Стенд для контроля электрических параметров сложных радиоэлектронных изделий-"морш-универсал"

Стенд содержит управляющую ЭВМ, соединенную через маршрутизатор-коммутатор и цифровые линию связи с сервером хранения параметров контролируемого изделия и блоком измерительных модулей с цифровым управлением. Измерительные модули выполнены выносными и с возможностью их установки в непосредственной близости от электрических разъемов отдельных частей контролируемого изделия.

При этом каждый выносной измерительный модуль содержит монитор, панель управления и двунаправленную шину LXI, на которой установлены микроЭВМ, не менее одного мультиметра, измеритель высоких сопротивлений и модульная система питания.

Техническим преимуществом стенда является дистанционный контроль параметров сложных радиоэлектронных изделий, оценка исправности изделия по результатам контроля отдельных его составных частей.

Полезная модель относится к устройствам для определения электрических свойств сложных радиоэлектронных изделий (РЭИ) и определения в них местоположения электрических повреждений.

Известен стенд для контроля электрических параметров сложных РЭИ, содержащих сотни-тысячи контактных разъемов (RU 2007120709, кл. G01R 31/00, положительное решение формальной экспертизы ФГУ ФИПС от 10.07.2007). Стенд содержит управляющую ЭВМ, снабженную блоком памяти (300 Гбайт) стандартных значений электрических параметров сложных РЭИ и соединенную через электронный коммутатор (маршрутизатор-коммутатор), блок измерительных модулей (мультиметров) и стойки переходных жгутов связи длинной десятки-сотни метров с электрическими разъемами для соединения с контрольными клеммами РЭИ. Причем маршрутизатор-коммутатор и блок мультиметров (измерителей электрических параметров РЭИ) выполнены в виде съемных модулей с цифровым управлением, установлены в отдельном крейт-шкафу на двунаправленной шине стандарта магистрали VXI по ГОСТ Р 51884-2002. Стойки снабжены катушками для намотки переходных жгутов связи и средствами вращения катушек. Жгуты связи выполнены в виде многожильных электрических кабелей и снабжены входными и выходными электрическими Ш-разъемами для соединения с электрическими разъемами крейт-шкафа и с контрольными клеммами диагностируемого РЭИ соответственно.

Недостатком известного стенда контроля электрических параметров сложных РЭИ является недостаточная точность измерения, связанная с электрическими наводками помех в длинных электрических кабелях. Другим недостатком указанного стенда являются недостаточные функциональные

возможности, обусловленные недостаточным объемом физической памяти ЭВМ и необходимостью доставки контролируемого изделия в месторасположения стенда. Что не всегда возможно из-за относительно больших размеров сложных РЭИ, сложности транспортировки последних и габаритных ограничений помещения стендового контроля.

Задачей полезной модели является устранение недостатков известного стенда. Техническим результатом - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей стенда.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата достигается тем, что стенд контроля электрических параметров сложных РЭИ, содержащий управляющую ЭВМ, соединенную через маршрутизатор-коммутатор с блоком измерительных модулей с цифровым управлением, согласно полезной модели дополнительно содержит сервер, измерительные модули выполнены выносными и с возможностью их установки в непосредственной близости от электрических разъемов отдельных частей контролируемого изделия и соединены с сервером и с управляющей ЭВМ через цифровые линии связи.

При этом каждый выносной измерительный модуль содержит монитор, панель управления и двунаправленную шину LXI, на которой установлены микроЭВМ, не менее одного мультиметра, измеритель высоких сопротивлений и модульная система питания.

Введение сервера, выполнение измерительных модулей выносными и соединение их с сервером и с управляющей ЭВМ через цифровые линии связи, обладающие повышенной помехозащищенностью, позволяет установить измерительные модули в непосредственной близости от контролируемых частей изделия, уменьшить длину линейных электрических кабелей, связывающих измерительные модули с объектом контроля, и, тем самым, уменьшить влияние электрических наводок и электромагнитных помех на процесс измерения. Кроме того, введение сервера позволяет расширить функциональные возможности стенда за счет расширения объема

памяти и скорости обмена информации, позволяющих по сравнению с известными стендами контроля, использующими только память управляющей ЭВМ для хранения параметров контролируемого изделия, расширить номенклатуру контролируемых изделий.

Снабжение каждого выносного измерительного модуля собственным монитором, панелью управления, микроЭВМ, мультиметрами, измерителем высоких сопротивлений и модульной системой питания с цифровым управлением, а также установка их на двунаправленную шине LXI дополнительно позволяет:

- осуществлять между циклами обмена информации с управляющей ЭВМ и сервером автономное (независимое) измерение электрических параметров подключенных к измерительному блоку элементов контролируемого изделия, сравнение измеренных значений параметров с допустимыми значениями и сохранение текущих значений результатов диагностики в собственной памяти микроЭВМ до очередного цикла обмена информацией с сервером и управляющей ЭВМ.

- управлять всеми периферийными блоками коммутации и измерений с центральной ПЭВМ или непосредственно с каждого блока по принципу локальной сети;

- гибко и технически просто переконфигурировать периферийные измерительные комплекты в зависимости от изменившихся требований, в том числе и для других типов изделий.

- аккумулировать все результаты измерений в единой базе на сервере, проводить комплексный анализ полученных результатов для формирования единого отчетного документа, а также проводить статистическую обработку данных за любой период работы, как по отдельным составляющим, так и по всему изделию в целом.

Этим обеспечивается дополнительное расширение функциональных возможностей стенда для контроля электрических параметров сложных РЭИ.

На фиг.1 представлена функциональная схема стенда для контроля электрических параметров сложных РЭИ, на фиг.2 - функциональная схема выносного измерительного модуля мобильного типа.

Стенд для контроля электрических параметров сложных РЭИ содержит управляющую ЭВМ 1, соединенную через маршрутизатор-коммутатор 2 с блоком измерительных модулей 3 с цифровым управлением и сервером 4 цифровыми линиями 5 связи. Управляющая ЭВМ 1 выполнена на базе персонального компьютера и содержит системный блок с источником бесперебойного питания, монитор и блок управления, включающий клавиатуру и ручной манипулятор типа мышь (на рисунках не показаны). Маршрутизатор-коммутатор 2 выполнен с возможностью многоканальной двусторонней коммутации потоков цифровых сигналов (адресов и данных) между управляющей ЭВМ 1, сервером 4 и измерительными модулями 3. Он выполнен по схеме промышленного электронного коммутатора серии Compex PS2208B или коммутатора интерфейсных каналов типа Switch. Измерительные модули 3 выполнены выносными (переносными или мобильными) с возможностью установки их в непосредственной близости от отдельных составных частей 6,...6.N изделия бис возможностью их соединения с контрольными разъемами указанных частей изделия короткими многожильными электрическими кабелями 7 непосредственно на соответствующей сборочной линии цеха. Измерительные модули 3 выполнены по однотипной схеме и содержат монитор 3.1, панель 3.2 управления и двунаправленную шину 3.3 LXI, на которой установлены микроЭВМ 3.4, не менее одного мультиметра 3.5, измеритель 3.6 высоких сопротивлений и модульная система 3.7 питания. Измерительные элементы 3.5, 3.6, а также модульная система 3.7 питания соединены через многожильный электрический кабель 7 с Ш-разъемом 8, предназначенным для соединения измерительного модуля с разъемами соответствующего элемента 6,...6.N объекта 6 контроля. Монитор 3.1 и панель управления 3.2 соединены с микроЭВМ 3.4 через интерфейс цифровой последовательной

USB-2.0 или параллельной RS-232 связи. МикроЭВМ 3.4 выполнена на базе блока перепрограммируемых микроконтроллеров ATMega128 (ATMEL). Каждый микроконтроллер ATMega128 содержит последовательный интерфейс универсального синхронно-асинхронного приемопередатчика (УСАП), центральный процессор, перепрограммируемое и оперативное запоминающее устройства и контроллер ввода-вывода на сорок пять каналов (на рисунках не показаны). Микроконтроллеры микроЭВМ 3.4 соединены с шиной 3.3 LXI по входам через интерфейс УСАП, а по выходам - через контроллеры ввода-вывода. Мультиметры 3.5 выполнены серии Agilent 34980А и предназначены для измерения электрических параметров сборочных элементов 6,...6.N изделия 6:

- диапазон измеряемых сопротивлений от 0.1 Ом до 10 кОм с погрешностью измерений до ±10%;

- диапазон измеряемых сопротивлений изоляции цепи от 0,1 МОм до 10 МОм с погрешностью измерений не более ±20%.

Для обеспечения универсальности измерительного модуля 3 количество микроконтроллеров ATMega128 в микроЭВМ 3.4 и количество мультиметров 3.5 в модуле 3 выбирают из условия возможности одновременного измерения электрических параметров по всем группам контактов наиболее сложного элемента 6,...6.N изделия 6. Для измерения высоких сопротивлений единицы-сотни Мом измеритель 3.6 выполнен по схеме измерителя омических сопротивлений Agilent 4339B. Модульная система 3.7 питания содержит блок калиброванных источников питания с цифровым управлением: 12,6 В±5%; 28,5 В±5%; 250 В±10%, предназначенных для электропитания измерительных устройств 3.5÷3.6 и запитки цепей измерений параметров элементов 6,...6.N изделия 6. Управляющая ЭВМ 1 и маршрутизатор-коммутатор 2 установлены на рабочем месте диспетчера сборочного цеха изделия 2 и соединены с локальными измерительными модулями 3 отдельных линий цеха цифровыми проводными или беспроводными

(Bluetooth, Wi-Fi) линиями связи 5 с поддержкой интерфейса LXI и/или Ethernet.

Работа стенда состоит в следующем. По одному измерительному модулю 3 устанавливают на каждой технологической линии сборки отдельных составных частей 6,...6.N изделия 6. Далее многожильным электрическим кабелем 7 соединяют между собой электрические разъемы измерительных модулей 3 и элементов 6,...6.N изделия 6. После завершения электромеханических соединений включают элементы 1-5 стенда. После выхода стенда на рабочий режим диспетчер рабочего места цеха на мониторе управляющей ЭВМ 1 выбирает с помощью ручного манипулятора из падающего меню тип контролируемого изделия 6. При этом ЭВМ 1 выдает через маршрутизатор-коммутатор 2 и линию связи 5 на сервер 4 цифровой сигнал с адресами данных памяти хранения контролируемых параметров выбранного изделия 6 и его составных частей 6,...6.N, а также исходные данные и программу контроля. При этом сервер 4 извлекает из соответствующих блоков памяти контрольные значения параметров контролируемого изделия и через маршрутизатор-коммутатор 2 и линии связи 5 выдает их в цифровом виде на соответствующие измерительные модули 3. Принятые модулями 3 данные о параметрах контролируемого изделия, исходные данные и программа контроля записываются в перепрограммируемую память (ППЗУ) соответствующих микроконтроллеров микроЭВМ 3.4. После завершения установки измерительных модулей 3 в исходное состояние и автоматического подключении к ним соответствующих эталонных источников 3.7 питания управляющая ЭВМ 1 с заданным темпом синхронизации выдает через коммутатор 2, цифровые каналы связи 5 на модули 3 импульсно кодовые сигналы на измерение электрических параметров составных частей 6,...6.N изделия 6 и сигналы считывания измерений и результатов диагностики контролируемого изделия 6. В период между сигналами измерения и считывания измерители 3.5 и 3.6 проводят измерение электрических параметров изделия 6, преобразуют их в цифровую

форму и передают их на соответствующие ОЗУ микроЭВМ 3.4. МикроЭВМ 3.4 по записанному в ее ПЗУ алгоритму производит сравнение текущих значений измерений электрических параметров изделия 6 с контрольными значениями и, в случае выхода параметров измерений за допустимые пределы, вырабатывает сигнал неисправности и номер неисправного канала контроля. Результаты контроля записываются в память микроЭВМ 3.4. При поступлении очередного сигнала считывания с ЭВМ 1 результаты контроля с памяти микроЭВМ 3.4 всех измерительных модулей 3 считываются через маршрутизатор-коммутатор 2 и линию 5 в ЭВМ 1. В ЭВМ 1 производится обработка принятых сигналов от отдельных составных частей 6.1÷6.N изделия 6 и определение исправности монтажа изделия 6 в целом.

При автономном контроле параметров составных частей 6.1÷6.N изделия 6 на отдельных технологических линиях цеха управление и контроль может производится автономно с использованием локального монитора 3.1 и панели управления 3.2 по описанному выше алгоритму.

Данная полезная модель не ограничивается вышеприведенным примером ее осуществления. Данная модель может использоваться также для контроля исправности изделия 6 на месте ее эксплуатации. В этом случае измерительные модули 3 вывозятся в месторасположения изделия 6. При этом для комплексной оценки исправности изделия 6 на ЭВМ 1 в качестве цифровой линии связи с рабочим местом 9 диспетчера может использоваться спутниковая линия связи Globax или сеть GSM. Возможны и другие варианты исполнения, не выходящие за пределы сущности описанной полезной модели.

Полезная модель разработана на уровне технического предложения и математического моделирования процесса контроля для конкретных образцов техники.

1. Стенд контроля электрических параметров сложных РЭИ, содержащий управляющую ЭВМ, соединенную через маршрутизатор-коммутатор с блоком измерительных модулей с цифровым управлением, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сервер, измерительные модули выполнены выносными и с возможностью их установки в непосредственной близости от электрических разъемов отдельных частей контролируемого изделия и соединены с сервером и с управляющей ЭВМ через цифровые линии связи.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что каждый выносной измерительный модуль содержит монитор, панель управления и двунаправленную шину LXI, на которой установлены микроЭВМ, не менее одного мультиметра, измеритель высоких сопротивлений и модульная система питания.