Автономная информационно-измерительная система
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и предназначена, в частности, для измерения и регистрации перегрузок, действующих на манекен летчика при катапультировании. Задачей полезной модели является повышение надежности функционирования автономной информационно-измерительной системы. Поставленная задача решается системой, содержащей блоки согласующих устройств сигналов измерительных преобразователей, аналоговый коммутатор каналов, аналого-цифровой преобразователь, перепрограммируемый микропроцессор, энергонезависимую память, источник питания, узел коммутации блока управления питанием, узел контроля входного напряжения, узел контроля напряжения на выходе и на затворе транзистора узла коммутации, узел контроля и управления блоком питания.
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и предназначена для измерения заданной величины, поступающей, например, в виде электрического сигнала.
Известна автономная информационно-измерительная система, предназначенная для измерения и регистрации нагрузок, действующих на манекен летчика при катапультировании, содержащая блоки согласующих устройств сигналов измерительных преобразователей, аналоговый коммутатор каналов, аналого-цифровой преобразователь, перепрограммируемый микропроцессор, энергонезависимую память, блок управления питанием информационно-измерительной системы, включающий источник питания системы и узел коммутации блока управления питанием («Техническое описание и инструкция по эксплуатации информационно-измерительной системы АИИС-32», издание ОАО «НПП «Звезда», 2004 г.).
Эта система размещается внутри манекена и начинает свою работу за несколько секунд до начала катапультирования манекена.
В момент катапультирования манекен вылетает вместе с катапультным креслом из самолета, затем при расстреле кресла спускается на парашюте на землю.
Во время всего процесса функционирования аппаратура подвергается воздействию больших перегрузок, вибраций и должна надежно функционировать до последнего момента спуска, включая полное приземление манекена.
Источник питания, размещенный в манекене, имеет ограниченную электрическую мощность. Время его работы устанавливается программным путем с помощью перепрограммируемого микропроцессора. Источник питания включается заранее до момента регистрации и отключается после окончания процесса.
Недостатком этой информационной системы является ненадежность ее функционирования из-за выполнения узла коммутации блока управления питанием, состоящего из МОП-транзистора и схемы управления, состоящей из резисторов. Входное напряжение +27 В поступает на исток транзистора. К стоку транзистора подключается нагрузка - линии питания внешних устройств. Если на входе управления высокий потенциал или вход не подключен, то транзистор закрыт. При подаче на вход управления низкого потенциала транзистор открывается и на выходе появляется напряжение +27 В. В этой схеме в случае замыкания выхода на «землю» происходит перегрев транзистора избыточным током и выход его из строя. Замыкание возможно в случае технического повреждения системы в результате воздействия либо перегрузок, либо удара о землю, и, в конечном итоге, в результате пропадания питания происходит потеря информации. Отказ системы возможен и в случае короткого замыкания одного из блоков согласующих устройств.
Задачей полезной модели является повышение надежности функционирования автономной информационно-измерительной системы.
Поставленная задача решается тем, что в блок управления питанием системы дополнительно введены узел контроля входного напряжения, узел контроля напряжения на выходе и на затворе транзистора узла коммутации, узел контроля и управления блоком питания.
На рис.1 представлена структурная схема автономной информационно-измерительной системы.
В состав заявляемой системы входят блоки согласующих устройств сигналов измерительных преобразователей 1, источник питания системы 2, аналоговый коммутатор каналов 3, аналого-цифровой преобразователь 4, перепрограммируемый микропроцессор 5, энергонезависимая память 6, узел коммутации блока управления питанием 7, узел контроля входного напряжения 8, узел контроля напряжения на выходе и на затворе транзистора узла коммутации 9, узел контроля и управления блоком питания 10.
Система работает следующим образом.
При проведении эксперимента микропроцессор 5 обеспечивает опрос сигналов с выходов блоков согласующих устройств 1, управление аналого-цифровым преобразователем 4 и сохранение полученных данных в энергонезависимой памяти 6. После проведения эксперимента микропроцессор 5 обеспечивает считывание накопленных данных из энергонезависимой памяти 6.
Перед экспериментом с помощью микропроцессора 5 устанавливается требуемое время включения источника питания.
Входное напряжение +27 В поступает на сток транзистора узла коммутации 7 и на вход узла контроля входного напряжения 8.
Для подачи питания на блоки согласующих устройств управляющий сигнал от микропроцессора 5 поступает на вход узла контроля и управления блоком питания 10, выходной сигнал которого поступает на узел коммутации блока управления питанием 7.
Напряжение с затвора транзистора узла коммутации 7 поступает на вход узла контроля напряжения на выходе и на затворе транзистора узла коммутации 9, а на другой вход данного узла поступает выходное напряжение +27 В узла коммутации 7, которое поступает также на блоки согласующих устройств, обеспечивая их питание.
Выходной сигнал узла контроля напряжения на выходе и на затворе 9 и выходной сигнал узла контроля входного напряжения 8 поступают на входы узла контроля и управления блоком питания 10, который по соотношению потенциалов на стоке, истоке и затворе транзистора узла коммутации 7 определяет состояние замыкания выхода на «землю» и состояние обрыва нагрузки.
Если транзистор открыт и напряжение сток-исток в 10 раз превышает типовое напряжение открытого транзистора, то имеет место короткое замыкание выхода на землю. Если транзистор открыт и напряжение сток-исток близко к нулю (единицы милливольт), то имеет место обрыв нагрузки. В этих случаях узел коммутации 7 запирается и напряжение +27 В с блоков согласующих устройств снимается, что обеспечивает защиту источника питания 2 и узла коммутации 7 от выхода из строя.
Таким образом, благодаря введению узла контроля входного напряжения, узла контроля напряжения на выходе и на затворе транзистора узла коммутации, узла контроля и управления блоком питания повышается надежность работы системы даже в случае короткого замыкания цепей питания блоков согласующих устройств, наиболее подверженных механическим воздействиям, и сохраняется работоспособность регистратора, что позволяет зафиксировать причину отказа системы с запоминанием. При этом ранее зарегистрированная информация сохраняется с возможностью считывания.
Автономная информационно-измерительная система, содержащая блоки согласующих устройств сигналов измерительных преобразователей, аналоговый коммутатор каналов, аналого-цифровой преобразователь, перепрограммируемый микропроцессор, энергонезависимую память, блок управления питанием информационно-измерительной системы, включающий источник питания и узел коммутации блока управления питанием, отличающаяся тем, что блок управления питанием дополнительно содержит узел контроля входного напряжения, узел контроля напряжения на выходе и на затворе транзистора узла коммутации, узел контроля и управления блоком питания, причем один конец линии питания соединен со стоком транзистора узла коммутации и с входом узла контроля входного напряжения, выход узла контроля входного напряжения подсоединен к входу узла контроля и управления блоком питания, исток транзистора узла коммутации соединен с цепью питания блоков согласующих устройств и с входом узла контроля напряжения на выходе и на затворе транзистора, выход узла контроля напряжения на выходе и на затворе транзистора соединен с входом узла контроля и управления блоком, выход которого присоединен к входу узла коммутации блока управления питанием, а затвор транзистора узла коммутации соединен с входом узла контроля напряжения на выходе и на затворе транзистора, при этом выход микропроцессора присоединен к входу узла контроля и управления блоком питания.
