический, самоконтроль);

2)осуществляет считывание информации с носителя програм­ мы и ее запоминание на время, необходимое для выполнения опе­

рации;

3)преобразует считанную информацию в команды и распреде­ ляет их между основными устройствами аппаратуры контроля. По командам программирующего устройства включаются источники питания, стимуляторы и другие элементы аппаратуры, устанавли­ ваются эталонные значения контролируемого в данный момент па­ раметра;

4)производит необходимые переключения для контроля оче­

редного параметра.

Выполнение функций, возлагаемых на программирующее уст­ ройство, осуществляется с помощью следующих подсистем: пульта

61

управления, носителя программы, устройства считывания програм­ мы, устройства управления последовательностью выполнения опе­ раций и коммутаторов.

В специализированных системах автоматизированного контроля,

неизменяющейся (заложенной при проектировании) программой. При небольшом количестве контролируемых параметров програм­ ма задается с помощью различных коммутирующих устройств (ре­ лейных коммутаторов, шаговых искателей и др.). В АСК, исполь­ зуемой для проверки сложных объектов, программа хранится в запоминающих устройствах СЦВМ.

Программирующие устройства универсальных систем контроля позволяют изменять программу работы в зависимости от типа про­ веряемой ракеты. Тип носителя программы выбирают, исходя из объема контроля, выполняемого аппаратурой, требуемой гибкости при изменении программы и ее емкости. При малом объеме конт­ роля программа может задаваться ручными методами с помощью наборных полей, коммутирующими элементами которых являются выключатели, перемычки, штеккерные разъемы и др. Изме­ нение программы производится путем переключений, которые опе­ ратор выполняет вручную. Это снижает оперативность измене­ ния программы и требует высокой квалификации оператора. В уни­ версальной АСК с большим объемом, контроля для задания про­ граммы используют перфоленты, перфокарты и магнитные ленты. Если такая АСК содержит СЦВМ, то программа проверки запи­ сывается в ее запоминающем устройстве. Программа, записанная на носителе, считывается специальным устройством и через уст­ ройство распределения информации управляет работой коммута­ торов, которые производят необходимые переключения.

Пульт управления

Пульт управления служит для выбора режима работы АСК, ее пуска и останова, а также для индикации результатов проверки ракеты. На пульте размещаются переключатели и приборы, обе­ спечивающие проверку и эксплуатацию аппаратуры. Для визуаль­

Здесь же размещаются индикаторы, регистрирующие конечный итог проверки: «Брак» — ракета забракована, «Годен» — ракета исправна, и ее параметры находятся в пределах допусков.

На пульте управления размещают также клавиши, предназна­ ченные для введения в АСК информации о типе контролируемого объекта, шифра завода-изготовителя, номера ракеты и даты ее

62

проверки. Некоторые образцы АСК не имеют отдельного пульта управления. В этом случае органы управления и индикации разме­ щаются на передних панелях блоков, с работой которых они свя­ заны. Это позволяет упростить схему кабельных соединений.

Носители программ. Устройства считывания программы

Как уже отмечалось, в специализированной АСК с небольшим объемом контроля программа проверки задается с помощью ком­ мутаторов, и специальный носитель программы не нужен. Носите­ лем программы в АСК с большим объемом контроля и универ­ сальной АСК (без СЦВМ) служат перфокарты, перфоленты и маг­ нитные ленты.

Перфокарты представляют собой бумажные карточки с одним срезанным углом, что обеспечивает их легкий подбор и выравни­ вание. Программа записывается на перфокартах путем пробивки круглых или квадратных отверстий, которые располагаются по строкам и колонкам. Стандартные перфокарты имеют 12 строк и 45 или 80 колонок.

Кодирование информации производится в двоичной или деся­ тичной системе счисления, причем информация может распола­ гаться поколонно или попозиционно. В случае поколонного распо­ ложения информации на знак отводится одна колонка. Комбини­ руя пробивки в 12 строках этой колодки, на ней записывают тот или иной знак. Если используется попозиционное расположение ин­ формации, на знак отводится от трех до восьми колонок одной строки (в зависимости от используемой системы счисления).

Запись информации на перфокарты производится с помощью специальных перфораторов. Если неисправность проверяемой аппа­ ратуры фиксируется сортированием перфокарт, то на одной карте записывается программа только одной операции проверки.

Перфоленты изготовляются из высококачественной бумаги ши­ риной 17,5; 22,5 и 25 мм и содержат соответственно 5, 7 и 8 доро­ жек. Информация записывается в виде отверстий, пробиваемых по длине дорожек. Положение отверстий фиксируется на ленте отно­ сительно перфораций, предназначенных для ее протяжки.

Магнитная лента состоит из бумажной или пластмассовой ос­ новы, на которую нанесен магнитный материал. Информация запи­ сывается чаще всего в двоичном коде с помощью электромагнитной записывающей головки, на обмотку которой подается импульс тока. Возникающий магнитный поток намагничивает участок лен­ ты, соприкасающейся с записывающей головкой.

Ввод в АСК программы на перфокарте или перфоленте произ­ водится с помощью блока, состоящего из механизма перемещения носителя информации и устройства считывания этой информации. Для перемещения носителя программы используют ролики или ва­ лики, покрытые материалом с большим коэффициентом трения, зубчатые шестерни или пассики.

63

Считывающие устройства выполняют с контактными, емкост­ ными и фотоэлектрическими датчиками.

и щетками перемещается перфокарта или перфолента 4. В соот­ ветствии с записанной на них программой (в виде отверстий 5) на ту или иную щетку с вала поступает напряжение. Вместо щеток могут использоваться штифты с пружинами или зубчатые ше-

Рис. 2.36. Считывающие устройства:

а — с к о н т а к т н ы м и д а т ч и к а м и ( / — в а л ; 2 — щ е т к и ; 3 — д в и га * т е л ь ; 4 — п е р ф о л е н т а ; 5 — о т в е р с т и я ) ; б — с е м к о с т н ы м и д а т ч и ­ к а м и ( / , 3 — м е т а л л и ч е с к и е п л а с т и н ы ; 2 — д и э л е к т р и к ) ; в — с ф о т о э л е к т р и ч е с к и м и д а т ч и к а м и ( / — ф о т о д и о д ; 2 — о т в е р с т и е ; 3 — о п т и ч е с к а я с и с т е м а )

стерни. Для увеличения срока службы щетки и штифты изготов­ ляют из специальных сплавов. Достоинство контактной системы считывания заключается в том, что мощность сигналов, снимаемых со щеток (штифтов), достаточна для непосредственного управле­ ния элементами, например реле блоков коммутации. Недостаток этой системы — сравнительно малая скорость считывания (до 100 знаков в секунду) и быстрый износ носителя программы.

Считывающее устройство с емкостным датчиком (рис. 2.36, б)

имеет металлические пластины 1 и 3, образующие плоский конден­ сатор. Его емкость зависит от вида диэлектрика 2 между пласти­ нами. При воздушном диэлектрике (отверстие) емкость конден­ сатора меньше, чем при бумажном диэлектрике,

64

Изменение емкости преобразуется в электрический импульс. Достоинствами рассмотренного устройства являются возможность считывания информации с большой скоростью и большой срок службы носителя программы. Недостаток устройства заключается в малом уровне выходного сигнала, что требует использования усилителей. Кроме того, уровень сигнала зависит от влажности ок­ ружающей среды, толщины бумаги и ее состава.

Принцип действия считывающего устройства с фотоэлектриче­

Считывание программы с магнитных лент производится с по­ мощью считывающих головок, конструкция которых аналогична конструкции записывающих головок. Намагниченные при записи участки ленты, проходя мимо считывающей головки, наводят в ней ЭДС. Скорость считывания при использовании пластмассовой ос­ новы составляет около 3000 знаков в секунду.

В системах контроля с СЦВМ носителями программы служат магнитные диски и барабаны. Принцип записи и считывания та­ кой же, как и на магнитной ленте. Чаще всего программа записьь вается с помощью запоминающих устройств матричного типа, вы­ полненных на электронных лампах, полупроводниковых или фер­ ритовых элементах. Считывание программы производится обегаю­ щим распределительным устройством. В специалиризованных ЦВМ наибольшее распространение получили запоминающие устройства на ферритовых сердечниках, поскольку они характеризуются высо­ кой скоростью записи и считывания, простотой конструкции и ма­ лыми габаритами.

Ферритовая матрица (рис. 2.37, а) представляет собой решетку из проводников, на пересечении которых размещены ферритовые кольца. Проводники Х{ и г/ 4 называются адресными и служат для

65

гистерезиса прямоугольной формы (рис. 2.37,6), поэтому он может

везде записаны нули). Для записи единицы сердечник необходимо перемагнитить. С этой целью по адресным проводникам, на пере­ сечении которых находится сердечник, пропускаются положитель­

щее устройство, выполненное на трансформаторах с Ш-образными ферритовыми сердечниками. Каждый трансформатор представляет собой ячейку памяти, в которой записывается единица или нуль. Первичные обмотки трансформаторов состоят из одного Витка так называемого числового провода. При прохождении по числовому проводу импульса тока во вторичной (считывающей) обмотке трансформатора индуцируется ЭДС, направление которой зависит от укладки (прошивки) числового провода в том или другом окне сердечника трансформатора. Числовой провод, уложенный в одно окно, соответствует сигналу «единица», уложенный в другое окно — сигналу «нуль».

Амплитуда импульсов, снимаемых со считывающей обмотки, не превышает долей вольта, поэтому импульсы поступают на усили­ тели. На выходе усилителей получаются импульсы стандартной амплитуды и формы, которые воздействуют на запоминающие эле­ менты регистров.

Регистр представляет собой соединение одноразрядных запоми­ нающих устройств и служит для запоминания цифрового кода во время выполнения одной или нескольких операций. В качестве одноразрядных запоминающих устройств используют триггеры или комбинации логических элементов «ИЛИ» и «НЕ». В трехраз­ рядном регистре на триггерах (рис. 2 .3 8 ) каждый триггер предназ­

66

начен для запоминания одного разряда двоичного числа. При по­ даче на триггеры импульса сброса они устанавливаются в исход­ ное (нулевое) состояние. После этого на входы триггеров посту­ пает двоичный код, например 101. В этом случае триггеры Т1 и ТЗ устанавливаются в единичное состояние, а триггер Т2 остается в нулевом состоянии. Записанный код 101 хранится в регистре до прихода очередного импульса сброса. При подаче импульсов счи­ тывания срабатывают схемы совпадения И1—ИЗ и импульсы с триггеров проходят на последующие блоки аппаратуры.

Устройство управления последовательностью выполнениягопераций

В специализированных АСК с малым объемом контроля (не имеющих специального носителя программы) устройство управле­ ния последовательностью выполнения операций предназначено для

Рис. 2.39. Релейный распределитель импульсов

выработки командных электрических импульсов и распределения их по исполнительным ключевым элементам, которые производят необходимые переключения в аппаратуре, подготовляя ее к выпол­ нению очередной операции проверки. Устройства этого типа пред­ ставляют собой распределители импульсов, выполненные на реле, шаговых искателях, магнитных или электронных приборах. Сиг­ нал для перехода к очередной проверке подается генератором так­ товых импульсов, который управляется компаратором АСК. Рас­ смотрим некоторые схемы распределителей импульсов.

Релейный распределитель импульсов (рис. 2.39) предназначен для последовательной выдачи четырех команд. Запуск распредели­ теля осуществляется подачей через диод Д1 напряжения на об­ мотку реле Р1, которое срабатывает и становится на самоблоки­

67

ровку через свои нормально разомкнутые контакты 1 я 2. Нор­ мально разомкнутыми контактами 4 и 5 реле Р1 подготовляет цепь команды № 1 , которая выдается при поступлении напряжения на I тактовую шину. При этом срабатывает (через диод Д2) реле Р2, которое самоблокируется через свои нормально разомкну­ тые контакты 1 и 2. Если теперь переключить напряжение на II тактовую шину, то это приведет к снятйю команды № 1 и к вы­ даче через нормально разомкнутые контакты 4 и 5 реле Р2 ко­ манды № 2. Сработавшее при этом реле РЗ самоблокируется и снимает с самоблокировки реле Р1, так как нормально замкнутые контакты 2 и 3 реле РЗ размыкаются. Переключение напряжения

на I тактовую шину при-

Максимальная частота выдачи команд релейным распредели­ телем ограничивается временем срабатывания и отпускания реле. При использовании реле РЭС-9 максимальная частота выдачи ко­ манд составляет 50 Гц.

Управление переключением тактовых шин осуществляется ре­ лейным триггером, который, в свою очередь, срабатывает по ко­ мандам, выдаваемым компаратором. Если контролируемый пара­ метр находится в поле допуска, компаратор выдает разрешение на переход к следующей проверке. Если же контролируемый пара­ метр вышел за пределы поля допуска, компаратор подает сигнал на останов АСК, при этом на индикаторном устройстве высвечи­ вается наименование этого параметра.

Распределитель на триггёрных ячейках (рис. 2.40) работает следующим образом. В исходном состоянии в первом триггере 77 записана единица, во всех остальных — нули. При поступлении на этот триггер тактового импульса происходит переброс триггера в другое устойчивое состояние, и возникший перепад напряжений в одном из плеч используется как командный импульс для запуска второго триггера Т2. После переброса триггер. Т1 остается нечувст­ вительным к последующим тактовым импульсам до тех пор, пока на него не поступит импульс сброса.

Триггер Т2, взведенный импульсом первого триггера, вторым тактовым импульсом возвращается в нулевое положение, при этом выдается команда № 2 и взводится триггер ТЗ и т. д.

68

Триггеры распределителя выполняются на феррит-диодных, феррит-транзисторных ячейках и туннельных диодах. Распредели­

в х о д ы

Рис. 2.41. Распределитель импульсов на декатроне

пульса тлеющий разряд переходит с первого катода на второй ка­ тод и на резисторе R2, включенном в цепь катода, возникает импульс напряжения с амплитудой около 15 В. При подаче сле­ дующего тактового импульса тлеющий разряд переходит на тре­ тий катод и т. д.

В АСК с заданием программы в виде числового кода на уст­ ройство управления последовательностью выполнения операций возлагается помимо распределения импульсов еще одна задача — производить декодирование информации, считанной с носителя программы. Декодирование осуществляется с помощью специаль­ ных устройств, называемых д е ш и ф р а т о р а м и .

Дешифратор представляет собой совокупность схем совпадения, обеспечивающую появление сигнала на одном из выходов при за­ данной комбинации входных сигналов, т. е. дешифратор произво­ дит преобразование кода числа, записанного в регистре, в сигнал на одном из его выходов.

69

Система уравнений, описывающая работу дешифратора с п входами и т выходами, имеет следующий вид:

Работа схемы дешифратора для двух входных переменных (рис. 2.42) описывается следующими уравнениями:

Так, при коде «11», записанном в регистре, дешифратор выдает команду /сь а при коде «10»— к2 и т. д. Схемы совпадения, входя-

К о д

Дешифратор

Рис. 2.43. Схема устройства управления последо­ вательностью операций

щие в дешифратор, чаще всего строятся на полупроводниковых диодах.

70