DE1541750C - Verfahren zur Untersuchung und dyna mischen Prüfung von Geraten und Systemen beliebiger Art - Google Patents

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.

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-

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:

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.

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.

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

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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)

Patentansprüche:

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