Устройство для контроля параметров сигналов

Устройство для контроля параметров сигналов предназначено для использования при пусконаладочных работах на объектах железнодорожной автоматики и при поиске неисправностей, возникших в процессе эксплуатации микропроцессорных систем электрической централизации. Устройство содержит управляющий микроконтроллер, блок питания, дополнительно введенные входное устройство, блок обработки сигналов, устройство выбора режима, панель индикации, устройство управления. Блок питания выполнен в виде элементов питания. Входы блока обработки сигналов связаны с выходами входного устройства, устройства выбора режима и устройства управления электропитанием, а его выход связан с входом панели индикации. Выход элементов электропитания связан с входом устройства управления электропитанием. За счет построения схемы устройства появляется возможность определять параметры сигналов направлений, выявлять замыкания сигналов между собой, на разъемах кабелей и непосредственно на контактах реле релейных стативов, а также измерять напряжения сигналов модулей выходных усилителей (МВУ) и модулей сбора информации (МСИ). При этом появляется возможность осуществления достоверного контроля без нарушения работоспособности самого объекта контроля, а также ускорения процесса проверки путем использования метода неразрушающего контроля и возможности быстрого перепрограммирования устройства при изменении параметров исследуемых сигналов. 1 илл., 1 п. ф-лы.

Полезная модель относится к измерительной технике, к автоматизированным системам контроля электрических параметров, предназначенным для проведения проверок электрических параметров электронной аппаратуры при проведении приемосдаточных и предъявительских испытаний, а именно при пусконаладочных работах на объектах железнодорожного транспорта, оборудованных системой ЭЦ ЕМ и при поиске неисправностей, возникших в процессе эксплуатации микропроцессорной системы электрической централизации.

Известно «Устройство для контроля цифровых блоков» (авторское свидетельство №1742753, G01R 31/28, приоритет 09.01.1989), содержащий задатчик тестов, подключенный к контролируемому цифровому блоку, первый мультиплексор, генератор пачки импульсов, первый элемент, первый счетчик, сигнатурный анализатор, блок управления, блок памяти сигнатур, D - триггер, второй счетчик, блок сравнения, триггер правильности сигнатур, индикатор, формирователь импульсов, элемент ИЛИ, третий счетчик, блок памяти номера канала, второй мультиплексор, второй элемент И, элемент НЕ, переключатель режима, резистор.

Устройство отличается повышенным быстродействием процесса контроля за счет возможности определения места неисправности объекта контроля без остановки процесса контроля. Однако при использовании данного устройства отсутствует возможность определения параметров сигналов на работающем объекте.

Известно также автоматизированное средство измерений, в котором используется метод образцовых сигналов и образцовых приборов (книга под редакцией профессора В.А.Кузнецова "Метрологическое обеспечение и эксплуатация измерительной техники". М., Радио и связь, 1990, с.145, рис.5.1.). Структурная схема автоматизированной поверки при использовании метода образцового сигнала состоит из последовательно соединенных ЭВМ, канала общего пользования, источника сигнала, поверяемого прибора, образцового прибора, при этом второй выход источника сигнала, и выходы поверяемого прибора, образцового прибора, АЦПУ (аналого-цифровой программно-управляемый преобразователь) и ЭВМ подключены к каналу общего пользования, а выход ЭВМ - к оператору - поверителю.

Однако данное устройство не может быть использовано для определения параметров сигналов направлений на работающем объекте в связи с тем, что оно не является компактным и не имеет автономного питания.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемой полезной модели является «Автоматизированная система контроля электрических параметров аппаратуры электронной» (Патент на изобретение РФ №2225013, G01R 31/28, приоритет 02.08.2002 г.), содержащая управляющую ПЭВМ и объект контроля. Дополнительно она снабжена последовательно соединенными двухсторонними связями блоком буферизации и блоком оптронной развязки, блоком управления записью, связанным своим выходом с блоком буферизации, и блоком дешифратора адреса, связанным своим выходом с блоком буферизации, причем входы блока управления записью и блока дешифратора адреса и второй вход блока буферизации связаны двухсторонними связями с ПЭВМ, а блок оптронной развязки второй двухсторонней связью связан со вторым входом блока программируемого таймера, входами блока цифрового аналогового преобразователя и блока регистров управления и выходом аналогового цифрового преобразователя, причем блок программируемого таймера последовательно соединен с блоком формирователя команд и блоком коммутатора входных сигналов, блок регистров управления управляет работой блока коммутатора входных сигналов, блока коммутатора выходных сигналов, регулируемого блока питания, блока программируемого таймера, блока формирователя команд, аналогового цифрового преобразователя, сигнал команды с цифрового аналогового преобразователя поступает на вход аппаратуры электронной через блок коммутатора входных сигналов, выходной сигнал с АЭ поступает через блок коммутатора выходных сигналов на блок аналогового цифрового преобразователя, при этом регулируемый блок питания связан своим выходом с аппаратурой электронной, а ПЭВМ второй двухсторонней связью с принтером. Целью данного технического решения является сокращение времени на поверочные процедуры и повышение достоверности результатов поверки измерительной техники.

Однако данное устройство обладает недостаточной производительностью процесса измерений, а также недостаточными функциональными возможностями, связанными с необходимостью производить автоматизированный контроль блоков электрической централизации, а так же не является компактным и не имеет автономного питания.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение качества процесса контроля, минимизация аппаратных средств, возможность использования автономного питания, повышение его эффективности и снижение энергетических затрат.

Технический результат, который может быть получен при использовании полезной модели, заключается в возможности осуществления достоверного контроля без нарушения работоспособности самого объекта контроля, а также ускорение процесса проверки путем использования метода неразрушающего контроля и возможности быстрого перепрограммирования устройства при изменении параметров исследуемых сигналов.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройство для контроля параметров сигналов, содержащее управляющий микроконтроллер, блок питания, дополнительно введены входное устройство, блок обработки сигналов, устройство выбора режима, панель индикации, устройство управления. Блок питания выполнен в виде элементов питания. Входы блока обработки сигналов связаны с выходами входного устройства, устройства выбора режима и устройства управления электропитанием, а его выход связан со входом панели индикации. Кроме того выход элементов электропитания связан со входом устройства управления электропитанием.

Таким образом, повышение достоверности контроля, ускорение процесса проверки достигается за счет использования в схеме устройства новых элементов и новых связей.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 представлена структурная схема устройства.

В состав устройства входят:

Входное устройство - 1, предназначенное для формирования уровня входного сигнала и фильтрации помех;

Блок обработки сигналов - 2, предназначенный для обработки параметров входного сигнала;

Устройство выбора режима - 3, которое осуществляет выбор параметра измеряемого сигнала;

Панель индикации - 4, которая служит для визуального контроля исследуемого сигнала;

Устройство управления электропитанием - 5, обеспечивающее энергосберегающий режим элементов питания;

Элементы электропитания - 6, являющиеся источником электроэнергии прибора, представляющий собой автономный источник питания.

Причем входы блока обработки сигналов 2 связаны с выходами входного устройства - 1, устройства выбора режима 3 и устройства управления электропитанием 5, а его выход - с входом панели индикации 4. Кроме того выход элементов электропитания - 6 связан с входом устройства управления электропитанием 5.

Устройство выполнено в виде отдельного переносного прибора, тестера направлений, с габаритными размерами 90×50×30 мм без щупа и массой 0,07 кг. Таким образом, устройство выполнено в «карманном» варианте. Нижняя панель (на черт. не показана), закрывающая плату с электронными компонентами и отсек с элементами электропитания 6, крепится к верхней панели винтами. На верхней панели корпуса находится прямоугольное окно для панели индикации 4, представляющей собой 2-х строчный PLED индикатор. На передней панели корпуса предусмотрено гнездо для щупа, который может переноситься отдельно. На нижней панели корпуса расположена клемма для подключения цепи - 24 В.

Принцип работы устройства основан на измерении длительности входного сигнала. Основным компонентом тестера является программируемый микроконтроллер PIC18F4520.

Устройство работает следующим образом. Исследуемый сигнал подается на входное устройство 1, где происходит его преобразование по напряжению, при этом уровень сигнала снижается до 5 В, и осуществляется подавление внешних электромагнитных помех. При этом устройство не вносит помех в работу объекта контроля, не нарушает его работоспособности и, следовательно, может применяться во время его работы. Далее сигнал поступает на вход блока обработки сигналов 2, где он обрабатывается по специальной программе. После этого информация об измеренных параметрах входного сигнала высвечивается на панели индикации 4. Выбор режима измеряемого сигнала осуществляется программно-аппаратным способом. Для выполнения этой задачи задействованы функции прерывания микроконтроллера.

Включение электропитания также осуществляется программно-аппаратным способом. Это вызвано необходимостью сбережения ресурсов элементов электропитания 6 тестера. Программирование микроконтроллера осуществляется непосредственно на плате устройства, таким образом, возможно осуществить быстрое и легкое перепрограммирование.

Электрические параметры устройства следующие:

напряжение питания 5 В;

ток потребления в режиме измерений - 25 мА;

уровень измеряемого сигнала до 35 В;

длительность измеряемого сигнала - от 200 мкс;

время непрерывной работы - 24 часа без подзарядки источника питания.

Устройство предназначено для выполнения следующих операций:

определения сигналов направлений 1Н и 2Н;

выявления замыкания сигналов 1Н и 2Н между собой, на разъемах кабелей и непосредственно на контактах реле релейных стативов;

измерения напряжений сигналов модулей выходных усилителей (МВУ) и модулей сбора информации (МСИ).

В устройстве так же предусмотрен режим контроля уровня заряда источника автономного питания.

Устройство для контроля параметров сигналов, содержащее управляющий микроконтроллер, блок питания, отличающееся тем, что в него дополнительно введены входное устройство, блок обработки сигналов, устройство выбора режима, панель индикации, устройство управления, а блок питания выполнен в виде элементов питания, причем входы блока обработки сигналов связаны с выходами входного устройства, устройства выбора режима и устройства управления электропитанием, а его выход - со входом панели индикации, кроме того, выход элементов электропитания связан со входом устройства управления электропитанием.