5. Системы контроля аналоговых машин

Все операции контроля АВМ по целевому назначению и по последовательности их выполнения можно разбить на следующие основные группы (рис. 4.20) [4.13]:

1. Предварительный контроль перед использованием машины и решением поставленной на ней задачи. Он включает:

а) общую проверку готовности АВМ и ее блоков к работе (профилактический контроль);

б) проверку правильности подготовки набранной на АВМ схемы моделирования к решению.

2. Оперативный контроль правильности работы АВМ в процессе решения поставленной на ней задачи.

3. Диагностический контроль, в процессе которого производится поиск местоположения (локализация) неисправности.

К техническим средствам контроля, специально предусматриваемым в АВМ для выполнения перечисленных операций контроля, относятся схемы и системы контроля источников питания и функциональных блоков АВМ, которые используются как в процессе предварительного, так и в процессе оперативного контроля аналоговых машин, а также системы контроля схемы моделирования. Остальные операции контроля, как правило, выполняются с помощью обычных измерительных приборов и систем или схем контроля, собираемых в некоторых случаях оператором из функциональных блоков АВМ.

Контроль источников питания. Дрейф выходного напряжения операционных усилителей, а следовательно, и погрешность решения задачи в значительной степени зависят от стабильности источников питания, что обусловливает необходимость тщательной стабилизации питающих напряжений н периодического контроля их значений.

Наличие напряжений питания контролируется с помощью сигнальных лампочек, а грубый контроль их значений и значений потребляемых токов осуществляется встроенными стрелочными индикаторами. Периодическая точная настройка и проверка источников питания выполняется с помощью, внешнего прецизионного стрелочного вольтметра (класса 0,1-0,5%), подключаемого к выходам соответствующих стабилизаторов. В некоторых АВМ (МПТ-9) точная проверка и настройка питающих напряжений осуществляется компенсапионной схемой, в которой часть стабилизированного напряжения питания сравнивается с эталонным напряжением. В качестве сравнивающего устройства используется обычно микроамперметр. В больших АВМ (МН-14, МН-17М) предусматривается блок автоматической блокировки для автоматического отключения источников стабилизированных напряжений от нагрузки при недопустимом отклонении указанных напряжений от номинальных значений, а также и для контроля стабилизированных источников питания по фону. Кроме того, имеются средства контроля источников эталонных напряжений, сигнализирующие о недопустимо большой разнице между абсолютными значениями эталонных напряжений, а при значительном их рас- . согласовании - отключающие нагрузку от указанных источников.

Контроль блоков АВМ. Во всех АВМ предусмотрены схемы, позволяющие перед решением или непрерывно в ходе решения задачи контролировать качество работы или исправность основных функциональных блоков. Обычно это схемы контроля дрейфа выходного напряжения и перегрузки операционных усилителей (ОУ) с визуальной или звуковой сигнализацией, воспринимаемой оператором или же централизованной схемой автоматического контроля.

Общая проверка готовности АВМ (профилактический контроль)

Проверка источников питания

Проверка решающих блоков

Проверка систем управления, контроля и измерения

Проверка правильности подготовки схемы моделирования к решению

Проверка правильности набора схемы моделирования

Проверка коэффициентов Передач решающих блоков и настройки универсальных блоков нелинейности

Комплексная проверка схемы моделирования в режиме статического и динамического контроля

Оперативный кон троль правильности работы АВМ в процессе решения задачи

На основе предварительной проверки схемы моделирования

Интуитивный контроль

Функциональный контроль

Схемный контроль-

Рис. 4.20. Основные операции контроля АВМ.

Диагностический контроль

В режиме статического контроля

В режиме динамического контроля

В процессе решения

Контроль дрейфа выходного напряжения операционных усилителей.Окаоп из главных особенностей операционных усилителей, используемых в АВМ. является нестабильность уровня (дрейф) выходного напряжения при отсутствии сигнала или при неизменном сигнале на входе. Этот дрейф составляет обычно основную погрешность решающего элемента.

Величина дрейфа выходного напряжения решающего усилителя для контроля качества его настройки и для выявления усилителей, нуждающихся в настройке, измеряется либо на выходе усилителя (Aux). либо на его входе (бдр). Связь между этими величинами определяется выражением

где К = - коэффициент передачи решающего усилителя.

Достоинство способа контроля дрейфа выходного напряжения по выходу усилителя заключается в возможности подключения низкоомного чувствительного стрелочного индикатора, так как выходное сопротивление усиЛи-теля очень мало. К недостаткам относятся необходимость предварительного отключения усилителя из схемы решения и замыкания его входа на землю для осуществления настройки-

В усилителях, имеющих схему сигнализации перегрузки по напряжению, подключенную к основному выходу усилителя, контроль и настройка дрейфа выходного напряжения в некоторых случаях осуществляется с использованием схем сигнализации. Для этого в режиме контроля коэффициенты передач усилителей К увеличиваются настолько, чтобы при величине приведенного дрейфа вдр, превышающей допустимое значение e (едр>>едоп), обеспечивалась перегрузка усилителя по напряжению. Коэффициенты передач при этом

должны удовлетворять условию К > - 1. Например, если е = ЪмЪ

I ДОП

и шкалы ~ f В, К >> 20 ООО. Такой коэффициент усиления реализуется, например, при R = 50 Ом, i?pgp = 1 МОм.

Индивидуальная система сигнализации перегрузки усилителей позволяет быстро выявить усилители, нуждающиеся в подстройке, которую производят до тех пор, пока не погаснет сигнальная лампа перегрузки.

Использование входного полюса операционного усилителя для контроля дрейфа удобно в тех случаях, когда усилители настраиваются как в процессе , подготовки, так и во врейя решения. Точность контроля дрейфа этим способом , несколько хуже, чем первым, и зависит от коэффициента передачи усилителя. I Однако данный способ позволяет контролировать не только величину дрейфа, усилителя, но и его перегрузку по напряжению и току, неисправность операционного усилителя (малый коэффициент усиления, большой входной ток и др.). Измеритель напряжения На входе операционного усилителя должен быть высокоомным.

При большом количестве операционных усилителей операции контроля ft (а иногда и настройки) дрейфа выходного напряжения усилителей в некоторых рАВМ (<0лектрон ) автоматизируются [16]. При этом входы (или выходы) ОУ Vc помощью коммутатора поочередно подключаются к общему нуль-индикатору с регулируемым коэффициентом усиления. Если напряжение дрейфа <1ревышает установленный уровень, срабатывает включенный на выходе иуль-йндикатора исполнительный элемент.

Hpij наличии автоматической настройки дрейфа выходного напряжения ОУ этот элемент подключает электромеханическую следящую систему, с п6-г мощью которой движок потенциометра настройки контролируемого ОУ пе.-ремещается. до тех пор, пока напряжение дрейфа не станет равным нулю.