АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 3
1 Анализ технического задания 6
2 Теоретическая часть 7
2.1 Динамическая нестабильность 7
2.2 Расчет динамической нестабильности 7
2.3 Условия измерений динамической нестабильности 8
2.4 Помехи. Типы помех 8
2.5 Преобразование Фурье 9
2.6 Существующее решение нахождения динамической нестабильности 12
2.7 Пакет программ “RiTM” для регистрации и обработки данных 12
2.7.1 Функции базовой программы 14
2.7.2 Основные элементы базовой программы 15
2.8 Информационно-измерительная система SIRIUS 19
3 Основная часть 24
3.1 Подготовка к проведению испытаний 24
3.2 Обработка полученной информации 24
3.3 Выбор языка программирования 25
3.4 Модуль для определения динамической нестабильности “Din_Nestab” 26
3.5 Основная причина снижения точности измерения и ее решение 26
3.6 Описание логической структуры 28
3.6.1 Алгоритм обработки сигналов 29
3.6.2 Выходные данные 29
3.7 Погрешность измерений и обработки сигналов 29
Заключение 36
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 37
Приложение А 38
Приложение Б 62
Одной из наиболее важных и актуальных проблем современности является повышение качества и надежности продукции.
Соединение элементов электронной аппаратуры для образования функционирующей электрической схемы осуществляется с помощью электронных контактов.
Значительное количество отказов аппаратуры, установленной на различного рода подвижных объектах, вызывается воздействием интенсивных механических вибраций. Следовательно, важнейшими являются вибрационные испытания, которые позволяют воспроизвести сложное вибрационное состояние, имеющее место в условиях реальной работы, а также произвести дальнейший анализ полученных данных.
При виброиспытаниях объект и контактные разъёмы подвергаются механическим воздействиям, что влечет за собой изменение переходного сопротивления и называется динамической нестабильностью. Она показывает возможный уровень контактных шумов и определяет виброустойчивость контактного устройства.
В случае же многоконтактного разъема, дополнительное влияние оказывает несоосность штырей и гнезд в разъеме. Динамическая нестабильность переходного сопротивления обусловлена изменением контактного усилия, а также нормальными и тангенциальными смещениями контактных поверхностей, появляющимися при воздействии вибраций.
Механические воздействия контактных разъемов определяются:
- деформацией корпуса разъема и изолятора относительно фланца, зависящей от жесткости соединения вилки с розеткой;
- смещением контактной пары относительно изолятора, зависящим от степени плавания контактов в изоляторе;
- смещением штыря относительно гнезда, зависящим от контактного
давления и глубины захода штыря в гнездо.
Величина динамической нестабильности переходного сопротивления зависит от частоты вибрации и наиболее резко проявляется в областях частот, близких к собственным резонансам конструкции. Поэтому следует обеспечивать собственные резонансные частоты более высокими, чем максимально возможные частоты вибрации.
Благодаря контактам осуществляются электрические соединения между: электро-радиоэлементами, блоками, аппаратурой и системами. В космической отрасли широко применяются соединители, которым предъявляются особые требования по устойчивости контактов разъёма к вибрации.
Актуальность темы выпускной квалификационной работы связана с тем, что АО “ГРЦ Макеева” проводит лабораторные испытания спецсоеденителей при экспериментальной отработке изделий путем формирования вибраций, подобных натурным. В отделе испытаний, возникла задача измерения динамической нестабильности переходного сопротивления восьми контактов одновременно при воздействии вибрации, задаваемой частотой от 10 до 2000 Гц. Однако, существующая методика позволяла в одну единицу времени измерить изменение переходного сопротивления лишь на одном контакте. Регистрация измерений по схеме производится осциллографом, оператор визуально во время испытания фиксирует контрольные значения для расчета динамической нестабильности. Шумы вычитаются из сигнала простейшим методом, не обеспечивающим необходимую точность. Поэтому возникла необходимость в разработке программного обеспечения для измерения динамической нестабильности переходного сопротивления нескольких контактов одновременно с высокой точностью.
Цель работы: разработка программного обеспечения для определения динамической нестабильности переходного сопротивления контактов электрического соединителя.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи работы:
- провести анализ технического задания;
- дать определение динамической нестабильности;
- привести формулу для расчета динамической нестабильности;
- описать условия измерений динамической нестабильности;
- указать основную причину снижения точности измерения и указать на возможность ее решения;
- описать процесс обработки полученной информации;
- рассмотреть существовавшую ранее методику нахождения динамической нестабильности;
- описать пакет программ “RiTM” для регистрации и обработки данных;
- описать информационно-измерительную систему SIRIUS;
- обосновать выбор языка программирования для написания подключаемого модуля;
- разработать модуль для определения динамической нестабильности —Din_Nestab”;
- представить блок - схему модуля “Din_Nestab”;
- описать алгоритм обработки сигналов;
- произвести расчет погрешности измерений и обработки сигналов.
Объект работы - определение динамической нестабильности переходного сопротивления контактов электрического соединителя.
Предмет работы - программное обеспечение испытаний на виброустойчивость.
Научная новизна работы заключается в том, программный продукт позволяет производить анализ сигнала после нагружения и обработку записанного сигнала, повышает точность измерений за счет использования современного метода шумоподавления.
При написании работы использовалась литература следующих авторов: Белоусов А. К., Савченко В. С., Вентцель Е.С., Кострюков С. И., Копылов В. С., Тышков И. С.
В среде Delphi создан программный продукт, выполняющий задачу графического представления записанных данных, увеличения точности и скорости расчетов. Программный продукт прошел отладку и был протестирован на реальных сигналах. Программа работает без сбоев и выдает результат с наименьшей погрешностью.
Реализован алгоритм фильтрации записанного сигнала от стационарных аддитивных шумов, выделения полезного сигнала. Анализируется наличие импульсных помех в сигнале.
Данные решения были разработаны для испытаний соединителей и были успешно применены при испытаниях соединителей: ЭРУ 5, СК 201.