Устройство контроля электрических цепей сложных технических изделий
DEVICE FOR MONITORING ELECTRICAL CIRCUITS OF COMPLEX TECHNICAL ITEMS

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, в частности, к способам и устройствам контроля электрических цепей (внутреннего электромонтажа и кабельных соединений) сложных технических изделий, включая изделия вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ).
Известны устройства контроля электрических цепей сложных технических изделий, в состав которых входят компьютер, измерительные приборы, коммутаторы измерительных каналов и технологические жгуты, с помощью которых устройства подключаются к точкам контролируемых разветвленных электрических цепей сложных технических изделий (СТИ).
Примерами известных устройств являются: «Устройство для прозвонки проводов многожильных кабелей» (RU 83851), «Автоматизированная система контроля электрических соединений» (RU 111683), «Устройство для контроля монтажа» (RU 115499), «Автоматизированная система контроля и диагностики электрических цепей сложных технических изделий» (RU 2569911).
Наиболее близким аналогом по отношению к заявленному устройству, принимаемым в качестве прототипа, является устройство по патенту RU 2569911.
Достоинством устройства-прототипа по патенту RU 2569911 является обеспечение возможности эффективного контроля электрических цепей составных частей образцов ВВСТ в ограниченном пространстве на штатных местах этих СЧ. Это достигается применением только двух технологических жгутов и сокращением необходимого количества каналов коммутаторов электрических цепей.
Недостатком устройства-прототипа является конструктивная сложность, обусловленная необходимостью применения в его составе полнофункционального измерительного прибора и коммутаторов электрических цепей. Конструктивно такие устройства оказываются достаточно громоздкими (реализуются, как минимум, в виде нескольких носимых единиц - компьютера, измерительного комплекта и комплекта технологических жгутов и принадлежностей). Это создает неудобства при работе в ограниченном пространстве кабин на штатных местах составных частей (приборных стоек, шкафов) в составе образцов ВВСТ.
Целью заявленного устройства является упрощение технической реализации контроля электромонтажа и повышение удобства работ на штатных местах СЧ в ограниченном пространстве образцов ВВСТ (СТИ).
Техническим результатом от реализации заявленного устройства является:
1) уменьшение габаритов устройства, возможность его конструктивной реализации в виде одного переносного комплекта;
2) повышение удобств при контроле электрических цепей в условиях ограниченного пространства на штатных местах составных частей ВВСТ (СТИ);
3) уменьшение стоимости устройства;
4) повышение эффективности за счет совмещения контроля целостности электрических цепей и выявления ложных соединений и замыканий.
Принцип действия заявленного устройства поясняется на чертеже.
В состав устройства входит компьютер 1, в память которого предварительно вводятся частные таблицы соединений, отражающие электрические цепи, связывающие контакты каждого штатного разъема объекта контроля с соответствующими контактами других штатных разъемов объекта контроля (электрически соединенных с опорным разъемом в соответствии с электрической схемой объекта контроля).
К компьютеру 1 подключены входы регистра тестовых сигналов 2 и выхода регистра сигналов отклика 3.
Выходы регистра тестовых сигналов 2 через первый технологический жгут 4 подключены к контактам опорного разъема 5 объекта контроля 6.
Ко входам регистра сигналов отклика 3 через второй технологический жгут 7 подключены контакты сопряженного разъема 8 объекта контроля 6.
В процессе контроля электрических цепей второй технологический жгут 7 поочередно подключают ко всем разъемам 8 из состава объекта контроля 6, электрически сопряженным с данным опорным разъемом 5 (аналогично устройству-прототипу).
Количество разрядов регистра тестовых сигналов 2 и регистра сигналов отклика 3 должно быть не меньше максимального количества контактов в любом разъеме объекта контроля 6. Нумерация разрядов регистров 2 и 3 соответствует нумерации контактов в подключаемых разъемах 5 и 8, соответственно.
Последовательность операций контроля с применением устройства (чертеж) определяется программой управления, предварительно введенной в компьютер 1 перед началом работ по контролю электрических цепей.
По указаниям на экране компьютера 1 оператор подключает первый технологический жгут 4 к опорному разъему 5, в цепях которого предполагается дефект. Второй технологический жгут 7 подключают к одному из разъемов 8 объекта контроля 6, электрически сопряженному с опорным разъемом 5. Из компьютера 1 поочередно в каждый разряд регистра тестовых сигналов 2 вводится код «1», определяющий подачу контрольного сигнала с выхода данного разряда регистра 2 на соответствующий контакт опорного разъема 5. Последовательность установки разрядов регистра 2 в состояние «1» (последовательность подачи тестовых сигналов на соответствующие контакты опорного разъема 5) определяется частной таблицей соединений, занесенной в память компьютера 1.
После установки заданного i-того разряда регистра 2 в состояние «1» тестовый (контрольный) сигнал с выхода данного разряда регистра 2 через соответствующую электрическую цепь (провод) первого технологического жгута 4 поступает на заданный (i-тый) контакт опорного разъема 5 объекта контроля 6.
От i-того контакта опорного разъема 5 тестовый электрический сигнал проходит через электрические цепи к контактам разъема 8, подключенным через второй технологический жгут 7 ко входам регистра сигналов отклика 3.
Тестовые сигналы от i-того контакта разъема 5, поступившие на контакты сопряженного разъема 8, через цепи второго технологического жгута 7 поступают на входы соответствующих разрядов регистра сигналов отклика 3 и устанавливают эти разряды в состояние «1». В регистре 3 формируется код сигналов отклика (отображающий позиционные номера контактов разъема 8, электрически сопряженные с i-тым контактом опорного разъема 5), который поступает в компьютер 1.
Поступивший в компьютер 1 из регистра 3 код сигналов отклика анализируется. Позиционные номера разрядов кода сравниваются по программе с номерами контактов сопряженного разъема 8, которые в соответствии с частной таблицей соединений (по электрической схеме объекта контроля 6) должны иметь электрические соединения с i-тым контактом опорного разъема 5.
В результате анализа программа контроля выявляет следующие ситуации:
1. i-тый контакт опорного разъема 5 должен иметь соединение по схеме с «n-ым» контактом сопряженного разъема 8.
По результатам теста «n-ый» разряд регистра сигналов отклика 3 установлен в состояние «1». Следовательно, данная электрическая цепь исправна.
2. Разряд «n» регистра сигналов отклика 3 остался в состоянии «0». Следовательно, существует обрыв данной контролируемой электрической цепи.
3. В регистре сигналов отклика 3 установлены в состояние «1» разряды, соответствующие контактам сопряженного разъема 8, которые не должны иметь электрических соединений с i-тым контактом опорного разъема 5. Следовательно, существуют ложные соединения (замыкания) i-того контакта опорного разъема 5 с электрическими цепями, подсоединенными к контактам сопряженного разъема 8, которые соответствуют активированным (установленным в состояние «1») разрядам регистра сигналов отклика 3.
Таким образом, в одном такте работы устройства (чертеж) обеспечивается полный контроль всех возможных ситуаций по электрическим соединениям заданного (i-того) контакта опорного разъема 5 с контактами сопряженного разъема 8.
После каждого такта контроля по команде от компьютера 1 регистры 2 и 3 устанавливаются в исходное состояние.
Процесс контроля соединений опорного разъема 5 и сопряженного разъема 8 продолжается до полного обхода всех контактов опорного разъема 5. После этого по указанию на экране компьютера 1 (по программе контроля, в соответствии с частной таблицей соединений) оператор подключает второй технологический жгут 7 к очередному сопряженному разъему 8 по электрической схеме объекта контроля 6.
Цикл контроля продолжается до завершения контроля электрических соединений данного опорного разъема 5 со всеми сопряженными разъемами 8 по электрической схеме объекта контроля 6.
В отличие от устройства-прототипа по патенту RU 2569911, заявленное устройство в одном цикле обеспечивает полный контроль качества электрических соединений опорного разъема 5 со всеми сопряженными с ним по электрической схеме объекта контроля 6 разъемами 8, в том числе:
1) контроль целостности электрических цепей;
2) обнаружение обрывов электрических цепей;
3) обнаружение лишних соединений и замыканий.
В заявленном устройстве не требуется применение конструктивно сложных полнофункциональных измерительных приборов и коммутаторов измерительных каналов, как это имеет место в устройстве-прототипе.
Регистр тестовых сигналов 2 и регистр сигналов отклика 3 могут быть конструктивно выполнены на одной печатной плате, которая может быть установлена непосредственно в корпусе компьютера 1 в виде дополнительного модуля. В результате устройство будет реализовано в виде одного переносного комплекта (компьютер и два технологических жгута), что обеспечит дополнительные удобства при проведении работ по ремонту электрического монтажа составных частей образцов ВВСТ на их штатных местах (в условиях ограниченного рабочего пространства - в кабинах изделий ВВСТ).
В качестве компьютера 1 может быть использован портативный компьютер (ноутбук), известный из уровня техники. Регистр тестовых сигналов 2 и регистр сигналов отклика 3 могут быть реализованы с применением серийных интегральных схем большой степени интеграции.
Для защиты от возможных перегрузок выходы разрядов регистра тестовых сигналов 2 могут подключаться к цепям технологического жгута 4 через каскады согласующих усилителей.
Технологические жгуты 4 и 7 могут быть реализованы на основе типовой кабельной продукции (проводов, шлейфов), известных из уровня техники (аналогично устройству-прототипу).
Для обеспечения универсальности заявленного устройства, подключение различных типов объектов контроля может осуществляться с помощью сменных переходных устройств (адаптеров).
Таким образом, заявленное устройство промышленно реализуемо на основе аппаратуры и материалов, известных из современного уровня техники.
Устройство (чертеж) обеспечивает заявленный технический результат, а именно:
1) уменьшаются габариты конструкции устройства, основу которого составляет портативный компьютер (ноутбук);
2) повышается удобство работы с устройством в ограниченных размерах рабочего пространства на штатных местах составных частей СТИ, т.к. работать с устройством (состоящим из одного комплекта портативного компьютера) более удобно;
3) уменьшается стоимость устройства. т.к. исключаются из состава многофункциональный измерительный прибор и коммутатор каналов. Вводимые в устройство регистр контрольных (тестовых) сигналов 2 и регистр сигналов отклика 3 при реализации, известной из уровня техники (печатная плата с набором интегральных схем), не менее, чем на порядок, дешевле измерительного прибора и коммутатора, используемых в устройстве-прототипе;
4) повышается эффективность применения, т.к. заявленное устройство (в отличие от прототипа) за один цикл обеспечивает контроль целостности цепей электромонтажа, выявляет ложные электрические цепи (замыкания), обеспечивает контроль сохранности изоляции (отсутствие замыканий между электрическими цепями).