DE1541750C - Verfahren zur Untersuchung und dyna mischen Prüfung von Geraten und Systemen beliebiger Art - Google Patents
Verfahren zur Untersuchung und dyna mischen Prüfung von Geraten und Systemen beliebiger ArtInfo
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- DE1541750C DE1541750C DE1541750C DE 1541750 C DE1541750 C DE 1541750C DE 1541750 C DE1541750 C DE 1541750C
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Untersuchung und dynamischen Prüfung von Geräten
und Sy stemen beliebiger Art, deren Ein- und Ausgangsgrößen elektrisch oder elektrisch darstellbar sind.
• Aus der deutschen Patentschrift 1 204 745 ist eine Einrichtung zur Prüfung elektrischer Geräte hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens in Bordnetzen bekanntgeworden, bei der mit einem Sollwerteingang eines Spannungsreglers für einen Generator ein Programmgeber für einen schwankenden Spannungsverlauf und mit einem Sollwerteingang eines Drehzahlreglers für einen den Generator antreibenden Motor ein Programmgeber für eine schwankende Frequenz verbunden ist.
• Aus der deutschen Patentschrift 1 204 745 ist eine Einrichtung zur Prüfung elektrischer Geräte hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens in Bordnetzen bekanntgeworden, bei der mit einem Sollwerteingang eines Spannungsreglers für einen Generator ein Programmgeber für einen schwankenden Spannungsverlauf und mit einem Sollwerteingang eines Drehzahlreglers für einen den Generator antreibenden Motor ein Programmgeber für eine schwankende Frequenz verbunden ist.
Diese Einrichtung dient vornehmlich der Nachbildung von Betriebsverhältnissen, wobei den genannten
Verbrauchern lediglich die Bordnetzcharakteristika als elektrische Stromversorgung vorgegeben
werden können.
Weiterhin ist ein Prüfgerät mit Lochstreifenprogrammierung für den automatischen Ablauf des
Prüf- und Meßvorganges für Widerstände bzw. für Gleich- und Wechselspannungen bekanntgeworden.
Die gewünschte Prüf art, Prüf punkte und die Toleranzen sind auf einem Lochstreifen eingegeben, und
mittels eines Abtastkopfes werden die gespeicherten Informationen auf Relais- und Schrittschaltwerke
übertragen. Eine dynamische Prüfung ist jedoch nicht möglich. Der Lochstreifen dient nur zur Ansteuerung
der in dem Prüfgerät vorhandenen Untersysteme, wie beispielsweise Schalter, Betriebsartenwahl, Toleranz-,
Relais- und Solldekadenwiderstände.
Zum Stand der Technik zählt außerdem eine numerisch gesteuerte Prüfmaschine mit einem Programmträger,
wobei für die Kopplung von Prüfgerät und Prüfling programmierbare Schalter und für die Eingangssignal-
und Sollwertvorgabe programmierbare Spannungsgeneratoren Verwendung finden. Die Auswertung
beschränkt sich hier auf die Feststellung bzw. den Vergleich einzelner Signalcharakteristika,
wie beispielsweise Mittelwerte und Flankensteilheiten. Demgegenüber hat die vorliegende Erfindung den
Vorteil, den vollständigen Signalverlauf zur Auswertung bzw. zum Vergleich heranziehen zu können.
Es ist auch ein Verfahren zum Vorgeben und/oder zum Simulieren von ein physikalisches oder elektrisches
System kennzeichnenden elektrischen Größen und/oder in elektrische Größen umgewandelten physikalischen
Größen vorgeschlagen worden. Mit diesem Verfahren und der Anordnung zur Durchführung
dieses Verfahrens können zwar elektrische Größen als Signale zusammengestellt werden, aber
diese Signale dienen nur zur Vorgabe der Vsrsorgungsspannungen,
so daß also eine Überprüfung von Objekten ohne zusätzliche Prüfungsmethoden und -mittel nicht möglich ist.
Ferner sind automatisierte Prüfverfahren für Geräte und Systeme, teilweise unter synchronisierter
Nachbildung der Umweltbedingungen, mit digital programmierten Gebern und Schrittschaltwerken bekannt.
So bildet z. B. bei einer bekannten Anordnung ein Zeitgeber den Schwerpunkt, der einen wählbaren,
aber dann genau ausgeführten Zeitablauf zwischen der Anregung eines Signalgenerators zur Signalvorgabe
und dem Beginn der Auswertung des Antwortsignals vom Prüfling ermöglicht und die Basis
für eine Zeitmessung in der Auswerteeinheii liefert.
Das heißt, Gegenstand dieser bekannten Maßnahmen ■ist die Zurverfügungstellung von programmierbaren
Zeitpunkten für die Signalvorgabe und die Auswertung. Bei der vorliegenden Erfindung aber sind
diese Zeitabläufe Charakteristika des zu prüfenden Systems.
Eine weitere bekannte Anordnung repräsentiert die zur Zeit verwirklichte Prüfphilosophie. Hierbei be-
\ stehen die wesentlichsten Unterschiede darin, daß die Eingangssignale von eingebauten wenigen Funk- ·
ίο tionsgeneratoren stammen, welche von einem »Programmer«
ein- öder ausgeschaltet werden, während bei der Erfindung beliebige dynamische Signale,
nahezu von beliebiger Form und Frequenz, original gespeichert und wiedergegeben werden. Ein weiterer
Unterschied ist darin zu sehen, daß der Signalvergleich
nur in dem Vergleich jeweils zweier digitaler Zahlen bzw. Gleichspannungswerte für jeweils
nur einen Kanal besteht, da eine notwendige Zeitkorrelation zwischen »Referenz-« und »Out-put-
ao Signal« nicht vorgesehen ist. Bei der Erfindung werden dynamische Signale zeitkorreliert mehrkanalig
parallel verglichen. Weiterhin können nur jeweils ein Eingangskanal und ein Ausgangssignal gleichzeitig
betrachtet werden, d. h., es ist nur eine serielle Verarbeitung der Kanäle möglich, wodurch die Informationen
auf den Parallelkanälen verlorengehen, die Prüfzeit erhöht wird und das »System under Test«
nie wie im Original-Einsatz, d. h. mit allen benötigten Eingangssignalen gleichzeitig betrieben werden kann.
Alle diese Mängel zu beheben ist Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Anordnung
zur Durchführung desselben, wobei besonders die Möglichkeit geschaffen werden soll, die dynamischen
Eigenschaften der Soll- und Istsignale zu vergleichen.
Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß
a) gespeicherte füi einen Prüflingstyp speziell zusammengestellte
Eingangssignalfolgen ■ einem oder mehreren Objekten des gleichen Prüflingstyps, deren Funktionstüchtigkeit feststeht, zur
Ermittlung ihrer Ausgangssignalfolgen als Sollfunktion vorgegeben und mit diesen ermittelten
Sollfunktionen synchron gespeichert werden;
b) in weiterer Folge diese gespeicherten Signale und Funktionen durch definierte Signale und
Daten zur Programmierung und Verarbeitung beim Prüfprozeß, einschließlich der Selbstüberprüfung
zeitsynchron ergänzt und in dem räumlich und zeitlich getrennten eigentlichen Prüfvorgang
die gespeicherten entsprechenden Funk-So tionen einmal der Verarbeitungseinheit, zum
anderen dem Prüfling als Eingangssignale vor-. gegeben werden;
c) weiterhin die vom Speichergerät entnommenen Sollausgangssignale zeitsynchron mit den Ist-Ausgangsfunktionen
des Prüflings einer Vergleichs- und Bewertungseinheit zur Analysierung zugeführt werden, welche die Soll-Ist-Abweichungen
dynamisch feststellt und die in diesen und/oder in den Ist-Ausgangsfunktionen enthaltenen
Informationen über den Prüfling analysiert und Fehlerart, Fehlerort ermittelt und die
mit zusätzlichen zur Identifizierung notwendigen Daten versehenen Resultate anzeigt.
Die Erfindung weist unter anderem einmal den Vorteil der völligen Unabhängigkeit von der Beschaffenheit
und dem Aufbau des zu prüfenden und/ oder zu untersuchenden Objekts auf. Ferner ermöglicht
es, daß alle erfaßbaren Ausgangsgrößen jedes
zu prüfenden Objektes kontinuierlich und gleichzeitig Sollausgangsfunktion verursachenden Eingangssignamit
den als Sollwert und/oder -funktionen definierten, len z. B. auf Magnetband gespeichert bzw. aufidentischen
Ausgangsgrößen des statistischen Kollek- gezeichnet werden und weiterhin zusätzlich prüflingstivs
oder repräsentativer Objekte verglichen und be- spezifische Informationen zur Programmierung und
wertet werden können. Weiterhin gestattet das erfin- 5 Verarbeitung hinzugefügt werden,
dungsgemäße Verfahren den Vergleich nach beliebig Dieses Verfahren gewährleistet die universelle Aneinzugebenden Kriterien bei frei programmierbarer wendbarkeit überhaupt ohne zusätzlichen Aufwand. Verarbeitung. Zur Phasenerfassung kann eine getriggerte Zeit-
dungsgemäße Verfahren den Vergleich nach beliebig Dieses Verfahren gewährleistet die universelle Aneinzugebenden Kriterien bei frei programmierbarer wendbarkeit überhaupt ohne zusätzlichen Aufwand. Verarbeitung. Zur Phasenerfassung kann eine getriggerte Zeit-
Ein ganz entscheidender Vorteil des erfindungs- integration verwendet und zum Phasenvergleich zwigemäßen
Verfahrens ist es, daß die simulierten Ein- io sehen den Ausgangsfunktionen entsprechende Zeitgangsgrößen,
die vorgegebenen Sollwerte oder Soll- integrale oder Zeitintegralfunktionen an Hand logiwertfunktionen,
die Bewertungskriterien und die Ver- scher Entscheidungen ausgewählt werden. Andererarbeitungsrichtlinien
in einem einzigen Prüfprogramm seits werden zur Phasenerfassung von der zu beurzeitsynchron
enthalten sind und deswegen das Prüfen teilenden Funktion synchronisierte Kreisfunktionen
eines völlig unterschiedlichen Gerätes oder Systems 15 als Grundlage zur Berechnung der aus analytischen
lediglich das Auswechseln des Prüfprogramm- Verknüpfungen zwischen den Kreisfunktionen und
Speichers und den Anschluß der entsprechenden An- der jeweiligen Ausgangsfunktion resultierenden Ampassungsglieder
erfordert. plituden herangezogen, wobei das Ergebnis einer
Hierbei wird bei dem oder den zur Verfügung weiteren analytischen Verarbeitung ein Maß für. die
stehenden, zu untersuchenden, nachgewiesenen funk- so Phase zwischen der verarbeitenden Kreisfunktion und
tionstüchtigen Objekt oder Objekten, wobei ersteres. dem Beginn des jeweiligen Betrachtungszeitraumes
repräsentativ für den Prüflingstyp ist, letztere das darstellt. Außerdem können zur Ermittlung der Amstatistische
Kollektiv darstellen, nach Vorgabe defi- plituden und/oder der Phasenunterschiede (Laufzeitnierter
Eingangssignalfolgen sich Soll-Ausgangsfunk- unterschiede) verschiedene Verfahren herangezogen
tionen ergeben und diese gleichzeitig mit den vor- 25 werden, unter anderem bieten sich hier Korrelationsgegebenen Eingangssignalfolgen in dem tatsächlichen und Filterverfahren an.
zeitlichen Ablauf gespeichert werden, -wodurch so- Der Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen
wohl die Übertragungsfunktion als auch sämtliche liegt darin, daß es möglich ist, zwischen zwei Funk-Zeitkonstanten
des untersuchten Objektes exakt und tionen allgemeinster Art exakt eine durch die Verunverfälscht
erfaßt werden. Außerdem sollen die er- 3° fahren definierte Phasenverschiebung als Funktion
mittelten Soll-Ausgangsfunktionen mit den sich nach der Zeit zu erfassen.
Vorgabe der bereits bei der Zusammenstellung und Zum Vergleich der Amplituden und deren Ände-Speicherung
des ersten Programms verwendeten Ein- rungen, auch phasenverschobener Funktionen, wergangssignalfolgen
ergebenden Ist-Ausgangsfunktionen den die Integrale der Funktionen und/oder deren
des Prüflings verglichen werden. Dabei wird dem 35 Beträge über definierte Zeitabschnitte und/oder die
Vergleich der dynamischen Eigenschaften von Soll- Integrale der Beträge des ersten und des zweiten
und Istsignalen besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Differentialquotienten verwendet und gegebenenfalls
Außerdem wird der gesamte zeitliche Verlauf der gespeichert. Der Vorteil ist darin zu sehen, daß beAusgangs-,
Soll- und Istsignale im obengenannten sonders phasenverschobene Signale mit geringstem
Sinne betrachtet bzw. verarbeitet. Im einzelnen be- 40 Aufwand an informationen auch auf analoger Basis
steht der Vergleich bzw. die Analyse darin, daß unter verglichen werden können.
anderem von den Ausgangsfunktionen die Frequenz Insgesamt zeichnet sich das erfindungsgemäße Ver-
und/oder die Phase und/oder die Amplitude und/oder fahren durch folgende Vorteile aus:
deren ersten und zweiten Differentialquotienten er- Es bringt eine einschneidende Verkürzung der bismittelt wird. Ferner sollen die ermittelten, gegebenen- 45 her bekannten Prüfzeiten, einmal dadurch, daß der falls algebraisch verknüpften entsprechenden Charak- Signalvergleich dynamisch erfolgt, d. h. unter Einteristika der Ausgangsfunktionen nach vorgegebenen beziehung aller Signaleigenschaften (wesentlich mehr Kriterien bewertet werden. Hierdurch ist der wesent- Informationen pro Zeiteinheit); und zum andern, daß liehe Vorteil gegeben, daß jeder Prüfling bis ins der Vergleich bzw. die Auswertung auf den benötigkleinste Detail durch Vorgabe von Eingangssignalen 50 ten Ausgangskanälen echt parallel erfolgt,
allgemeinster Art analysiert werden kann und ein Als weitere Vorteile, die das Verfahren erbringt, Vergleich sowie eine Bewertung von Ausgangs- sind anzuführen:
deren ersten und zweiten Differentialquotienten er- Es bringt eine einschneidende Verkürzung der bismittelt wird. Ferner sollen die ermittelten, gegebenen- 45 her bekannten Prüfzeiten, einmal dadurch, daß der falls algebraisch verknüpften entsprechenden Charak- Signalvergleich dynamisch erfolgt, d. h. unter Einteristika der Ausgangsfunktionen nach vorgegebenen beziehung aller Signaleigenschaften (wesentlich mehr Kriterien bewertet werden. Hierdurch ist der wesent- Informationen pro Zeiteinheit); und zum andern, daß liehe Vorteil gegeben, daß jeder Prüfling bis ins der Vergleich bzw. die Auswertung auf den benötigkleinste Detail durch Vorgabe von Eingangssignalen 50 ten Ausgangskanälen echt parallel erfolgt,
allgemeinster Art analysiert werden kann und ein Als weitere Vorteile, die das Verfahren erbringt, Vergleich sowie eine Bewertung von Ausgangs- sind anzuführen:
Signalen allgemeinster Art erlaubt wird. Im beson- es ist für alle denkbaren Prüflinge möglich,
deren Falle ist es deshalb möglich, daß man auf es stehen 50 Kanäle und mehr zur gleichzeitigen
Grund der Ausgangs-Ist-Funktion im Vergleich mit 55 Vorgabe und zur Verarbeitung zur Verfügung,
den Ausgangs-Sollfunktionen auf Fehlerart und es ermöglicht aus den entsprechenden Übertra-
Fehlerort im Prüfling schließen kann. ' gungsfunktionen des Prüflings, auf Fehlerart und
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiterhin Fehlerort in ihm zu schließen,
vor,, daß zur Herstellung des Prüfbandes als Ein- es ermöglicht ohne zusätzlichen Aufwand eine
gangssignale die gesamten beeinflussenden elek- 6o . Selbstüberprüfung der Anlage nach dem erfin-
trischen Ümgebungsbedingungen, bestehend z. B. aus dungsgemäßen Verfahren,
Testsignalen, Originalsignalen aus dem Betrieb, sowie es ermöglicht ohne zusätzlichen Aufwand eine
dem gemessenen oder geschätzten Verlauf der Ver- Wahrscheinlichkeitsaussage über die Funktions-
sorgungsspannungen während des Betriebes zusam- erfüllung des Prüflings unter definierten Bedin-
mengestellt und funktionstüchtigen Objekten des 65 gungen während der Prüfung, und
Prüflingstyps vorgegeben werden und weiterhin deren es ermöglicht die Durchführung experimenteller
Ausgangssignale als Sollausgangssignale definiert und Zuverlässigkeitsuntersuchungen und -prüfungen
zeitsynchron sowie parallel mit den jeweiligen die an allen Prüflingen.
Als Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Bedarf Verstärker. Umsetzer und anderes als
wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zur Auf- Verbindungsglieder zwischen den simulierten und den
nähme eines Prüfprogrammes auf ein Speichergerät am zu untersuchenden Objekt erforderlichen Eineinem
zweiten Speichergerät ein Demodulator nach- gangsgrößen enthält, andererseits über Verbindungsgeschaltet
ist und die auf dem Speichergerät gespei- 5 leitungen 22 und Modulatoren 40 direkt einem zweicherten
definierten Eingangssignalfolgen einmal dem ten Bandgerät SO zur Aufnahme und Speicherung
oder den zu untersuchenden Objekten vom Prüf- zugeleitet.
lingstyp, über ein Anpassungsglied vorgegeben wer- Das an die Anpassungseinheit 30 angeschlossene
den und andererseits ein zweites Anpassungsglied Objekt 60 — dem Ausführungsbeispiel gemäß ein
gleicher Funktion angeordnet ist, das die vom Unter- io Flugregler — dient in dieser Verfahrensphase zur Gesuchungsobjekt als Antwort für die vorgegebenen winnung repräsentativer Soll-Ausgangsfunktionen bei
Eingangssignalfolgen abgegebenen Sollausgangsfunk- definierten Eingangssignalen als Vergleichsnormal
tionen einem nachgeordneten Modulator zuleitet und für die eigentliche Prüfung einzelner Objekte gleicher
als zweites Speichergerät ein Bandgerät dient, auf Ausführung. Dieses kann man entweder dadurch
dessen Magnetband die vorgegebenen Eingangs- 15 erreichen, daß man bei Vorgabe definierter Eingangssignalfolgen
zeitsynchron mit den Sollausgangsfunk- signale die Ausgangsfunktionen eines nachgewiesenen
tionen zusammen mit weiteren zur Programmierung funktionstüchtigen Flugreglers aufnimmt, der dann
und Verarbeitung definierte Signalfolgen über eine repräsentativ für seinen Ausführungstyp ist, wobei
Eingabeeinheit und die Codiereinrichtung gespeichert die Toleranzgrenzen für die Allgemeingültigkeit einer
werden und dem Magnetbandgerät beim räumlich ao darauf aufgebauten Prüfung geschätzt oder gerechnet
und zeitlich unabhängigen folgenden Prüfvorgang ein werden müssen, oder die Ausgangsfunktionen meh-Demodulator,
die Anpassungseinheit und eine Ver- rerer nachgewiesen funktionstüchtiger Flugregler, die
gleichs- und Bewertungseinheit nachgeschaltet ist. jetzt das statistische Kollektiv darstellen, aufgenom-
Außerdem ist vorgesehen, daß die Vergleichs- und men werden, wobei durch die zwei extremsten Aus-Bewertungseinheit
aus einer Analogeinrichtung zur as gangsfunktionen der gleichen Ausgangsgröße die
Analyse der Soll- und Ist-Signale, zur Feststellung Toleranzgrenzen objektiv ermittelt und festgelegt
der Soll-Ist-Abweichung und zur teilweisen Bewer- werden können.
tung der Abweichung sowie einem Digitalrechner Verfahrensmäßig bedeutet dies, daß je Unter-
einschließlich der Koppeleinheiten besteht. suchungsobjekt (Flugregler) 60 und Ausgangskanal
Die Erfindung ist nachfolgend beschrieben und ge- 30 61 (insgesamt ρ Ausgangskanäle) die Ausgangsfunk-
zeichnet, so daß auch hieraus weitere Vorteile und tionen mit Hilfe einer weiteren Anpassungseinheit 70
Maßnahmen entnehmbar sind. Es zeigt (Verstärker, Abschwächer, Umsetzer usw.) dem
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Anordnung zur Auf- Signalniveau der Eingangssignale angeglichen und
nähme des Prüfprogramms, innerhalb diesem in einer Modulationseinheit 40 fre-
F i g. 2 ein Blockschaltbild der gesamten Geräte- 35 quenzmoduliert und zusammen mit den ebenfalls
anordnung. zu modulierenden Eingangssignalfolgen auf den
Die Erfindung wird an dem Ausführungsbeispiel «Spuren des zweiten Bandgerätes 50 aufgenommen
der Prüfung eines Flugreglers beschrieben. Der erste werden.
Schritt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Nach Auswahl und Speicherung einer geeigneten
Verfahrens besteht in der Auswahl geeigneter Ein- *o Sollausgangsfunktion pro Ausgangskanal müssen
gangssignale, die sowohl aus sogenannten Testfunk- noch zusätzlich Daten und Informationen für die
tionen (Sprungfunktionen, Rampenfunktionen usw.) Programmierung, Steuerung und Datenverarbeitung
als auch aus echten Eingangsfunktionen bestehen beim Prüfungsvorgang moduliert, aufgenommen und
können, die außer den funktionsbedingten auch stör- gespeichert werden. Darin sind das Arbeitsprogramm
und umweltsabhängige Größen — beispielsweise ge- 45 für den in der nachfolgend beschriebenen Vergleichsstörte
Versorgungsnetze, Auswirkungen extremer und Bewertungseinrichtung (Datenverarbeitungsatmosphärischer
Umwelteinflüsse auf im Gesamt- anlage) 100 enthaltenen Digitalrechner 101 sowie die
system vorausgehende Untersysteme — enthalten und Bewertungskriterien, Toleranzgrenzen usw. enthalten,
nach Zuverlässigkeitsgesichtspunkten aufgebaut sind. Die zur Eingabe und Codierung notwendigen Ein-Die
Aufnahme und Speicherung dieser zusammen- 50 richtungen 80, 90 bei der Aufnahme sind aus der
gestellten Eingangssignale erfolgt in an sich bekann- F i g. 1 ersichtlich.
ter Weise mit Hilfe eines Bandgerätes auf ein Ma- Der dritte Schritt stellt den eigentlichen Prüf-
gnetband 10. Hierbei können die je nach Bandgerät- Vorgang dar. Dazu wird der jeweilige Prüfling
typ vorhandenen η Bandspuren mittels Frequenz- (Flugregler) 160 an die aus F i g. 2 ersichtlichen Anmodulation
vervielfacht werden (m Signalfolgen), wo- 55 passungseinheiten 30, 70 angeschlossen und das wie
durch eine Vielzahl von Eingangskanälen m des bei- beschrieben aufbereitete Magnetband 51 mit den vollspielsweise
zu untersuchenden bzw. prüfenden Flug- ständigen Prüfprogrammen auf ein Bandgerät 50 aufreglers
mit echten und simulierten Signalfolgen be- gelegt. Das Bandgerät 50 und die Anpassungsaufschlagt
werden kann. einheiten 30, 70 haben die gleiche Aufgabe und
Das so aufbereitete Magnetband 10 wird jetzt im 60 Funktion wie dieselben Geräte in Fig. 1. Die Demozweiten
Schritt auf ein Bandgerät 11 nach Fig. 1 dulation mit dem Gerät 20 und die Beaufschlagung
aufgelegt und abgespielt. Die modulierten Signal- der Eingangskanäle 21 des Prüflings 160 mit den gefolgen
auf den einzelnen η Bandspuren 12 werden in speicherten Signalfolgen über die Anpassungseinheit
einer nachfolgenden Baugruppe 20 mit Hilfe von 30 erfolgt in der gleichen bereits bei F i g. 1 beschrie-Kanalwählern,
Diskriminatoren und Ausgangsfiltern 65 benen Weise. An den Ausgangskanälen 161 des Prüfdemoduliert
und ergeben wieder die m Ursprung- lings 160 ergeben sich dadurch Ist-Ausgangsfünklichen
Eingangssignalfolgen 21. Diese werden einer- tionen, die über die Übertragungsfunktion des Prüfseits
einer Anpassungseinheit 30 zugeführt, die je lings 160 im direkten Zusammenhang mit den vor-
sinusfunktion gleicher konstanter Amplitude der gemessenen
oder bekannten Grundfrequenz der Soll-Ausgangsfunktion zeitsynchron multipliziert und
über die Periode integriert. Aus diesen Ergebnissen 5 wird mit Hilfe des Digitalrechners 101 über entsprechende
Daten- und Steuerkanäle 102, 103 das Phasenmaß nach obiger Defination errechnet. Die
Subtraktion der Phasen ergibt die vorzeichengerechte Phasenverschiebung der Soll- und Ist-Ausgangsfunk
gegebenen Eingangssignalfolgen stehen und dadurch mit den gespeicherten und gleichzeitig abgespielten
entsprechenden Sollausgangsfunktionen 22 verglichen werden können.
Als Voraussetzung für den verfahrenstechnischen Vergleich ist die Angleichung der Energieniveaus von
Soll- und Ist-Ausgangsfunktion notwendig. Dies geschieht in der Anpassungseinheit 70 der Ist-Funktion.
Damit sind Soll- und Ist-Funktionen für die Eingabe
in die nachfolgend beschriebene Vergleichs- und Be- ίο tion 104, 105. Ein' elektronischer Schalter 140 überwertungseinrichtung
100 über den Verteiler 71 vor- nimmt die Durchschaltung bzw. Verbindung entbereitet,
sprechender Kanäle.
Diese Einrichtungsanlage 100 hat die Aufgabe, die Die Ermittlung der Amplituden geschieht — unter
jeweilige Soll-und Ist-Ausgangsfunktion, die über die besonderer Berücksichtigung phasenverschobener
entsprechenden Eingangsfunktionen verknüpft ist, an 15 Funktionen — durch die Verwendung der Integra-Hand
von charakteristischen Funktionsmerkmalen, tion über festgelegte Betrachtungszeiträume, wobei
wie Frequenz, Phase, Amplitude, erster und zweiter der Integrationsbeginn von der Phasenmessung so
DifTerentialquotient, zu analysieren, gegenüberzu- gesteuert wird, daß eine Phasenverschiebung beim
stellen, z. B. zu subtrahieren, die Abweichungen nach Amplitudenvergleich keinen Fehler verursacht. Da
eingegebenen Kriterien zu bewerten, um Überschrei- 20 aber das Integral sehr wenige Informationen über die
tungen der Toleranzgrenzen festzustellen, und daraus Kurvenform enthält, müssen weitere Kriterien zu
mittels einprogrammierter logischer Entscheidungen ihrer Beurteilung herangezogen werden. 224, 225,
Fehler nach Art und Ort zu ermitteln sowie Resultate 242, 252, 212,101.
auszuwerfen. Bei dem beschriebenen Verfahren sind es die Inte-Die
Verwirklichung dieser Aufgaben geschieht 25 grale der Beträge des ersten und zweiten Differentialfolgendermaßen:
Zusammengehörige Soll- und Ist- quotienten und/oder unmittelbar deren Beträge.
Ausgangsfunktionen 104, 105 werden parallel spe- Der Vergleich entsprechender Kriterien erfolgt .zielten Geräteteilen — sogenannten Ermittlungs- durch digitale Subtraktion.
Ausgangsfunktionen 104, 105 werden parallel spe- Der Vergleich entsprechender Kriterien erfolgt .zielten Geräteteilen — sogenannten Ermittlungs- durch digitale Subtraktion.
einheiten 120, 130, 131 und Vergleichseinheiten 150, Ist die Phasenverschiebung zwischen Soll- und Ist-
151 — zugeführt, die Frequenzen, Phasen, Ampli- 30 Ausgangsfunktion Null, werden zum Amplitudentuden
(für q- = 0) und den ersten und zweiten Diffe- vergleich die beiden Funktionen direkt subtrahiert,
rentialquotienten (für ψ = 0) ermitteln und vergleichen.
In der Zeichnung sind hierbei die Impulsgeneratoren zur Triggerung der positiven und negativen
Nulldurchgänge der Ist-Ausgangsfunktion mit 35
107 und 108 bezeichnet. Die Frequenz kann z.B.
durch Zählung der Nulldurchgänge in der Zeiteinheit,
durch Messen der Zeit zwischen zwei Nulldurchgängen, durch Verwendung von Rechenverstärkerschaltungen oder anderer Meßverfahren ermittelt 40 Informationskanäle den analogen Bewertungswerden. Der Vergleich wird im speziellen Fall durch einheiten 110, 111, 210, 211, 212, 213 oder dem Subtraktion der Frequenzen von Soll- und Ist-Funk- Speicher des die digitale Bewertung vornehmenden tion/digital oder analog realisiert 222, 223, 241, 251, Rechners 101 zugeführt werden. Mit 109 ist die aus 211,101. , Multiplexern und Signalwandlern bestehende Kopp-Für die Phasenerfassung und den Vergleich wer- 45 lungseinheit bezeichnet.
107 und 108 bezeichnet. Die Frequenz kann z.B.
durch Zählung der Nulldurchgänge in der Zeiteinheit,
durch Messen der Zeit zwischen zwei Nulldurchgängen, durch Verwendung von Rechenverstärkerschaltungen oder anderer Meßverfahren ermittelt 40 Informationskanäle den analogen Bewertungswerden. Der Vergleich wird im speziellen Fall durch einheiten 110, 111, 210, 211, 212, 213 oder dem Subtraktion der Frequenzen von Soll- und Ist-Funk- Speicher des die digitale Bewertung vornehmenden tion/digital oder analog realisiert 222, 223, 241, 251, Rechners 101 zugeführt werden. Mit 109 ist die aus 211,101. , Multiplexern und Signalwandlern bestehende Kopp-Für die Phasenerfassung und den Vergleich wer- 45 lungseinheit bezeichnet.
den zwei Meßverfahren beschrieben. Aus den Ergebnissen dieses Verfahrensschrittes,
In dem ersten Verfahren wird die Phasenverschie- d. h. aus den quantisierten oder transformierten
bung zwischen der Soll- und Ist-Funktion als Lauf- Grenzwertüberschreitungen, die spätestens zu diesem
zeit- bzw. Winkeldifferenz zwischen den als Vektoren Zeitpunkt digitalisiert werden, stellt der Rechner 101
dargestellten Funktionen zu charakteristischen Be- 50 auf Grund seiner einprogrammierten Kriterien auf-
trachtungszeitpunkten definiert. Die Realisierung er- tretende Fehler nach Art bzw. Bereich fest. Das kann
folgt durch zwei Integratoren pro Kanal, deren auf zwei Arten geschehen:
erstere zum Zeitpunkt des nächsten Nulldurchgangs Einmal ist es möglich, von Änderungen oder Abmit
z. B. positiven Gradienten oder eines anderen vveichungen der Übertragungsfunktion, die vielkanaüg
charakteristischen Funktionswertes gestartet werden 55 überprüft wird, auf die Fehlerarten und/oder deren
und deren zeitproportionale Ausgangsgrößen durch Bereiche, wie gestörte Funktion, gestörtes Funktionsanaloge
oder digitale Subtraktion unmittelbar die so teil sowie seine örtliche Lage zu schließen. Durch
definierte Phasenverschiebung der beiden Funktionen genaue Kenntnis des Prüfobjektes wird die Fehlerergeben
220, 221, 240, 250, 210,101. analvse programmiert. Zum anderen lassen sich
Im zweiten Verfahren werden die allgemeinen 60 durch das Anbringen von zusätzlichen Meß- bzw.
Ausgangsfunktionen aus je einer Sinus- und einer Prüfpunkten außer den zur Verfugung stehenden
Kosinusfunktion ihrer analysierten Grundfrequenz in Ein- und Ausgangskanälen weitere Informationen
erster Näherung zusammengesetzt, aus deren Ampli- über die Funktion des Prüfobjekts gewinnen, die
tuden das fiktive Phasenmaß zwischen der aus Sinus eine matrixartige Aufschlüsselung der wichtigsten
und Kosinus resultierenden Funktion und dem Be- 65 Funktionsteile mit entsprechendem Aufwand bis
Für die dynamische Beurteilung werden der erste und der zweite DifTerentialquotient außerdem benötigt
226, 227, 243, 253, 213.
Die nach den bisher beschriebenen Verfahrensund Geräteteilen sich ergebenden Soll-Ist-Abweichungen
der Ausgangsfunktionen erfahren eine je nach den
Gegebenheiten analoge oder digitale Bewertung nach Überschreitung von Grenzwerten, die über Daten und
ginn des Betrachtungszeitraumes errechnet wird.
Zu diesem Zweck werden die Soll- und Ist-Ausgangsfunktionen
mit je einer Sinus- und einer Ko-
herab zu den einzelnen Bauelementen ermöglicht. Abweichungen von der Sollrnatrix entsprechen Fehlern,
die unmittelbar nach Art und Ort klassifiziert
109 628/197
werden können. Die Fehleranalyse besteht also in diesem Falle in nichts anderem als in dem Vergleich
der Sollmatrix mit der Istmatrix.
Da zu einer weiteren Beurteilung im Fehlerfall auch der Zeitpunkt des Fehlerauftritts bzw. der
dazugehörige Prüfschritt oder das entsprechende Eingangssignal von Bedeutung ist, werden die vorzugebenden
Eingangssignale und die dazugehörigen Soll-Ausgangsfunktionen mit einem fortlaufenden
Schlüssel bzw. Zeitcode versehen, der eine eindeutige Zuordnung und ein schnelles Wiederauffinden z. B.
interessierender Eingangssignale gewährleistet.
In der letztlich folgenden Ausgabeeinheit 106 werden nur im Fehlerfall die Fehlerart, der Fehlerort,
bzw. dessen Bereich sowie der entsprechende Zeitpunkt (decodierter Zeitschlüssel), — soweit detailliert,
wie es die Gegebenheiten erlauben —-, festgehalten und ausgeworfen.
Im speziellen Falle kann eine Mitteilung, ob die Funktion des Prüflings gewährleistet ist, genügen.
In einem anderen Fall kann aber auch durch entsprechende Programmierung das ausgeworfene Prüfergebnis
so weit, detailliert sein, daß die nächsten Schritte unmittelbar zu entnehmen sind.
Claims (4)
1. Verfahren zur Untersuchung und/oder dynamischen Prüfung von Geräten und Systemen
beliebiger Art, deren Ein- und Ausgangsgrößen elektrisch oder elektrisch darstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß
a) gespeicherte für einen . Prüflingstyp speziell zusammengestellte Eingangssignälfolgen
einem oder mehreren Objekten des gleichen Prüflingstyps, deren Funktionstüchtigkeit
feststeht, zur Ermittlung ihrer Ausgangssignalfolgen als Sollfunktion vorgegeben
und mit diesen ermittelten Sollfunktionen synchron gespeichert werden;
b) in weiterer Folge diese gespeicherten Signale und Funktionen durch definierte Signale
und Daten zur Programmierung und Verarbeitung beim Prüfprozeß einschließlich der Selbstüberprüfung zeitsynchron ergänzt
und in dem räumlich und zeitlich getrennten eigentlichen Prüfvorgang die gespeicherten
entsprechenden Funktionen einmal der Verarbeitungseinheit, zum anderen dem Prüf-.
ling als Eingangssignale vorgegeben werden;
c) weiterhin die vom Speichergerät entnommenen Sollausgangssignale zeitsynchron mit
den Ist-Ausgangsfunktionen des Prüflings einer Vergleichs- und Bewertungseinheit zur
Analysierung zugeführt werden, welche die Soll-Ist-Abweichungen dynamisch feststellt
und die in diesen und/oder in den Ist-Ausgangsfunktionen enthaltenen Informationen
über den Prüfling analysiert und Fehlerart, Fehlerort ermittelt und die mit zusätzlichen
zur Identifizierung notwendigen Daten versehenen Resultate anzeigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Herstellung des Prüfbandes (51) als Eingangssignale die gesamten beeinflussenden
elektrischen Umgebungsbedingungen, bestehend z. B. aus Testsignalen, Originalsignalen
aus dem Betrieb sowie dem gemessenen oder geschätzten Verlauf der Versorgungsspannungen,
während des Betriebes zusammengestellt und funktionstüchtigen Objekten (60) des Prüflingstyps vorgegeben werden und weiterhin deren
Ausgangssignale als Sollausgangssignale definiert und zeitsynchron sowie parallel mit den jeweiligen
die Sollausgangsfunktion verursachenden Eingangssignalen z. B. auf Magnetband gespeichert
bzw. aufgezeichnet wurden und weiterhin zusätzliche prüflingsspezifische Informationen zur
Programmierung und Verarbeitung hinzugefügt werden.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge-.
kennzeichnet, daß zur Aufnahme eines Prüfprogrammes auf ein Speichergerät (50) einem
zweiten Speichergerät (11) ein Demodulator (20) nachgeschaltet ist und auf dem Speichergerät
(11) die gespeicherten definierten Eingangssignalfolgen einmal dem oder den zu untersuchenden
Objekten vom Prüflingstyp (60) über ein Anpassungsglied (30) vorgegeben werden und andererseits
ein zweites Anpassungsglied (70) gleicher Funktion angeordnet ist, das die vom Untersuchungsobjekt (60) als Antwort für die
vorgegebenen Eingangssignalfolgen abgegebenen Sollausgangsfunktionen einem nachgeordneten
Modulator (40) zuleitet und zu deren Speicherung als zweites Speichergerät ein Bandgerät (50)
dient, auf dessen Magnetband (51) die vorgegebenen Eingangssignalfolgen zeitsynchron mit den
Sollausgangsfunktionen zusammen mit weiteren zur Programmierung und Verarbeitung definierten
Signalfolgen über eine Eingabeeinheit (80) und die Codiereinrichtung (90) gespeichert werden
und dem Magnetbandgerät (50) beim räumlich und zeitlich unabhängigen folgenden Prüfvorgang
ein Demodulator (20), die Anpassungseinheit (30) und eine Vergleichs- und Bewertungseinheit
(100) nachgeschaltet ist.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Vergleichs- und Bewertungseinheit (100) aus einer Analogeinrichtung (120, 121, 140, 150, 111) zur Analyse der SoIl-
und Ist-Signale, zur Feststellung der Soll-Ist-Abweichung
und zur teilweisen Bewertung, der Abweichung sowie einem Digitalrechner einschließlich
der Koppeleinheiten (101) besteht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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