Метрологічне забезпечення випробувань електронних засобів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство освіти Республіки Білорусь
Білоруський державний університет інформатики і
радіоелектроніки
кафедра РЕЗ
РЕФЕРАТ
на тему:
«МЕТРОЛОГІЧНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИПРОБУВАНЬ ЕЛЕКТРОННИХ ЗАСОБІВ»
МІНСЬК, 2008

Принцип побудови центральної випробувальної станції

Збільшення обсягу випробувань і трудомісткості їх проведення внаслідок розширення функціональних можливостей ЕС призводить до необхідності автоматизації випробувальних та контрольно-вимірювальних операцій шляхом широкого впровадження обчислювальної техніки. При цьому особливо важлива роль відводиться мікропроцесорах, які застосовують як у вбудованих системах контролю ЕС, так і в автономних системах автоматичних пристроїв для випробувань. Інтенсивний розвиток мікропроцесорної техніки, а також безперервне вдосконалення пристроїв для випробувань дозволяють створити повністю автоматизовані центральні випробувальні станції (ЦІС).
Центральна випробувальна станція являє собою телеметричну систему, яка використовується в поєднанні з універсальною малої обчислювальної машиною або контролером. Отримувані в процесі випробувань результати обробляють за допомогою мікро-і міні-ЕОМ. Дана система є автоматизованою, обмін інформацією може здійснюватися за допомогою телетайпа чи дисплея в зручній для користувача формі.
Об'єктом управління в ЦІС служить автоматизований пристрій для випробувань, в якому потрібно підтримувати потрібний випробувальний режим і проводити вимірювання значень контрольованих параметрів виробу, що випробовується за заданою програмою. До складу автоматизованого пристрою для випробувань входять власне пристрій для випробувань, засоби вимірювання і виконавчі органи. Для підтримки заданого випробувального режиму в автоматизованому пристрої для випробувань передбачений набір датчиків (температури, вологості, тиску, вібрації та ін), які перетворюють вимірюваний технологічний параметр, як правило, в аналоговий електричний сигнал. Введення цього сигналу в відповідну мікроЕОМ (або мікроконтроллер) вимагає його перетворення в цифровий код. Для управління ЕОМ виконавчим органом треба виконати зворотне перетворення цифрового сигналу в аналоговий. Зазначені перетворення здійснює пристрій зв'язку, що містить цифроаналоговий (ЦАП) і аналого-цифровий (АЦП) перетворювачі і машинний інтерфейс.
Універсальна мікро-ЕОМ (або мікроконтроллер) аналізує дані про хід випробувань і в разі порушення випробувального режиму виробляє необхідну корекцію цих даних через виконавчий орган. Контролер зазвичай обслуговує один пристрій для випробувань, в яке, як правило, конструктивно вмонтований. Якщо ж як програмованого пристрою нижнього рівня служить мікро-ЕОМ, то вона виступає вже в ролі групового контролера, який керує роботою кількох пристроїв для випробувань на окремих випробувальних ділянках. Мікро-ЕОМ виконує такі операції: перевірку готовності пристроїв для випробувань до роботи і контроль за їх роботою в процес проведення випробувань, контроль параметрів в режимі випробувань, організацію вимірів і обробку результатів випробувань з видачею відповідного протоколу "ім чином, в цьому випадку мікроЕОМ є управляючою . Програмоване пристрій більш високого рівня, виконане на базі міні-ЕОМ, забезпечує: зберігання і підготовку програм контролю та випробувань виробів, кожна з яких у разі необхідності поступає на вхід відповідної мікроЕОМ; планування випробувань; вибір необхідних контрольно-вимірювальних установок; накопичення та статистичну обробку результатів контролю та випробувань; підготовку обміну та обмін інформацією з пристроями більш високого рівня системи управління якістю.
Центральний обчислювальний комплекс служить для тривалого зберігання та обробки великого масиву інформації про якість продукції, що випускається та управління за допомогою програм, для зберігання яких потрібен великий обсяг пам'яті.
Розглянуте поєднання перерахованих пристроїв дозволяє моделювати роботу окремих агрегатів, виконувати автоматичне налаштування, корекцію і лінеаризацію передавальних функцій вимірювальних перетворювачів у процесі випробувань, перетворювати отримувану інформацію, контролювати граничні значення (граничні умови), виробляти, необхідні для аналізу обробку і оцінку статистичного г ріалу, оперативно відображати інформацію про хід випробувань у вигляді графіків, таблиць, гістограм і т. п.
Число ієрархічних рівнів визначається завданнями та можливостями застосовуваних обчислювальних засобів. Розвиток сучасної обчислювальної техніки забезпечує цілком ефективне використання дворівневої структури управління. Трирівневі системи управління, що широко застосовуються в галузевих і навіть міжгалузевих центральних випробувальних станціях, побудовані на унікальному випробувальному і контрольно-вимірювальному обладнанні, яке дефіцитних або неефективно для використання окремими підприємствами.

Структура, склад і критерії оцінки АСІ

Під автоматизованою системою випробувань розуміють взаємопов'язаний програмно-апаратний комплекс, будований на базі засобів випробувальної, вимірювальної та обчислювальної техніки, в якому управління технологічним процесом випробувань автоматизовано. У такій системі реєстрація, збір, переробка, аналіз і подання необхідної інформації про випробовувані ЕС і пристроях для випробувань повністю покладено на ЕОМ.
Автоматизовані системи випробувань, що створюються, як правило, в головних організаціях по державних випробувань і випробувальних центрах підприємств і організацій, забезпечують автоматизацію управління випробуваннями або на конкретній стенді, або на сукупності територіально розподілених або зосереджених стендів. При цьому АСІ можуть бути пов'язані інформаційно чи входити до складу інших автоматизованих систем управління (АСУ), що функціонують на підприємствах, для яких створюються АСІ. АСІ може бути представлена ​​у вигляді сукупності функціональних підсистем, кожна з яких призначена для виконання певних функції при проведенні випробувань.
АСІ працює в реальному масштабі часу, що дозволяє отримувати потрібну інформацію в процесі випробувань. Безперервне спостереження за результатами випробувань дозволяє приймати негайні рішення про продовження чи припинення випробувань та оперативно вносити необхідні корективи в програму випробувань.
Критеріями оцінки АСУ служать: достовірність отриманої інформації про якість випробовуваних виробів; надійність; ступінь автоматизації - відношення трудомісткості ручних операцій до загальної трудомісткості випробувань виробів; універсальність - можливість виконання випробувань з багатьох різновидів виробів і контролю різних електричних параметрів; швидкодія - мінімальний час контролю та випробувань виробів; види сигналів випробовуваних об'єктів - дискретні (цифрові), безперервні (аналогові) і дискретно-безперервні; спосіб контролю - статичний, динамічний, функціональний, ступінь централізації - централізовані і децентралізовані; продуктивність - число виробів, що випробовуються в одиницю часу; вартість контрольно- випробувальних операцій і т. д.
Найбільш важливими параметрами, що характеризують ефективність АСІ, є достовірність інформації про якість виробiв, і надійність АСІ. Інформація вважається достовірною, якщо незалежно від джерел і каналів передачі достатньо точно відображає стан керованого об'єкта. Достовірність інформації оцінюють експериментально в процесі дослідної експлуатації та доведення системи, оскільки зробити це розрахунковим шляхом досить важко.
Під надійністю АСІ розуміють її властивість виконувати задані функції, зберігаючи в часі значення встановлених експлуатаційних показників у заданих межах при заданих умовах експлуатації. Надійність АСІ визначається, перш за все, надмірністю застосовуваних апаратно-програмних засобів, яка, у свою чергу, визначається відповідними схемотехнічних, конструкційними, алгоритмічними і програмними рішеннями.
Основні цілі, принципи та етапи розробки АСІ.
Автоматизовані системи випробувань створюють з метою: підвищення точності та достовірності результатів випробувань та висновків, зроблених на їх основі; забезпечення єдності випробувань; скорочення термінів проведення випробувань; підвищення ефективності використовуваних засобів для випробувань; поліпшення умов роботи персоналу, що обслуговує випробування.
При розробці АСІ слід керуватися принципами: системного підходу, вирішення сучасних завдань, безперервності розвитку системи, типізації і стандартизації апаратно-програмних засобів, а також їх тиражування та ієрархічності. Принцип системного підходу полягає в тому, що розробку АСІ слід починати з аналізу недоліків існуючої системи управління випробуваннями і пошуку можливих шляхів їх усунення. Необхідно визначити цілі створюваної АСІ і сукупність елементів (в даному випадку підсистем) і завдань АСІ для досягнення цих цілей при наявних ресурсах. При розробці елементів системи необхідно максимально типізації рішень, домагатися інформаційної, програмної та технічної сумісності елементів АСІ. Згідно з принципом вирішення сучасних завдань, при розробці АСІ слід орієнтуватися на можливості вирішення тих завдань, які відіграють важливу роль у вдосконаленні управління випробуваннями і можуть бути реалізовані лише в АСІ. Основою для постановки та вирішення сучасних завдань служать математичні моделі об'єктів випробувань.
Принцип безперервності розвитку полягає в тому, що АСІ необхідно проектувати з урахуванням можливостей її подальшого розвитку після введення в дію, що пов'язано з удосконаленням і оновленням завдань і засобів забезпечення системи.
За принципом типізації та стандартизації реалізацію апаратно-програмних засобів АСІ слід здійснювати на типових серійно випускаються випробувальних, вимірювальних та обчислювальних засобах з використанням типового програмного забезпечення.
Згідно з принципом тиражування, при розробці апаратно-програмних засобів АСІ необхідно передбачити умови для їх масового виробництва, що вимагає типізації та стандартизації проектних рішень. Принцип ієрархічності передбачає ієрархічну побудову технічних засобів і програмного забезпечення АСІ.
Розробка основних підсистем АСІ включає технічне, інформаційне, організаційне та економічне забезпечення цих підсистем.
Технічне забезпечення - сукупність взаємодіючих і об'єднаних в ціле пристроїв і технічних показників.
Інформаційне забезпечення - вхідна інформація, оперативна інформація про процес випробувань, вихідна інформація.
Організаційне забезпечення - кадри і виробничі ресурси необхідної якості; сукупність правил і розпоряджень, що встановлюють структуру організації АСД та її підрозділів, їх функції та взаємодія персоналу АСІ з технічними засобами між собою; моральні та адміністративні стимули заохочення персоналу АСІ.
Економічне забезпечення - фінансування робіт зі створення АСІ, витрати на експлуатацію АСІ, економічна ефективність експлуатації АСІ.

Технічне забезпечення АСІ

Технічне забезпечення АСІ представляє собою в першу чергу комплекс серійно випускаються технічних засобів, що використовуються в системі. До таких засобів належать: пристрої для випробувань, ЕОМ, АЦП і ЦАП, датчики, накопичувачі інформації, пристрої введення-виведення та документування; пристрої оперативної взаємодії, комутуючі пристрої, інтерфейси.
При побудові АСІ важливе значення має вибір керуючої ЕОМ. Тенденція ускладнення випробувань обумовлює зростання кількості пристроїв для випробувань і відповідно засобів їх автоматизації, що негативно позначається на надійності системи і на ефективності управління. Правильний вибір ЕОМ дозволяє, насамперед, скоротити кількість коштів збору та обробки інформації в системі. На центральній ЕОМ виробляється основна обробка інформації, результати якої можуть видаватися на дисплей пульта управління випробуваннями. Обміном даних у системі зазвичай керує мікроконтроллер за спеціальними стандартними програмами.
У залежності від характеру вирішуваних завдань АСІ розробляють на базі ЕОМ малої, середньої і високої обчислювальної потужності з однорівневою (на базі однієї міні-або мікроЕОМ) або багаторівневої (ієрархічної) структурою. При цьому ЕОМ можуть бути з'єднані в одну систему, що дає переваги в порівнянні з варіантом роздільного їх використання. Типовий проект АСІ розробляють в основному на відомих машинах, системах, функціональних вузлах і приладах.
Зв'язок пристроїв програмного управління з установками контролю та вимірювань здійснюється за допомогою інтерфейсів (ГОСТ 26.016-83)-узгоджуючих пристроїв, призначених для передачі інформації. У системах контролю та випробувань ЕС застосовують як стандартні, так і спеціалізовані інтерфейси.
Функціонально закінчені пристрої, що мають однаковий інтерфейс входу - виходу, називають модулями. Всі модулі можна розділити на керуючі, інтерфейсні та обробні. За наявності типових модулів різного призначення АСІ може бути складена з них повністю або частково.
Технічне забезпечення АСІ включає також математичне і програмне забезпечення. Ці види забезпечення мають особливо важливе значення, і при розробці АСІ на них припадає більша частина витрат.
Математична модель процесу випробувань визначає тільки послідовність операцій та порядок взаємодії технічних засобів при вирішенні таких завдань. При розробці математичного забезпечення АСІ використовують досвід розробки математичного забезпечення АСУ ТП, оскільки випробування можна розглядати як частину ТП створення нової продукції.
Програмне забезпечення АСІ представляє комплекс програм та інструкцій до них, необхідних для реалізації всіх функцій АСІ і записаних на відповідних носіях (перфострічках, перфокартах, магнітних стрічках або дисках). Його можна розділити на загальне і спеціальне. Загальне програмне забезпечення (ПЗ) АСІ представляє сукупність програм, що служать для управління і організації обчислювального процесу, обробки результатів, стандартних операцій з набором даних, розрахованих на широке коло користувачів і тому орієнтованих на рішення часто зустрічаються завдань. Спеціальне програмне забезпечення АСІ представляє сукупність програм, призначених для реалізації однієї функції або групи функцій конкретної АСІ.
Програмне забезпечення рекомендується розробляти за модульним принципом. Це означає, що алгоритм випробування поділяють на функціонально завершені етапи, для яких розробляють максимальне число стандартних підпрограм, які забезпечують виконання алгоритму. Підпрограми об'єднують у бібліотеки програм для використання їх в аналогічних системах, що дозволяє знизити вартість і скоротити терміни розробки програмного забезпечення.

Інформаційне забезпечення АСІ

Інформаційне забезпечення АСІ включає інформаційне опис процесів випробувань, окремих випробувальних операцій і процедур управління ними.
Кожен випробувальний центр (чи служба) повинен мати свою інформаційно-логічну модель, створення якої передбачає максимальну автоматизацію підготовчих і фінішних операцій, всіх обчислень і формування вторинних документів. Інформаційна модель АСІ відображає уявлення про процеси випробувань, факти виконання цих процесів, стан і динамічні характеристики об'єктів управління і включає розгорнуту інформаційну схему управління, аналітичні таблиці, схеми вирішення окремих завдань. Інформація про якість виробу, що випробовується може бути отримана шляхом збору нових відомостей і обробки вже наявних даних за програмою дослідника. Будь-яка інформація характеризується двома властивостями - змістовністю С і завадостійкістю П, які пов'язані співвідношенням П = 1 / С. Отже, чим більше змістовність інформації, тим менше її завадостійкість. Критерієм цінності інформації є ефект від її використання. Інформація про якість виробу повинна відображати: показник якості; заходи щодо його забезпечення; оцінку якості всього ТП та окремих його операцій; критерії якості; рішення про коригування ТП, конструкції виробу або показників його якості. При цьому інформація повинна бути своєчасною, необхідною і зручною.
Інформаційна система підприємства повинна включати оперативний збір, обробку, аналіз і розподіл інформації про випробувальному виробі, а також про стан системи випробувань.

Організаційне забезпечення АСІ

Організаційне забезпечення включає: обслуговуючий АСІ персонал; опис функціональної, технічної та організаційної структури системи; нормативно-технічні документи, що визначають функціональні обов'язки обслуговуючого персоналу.
Організаційна система контролю та випробувань ЕС передбачає широке використання математичних методів, автоматизованих засобів контролю та ЕОМ. Ця система базується на спеціальній службі підприємства - відділі технічного контролю (ВТК) яким через свої цехові пости здійснює контроль пускаємо продукції на відповідність її НТД. Організаційна система управління якістю базується на комплексній службі контролю якості. Ця служба, очолювана головним контролером, наділеним правами заступника директора підприємства з якості, складається, як правило, з таких підрозділів: відділу надійності та управління якістю, відділу випробувань, відділу метрології, ВТК.

ЛІТЕРАТУРА
Глудкін О.П. Методи та пристрої випробування РЕЗ і ЕВС. - М.: Вищ. школа., 2001 - 335 з
Випробування радіоелектронної, електронно-обчислювальної апаратури та випробувальне обладнання / під ред. А. І. Коробова М.: Радіо і зв'язок, 2002 - 272 с.
Мліцкій В.Д., Бегларія В.Х., Дубицький Л.Г. Випробування апаратури і засоби вимірювань на вплив зовнішніх чинників. М.: Машинобудування, 2003 - 567 з
Національна система сертифікації Республіки Білорусь. Мн.: Держстандарт, 2007
Федоров В., Сергєєв М., Кондрашин А. Контроль і випробування в проектуванні і виробництві радіоелектронних засобів - Техносфера, 2005. - 504с.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Реферат
39.5кб. | скачати


Схожі роботи:
Метрологічне забезпечення
Види електронних платіжних засобів
Радіаційна стійкість електронних засобів
Структура і класифікація електронних засобів
Уніфікація конструкцій електронних засобів
Художні питання конструювання електронних засобів
Фактори що визначають побудову електронних засобів
Теплові і механічні характеристики електронних засобів
Класифікація та характеристика електронних засобів навчання
© Усі права захищені
написати до нас