Прибор проверки функционирования и многоканального измерения сопротивления

Полезная модель относится к мобильной измерительной технике и может быть использована при испытаниях электронных приборов, кабелей и изделий, в составе которых присутствуют в том числе пиротехнические средства.
Известны две аналогичные контрольно-проверочные аппаратуры (КПА), которые позволяют одновременно измерить сопротивление и проверить прибор на функционирование.
2
КПА [1. ИК-РКУ: Техническое описание. ЦЕ1.320.000.Т.О. Редакция 1-69. - С. 4-6.] был разработан более 40-ка лет назад и на сегодняшний день является не актуальным ввиду применения устаревшей элементной базы. Считывание программ проверок выполняется с перфолент. Электропитание осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Необходимая площадь для размещения ИК-РКУ - 4 м. В настоящее время не выпускается.
КПА [2. Автоматизированная система контроля монтажа кабельных изделий АСК-МКИ: Техническое описание. Б1.409.011.ТО. - 2001. - С. 1-9.] является современным комплексом. Функционально работа осталась прежней, однако новая КПА управляется только с компьютера из среды MSDOS, соединяясь с ним по протоколу RS-232. Программы проверок хранятся в памяти компьютера. За счет применения современной элементной базы процесс проверки значительно ускорился. Электропитание осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Габаритные размеры: 590×720×1966 мм. Масса: 340 кг. Дополнительные стойки коммутации имеют следующие габариты и массу: габариты - 590×710×2166 мм, масса. - 440 кг.
Главным недостатком данных КПА является невозможность четко локализовать место обрыва электрической цепи. В эксплуатирующих организациях часто возникает необходимость поиска перегибов, разрывов, непропаев и прочих дефектов в кабелях и приборах. Длины некоторых кабелей могут составлять сотни метров. Локализировать места обрыва электрических цепей довольно трудоемко и требует больших временных и финансовых затрат. А также к недостаткам этих КПА относятся стационарность, большие габариты и масса, необходимость наличия промышленной трехфазной сети 380 В.
Задачей полезной модели является создание прибора проверки функционирования и многоканального измерения сопротивления с расширенными функциональными возможностями, в том числе оповещения о наличии или отсутствии цепи с помощью световых и акустических сигналов.
В предлагаемом техническом решении исключаются недостатки аналогов.
Технический результат достигается за счет включения в его состав блока меандра.
Предлагаемый прибор проверки функционирования и многоканального измерения сопротивления выполнен по блочно-модульному принципу и состоит из управляющего модуля и модуля расширения. Управляющий модуль состоит из блока управления, блока функционирования, блока сопротивления изоляции, блока замера сопротивления, блока обтекания, блока локально-вычислительной сети, блока меандра, оповещающего о наличии или отсутствии цепи с помощью световых и акустических сигналов, и выполняет функции управления, первичной обработки результатов измерений, обмена данными с персональным компьютером по локально-вычислительной сети через интерфейс Ethernet. Модуль расширения
включает в себя блоки функционирования, замера сопротивления, коммутирующую часть блока проверки сопротивления изоляции и предназначен для увеличения количества универсальных каналов и передачи транзитом команд от управляющего модуля к следующему модулю расширения.
Сущность полезной модели поясняется функциональной схемой прибора проверки функционирования и многоканального измерения сопротивления (фиг. 1), где
- БУ - блок управления;
- ЛВС - блок локально-вычислительной сети;
- Ф - блок функционирования;
- БО - блок обтекания;
- ЗС - блок замера сопротивления;
- СИ - блок сопротивления изоляции;
- ШИМ - широтно-импульсный модулятор;
- АЦП - аналого-цифровой преобразователь;
- I/O - порт ввода/вывода.
Ломаной линией изображен блок меандра.
Управляющий модуль состоит из семи функциональных блоков:
- блок управления;
- блок функционирования;
- блок сопротивления изоляции;
- блок замера сопротивления;
- блок меандра;
- блок обтекания;
- блок локально-вычислительной сети (ЛВС).
Блок управления выполняет функции управления прибором, первичной обработки результатов измерений и обмена данными с ЭВМ по ЛВС. Блок состоит из микроконтроллера 1986ВЕ1Т и элементов его обвязки. Микроконтроллер включает в себя необходимые 8-ми канальный и 12-ти
разрядный АЦП, цифровой контроллер интерфейса Ethernet 10/100 с PHY Transceiver и 96 пользовательских линий ввода/вывода [3. 32-разрядный контроллер для авиационного применения 1986ВЕ1Т, К1986ВЕ1Т, MDR32F1QI, К1986ВЕ1Н4: Спецификация. ТСКЯ.431296.008СП. - «ПКК Миландр», 2014. - 467 с.].
Блок проверки функционирования предназначен для подачи в изделие управляющих сигналов, необходимых для задействования коммутирующих элементов изделия. Состоит из 16 сдвиговых регистров КР1564ИР52, 19-ти сборок Дарлингтона K1109KT22 и 128-ми реле РЭК54.
Блок проверки сопротивления изоляции предназначен для преобразования напряжения от источника питания в напряжение, равное 100 В, и дальнейшую подачу его на шину измерителя. Состоит из импульсного трансформатора, двух полевых транзисторов, 8-ми сдвиговых регистров КР1564ИР52, 10-ти сборок Дарлингтона К1109КТ22 и 64-х реле РЭК60.
Блок замера сопротивления предназначен для формирования стабильного измерительного напряжения, его коммутацию на калибровочный вход микроконтроллера и на шину измерителя. Состоит из 8-ми дешифраторов К155ИДЗ, логической микросхемы К155ЛН1, 19-ти сборок Дарлингтона K1109KT22 и 128-ми реле РЭК60.
Блок обтекания представляет собой герметичный полый металлический куб, внутренние стенки которого окрашены в черный цвет, внутри него находится сборка, состоящая из фотоэлемента и лампы накаливания. Для отвода тепла полевой транзистор крепится на внешнюю стенку корпуса.
Блок ЛВС предназначен для согласования уровней между интерфейсом Ethernet микроконтроллера 1986ВЕ1Т и ЛВС и состоит из трансформаторной сборки ТрС-ЛС7, подключенной по стандартной схеме включения. Блок меандра предназначен для поиска обрыва в цепях кабелей и приборов. Состоит из усилителя, который преобразует вырабатываемые микроконтроллером прямоугольные импульсы частотой 100 кГц, с помощью которых, используя световые и акустические сигналы, оповещает о наличии или отсутствии цепи.
Модуль расширения предназначен для увеличения количества универсальных каналов и функционально и включает в себя блоки функционирования, замера сопротивления, коммутирующую часть блока проверки сопротивления изоляции. Также реализован управляющий блок, предназначенный для управления коммутирующими элементами модуля расширения. Использован транзитный метод передачи управляющих команд от микроконтроллера, что позволит подключить дополнительные модули расширения.
В состав предлагаемого прибора входит источник питания Б5-75, обеспечивающий модули постоянным напряжением ±27 В. Внутри управляющего модуля установлен DC/DC преобразователь МПВ5А с выходным постоянным напряжением ±5 В для питания микросхем. При включении источника питания Б5-75 происходит подача напряжения во все системы прибора, загрузка микроконтроллера 1986ВЕ1Т и установка соединения с ЭВМ через интерфейс Ethernet. Микроконтроллер переходит в режим ожидания.
В приборе реализовано 5 шин:
- шина +27 В;
- шина -27 В;
- шина высокого напряжения (для проверки сопротивления изоляции);
- шина плюса измерителя;
- шина минуса измерителя.
Подключение шин к выводам осуществляется программным способом с помощью коммутирующих элементов (реле), входящих в состав функциональных блоков.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей прибора проверки функционирования и многоканального измерения сопротивления.
Устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «промышленная применимость».
Источники, принятые во внимание
1. ИК-РКУ: Техническое описание. ЦЕ1.320.000.Т.О. Редакция 1-69. - С. 4-6.
2. Автоматизированная система контроля монтажа кабельных изделий АСК-МКИ: Техническое описание. Б 1.409.011.ТО. - 2001. - С. 1-9.
3. 32-разрядный контроллер для авиационного применения 1986ВЕ1Т, К1986ВЕ1Т, MDR32F1QI, К1986ВЕ1Н4: Спецификация. ТСКЯ.431296.008СП. - «ПКК Миландр», 2014. - 467 с.
4. Model 2701 Ethernet-Based DMM / Data Acquisition System User's Manual. - Cleveland, Ohio, U.S.A. - Document Number: 2701-900-01 Rev. F / August 2011.