Введение к работе
Актуальность работы. Ускорение научно-технического прогресса связано с разработкой и совершенствованием средств, способных обеспечить сбор и.переработку интенсивных потоков измерительной информации. Такими средствами являются информационно-измерительные системы (ИИС).
Одним из основных сдерживавших факторов качественного совершенствования ИИС является недостаточное развитие их аналоговой ча$ти, выполняющей восприятие измерительного сигнала с объекта измерения, его первичнув обработку с целью минимизации влияния внешних воздействий и параметров объекта, не подлежащих измерению и контролю, и преобразование информации в унифицированный сигнал для дальнейшей переработки,'осуществляемой*как правило, в цифровой части ИИС. Основным функциональным элементом аналоговой части ИИС являются измерительные преобразователи (ИИ), на которые и возлагается обеспечение перечисленных требований.
Известные технические решения зачастую не удовлетворяют всему комплексу проблем, стоящих перед ИП для'-ЛИС, позтому поиск новых и совершенствование известных методов и средств преобразования параметров реальных физических объектов в унифицированные сигналы является актуальной задачей.
Решение данной задачи требует проведения анализа электрической модели реального физического объекта,.эквивалентная схема замещения которого, как правило, - многополюсная электрическая цепь (Ю10, выявление её топологической структуры, способов включения ЫЭЦ в измерительную схему (ИС) преобразователя, алгоритмов инвариантного преобразования сигнала ИС в унифицированные сигналы. ,
Указанные обстоятельства и определили выбор направления диссертационной работы.
Цель работы и задачи исследования. Разработка, теоретическое и экспзриментальное исследование инвариантных КП параметров различных объектов исследования, описываемых с помсщьга МЭЦ, значения элементов которого однозначно определены искомыми параметрами исследуемого объекта, и превосходящих известные по совокупности технических характеристик; реализация на базе предло-
женных технических решений ДОС для измерения параметров различных неэлектрических величин, контроля и диагностики исправности состояния радиоэлектронных схем и полупроводниковых материалов.
Методы исследования основываются на использовании положений теории линейных и нелинейных электрических иепей. При анализе методов получения информации о параметрах МЭЦ и синтезе алгоритмов преобразования использовалась теория инвариантности, при исследовании преобразователей использованы аналитические методы расчета электрических пепей, математический аппарат преобразования Лапласа, численные методы анализа с использованием ПЭВМ, при метрологической аттестации разработанных преобразователей использовались методы теории вероятности и математической статистики.
Научная новизна работы заключается в следувдем:
-
Предложен обобщенный подход к анализу топологической структуры электрической модели (МЭЦ) реального физического объекта исследования с целью определения измеряемости его параметров.
-
Разработан алгоритм машинного анализа для преобразования топологической структуры ЫЭЦ до упрощенной трехполвсной с целью обеспечения условия измеряемости каждой исследуемой ветви ЫЭЦ.
-
Развиты способы включения упрощенной трехполвсной цепи
в КС, обеспечивающие получение сигнала определяемого параметрами только исследуемой ветви.
4. Предложены новые и усовершенствованы известные алгоритмы
инвариантного преобразования параметров линейных и нелинейных
элементов МЭЦ в унифицированные сигналы, в том числе алгоритмы
диагностики состояния элементарных многополюсников непосредственш
в составе радиоэлектронной аппаратуры. t
Практическая ценность заключается в следующем:
-
Разработаны и исследованы структуры Ш для получения информации о значениях линейных и нелинейных элементов .МЭЦ, диагностики их исправности. По результатам исследований определеи перспективы использования преобразователи и пути дальнейшего совершенствования.
-
Проведен анализ основных погрешностей разработанных ИП, выработаны рекоыендагии по их инкенерному проектированию и расчету.
3. На основе проведенных исследований разработаны и внепре-ны в производство ряп системных блоков и измерительных систем лля внутрисхемного контроля операционных усилителей, трянзисто ров и других ралиоэлементов без их выпаивания из плат, для дистанционного контроля герметичности объектов систем связи, для измерения линейных размеров в процессе изготовления деталей.
Реялизаггия результатов работы. В результате выполнения работы разработаны и внедрены:
системный блок контроля тока потребления интегральных схем на печатных платах - внедрен в НИИКонтрольприбор (г.Пенза);
система для контроля и измерения коэффитгиентв усиления по току транзисторов, вмонтированных в схему, - внедрена в НИИКонтрольприбор (г.Пенза)J «
система автоматизиреваннегв допускового контроля параметров ' электрических пепей электронного блока экономайзера (ПАК) -внедрена на заводе АТЭ-I (г.Москва),'.
блок контроля влажности системы диагностики состояния контейнера НУП - внедрен в ТУСМ-І (г.Пенза);
измерительный блек системы контроля линейных размеров -внедрен в НИИЭМП г.Пенза. .
Суммарный головой экономический эффект от внедрения разработанных систем измерения и контроля составил 415 тысяч рублей.
Аптобяпия работы. Основные результаты работы были доложены и обсуждены на научно-технической конференітии стран СНГ "Контроль и диагностика радиоэлектронной аппаратуры и изделий электронной техники п (г.Пеняя, 1990 г.), Международной научно технической конФеренлчи "Методы и средства опенки и повышения надежности приборов, устройств и систем" (г.Пенза, 1993 г.), Зональных научно технических конференциях и семинарах "Вопросы обеспечения точности мящиноетр.оитель'СіП? производств" (г.Пенза, 1992 г.). и ."Статистическая идентификация, прогнозирование и контроль" (г.Севастополь, 1991 г.), на кснферештиях профессорско-преподавательского состава Пензенского политехнического института.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано четырнадцать печатных рабвт, в том числе три авторских свидетельства.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа еосто-ит из введения и четырех глав, выполненных на 129 страницах машинописного текста, иллюстрируемого рисункями и тяблипями на 67 стрянииах. Список литературы иа 89 наименований и три приложения выполнены на 62 страницах.