Методы регистрации и обработки радиотелеметрической информации

В настоящее время основным регистрирующим устройством многих аналоговых радиотелеметрических систем является магнитное регистрирующее устройство, а графическое регистрирующее устройство применяется как вспомогательное. Его подключают параллельно к магнитному регистрирующему устройству с целью получения графиков наиболее важных параметров PC для визуального наблюдения в ходе летных испытаний. При этом применение магнитной ленты для регистрации радиотелеметрической информации позволяет длительное время сохранить записанную информацию и существенно облегчает ввод ее в ПЭВМ для автоматизации обработки результатов измерений. По способу получения изображений различают закрытые, открытые и полуоткрытые методы регистрации. К закрытым способам относятся фотографический и электрофотографический способы регистрации. К открытым способам регистрации относятся: электромеханический, электротермический, электрохимический. К полуоткрытым способам относятся: феррографический, электростатический.

Рассмотрим более подробно электрохимический метод регистрации телеметрической информации. При электрохимической регистрации используется способность некоторых химических веществ изменять свою окраску под воздействием электрического тока. Электрохимическая бумага типа ЭХБ-И, применяемая при этом виде регистрации, представляет собой определенный сорт обычной тонкой белой бумаги толщиной 0,03—0,05 мм, предварительно пропитанной необходимым химическим составом. Изображение на бумаге получается за счет химической реакции, которая вызывается проходящим через бумагу электрическим током.

Регистрация на электрохимической бумаге производится контактным способом с помощью металлических электродов диаметром 0,2— 0,3 мм. При подаче на электроды постоянного электрического напряжения через слой бумаги определенной влажности между электродами проходит ток, который вызывает разложение (электролиз) химического раствора, которым пропитана бумага, в результате чего на поверхности бумаги остается окрашенный след. Оптическая плотность окрашенного участка в некоторых пределах примерно пропорциональная величина электрического тока, который протекал через этот участок в момент записи. Запись радиотелеметрических сигналов на бумагу производится с помощью гребенки, которая состоит из 256 неподвижных записывающих электродов. На электрохимическую бумагу можно записать импульсы длительностью 50—1000 мкс.

Обработка телеметрических данных проводится, как правило, в два этапа: предварительная и окончательная.

Предварительная обработка данных проводится в процессе испытаний PC или сразу же после окончания его полета. Основным требованием к предварительной обработке телеметрических данных является быстрота обработки, в то время как точность и глубина анализа данных могут играть второстепенную роль. Предварительная обработка данных может продолжаться около часа, и ее результаты позволяют судить о причинах неудачи, если она имела место, а также обнаружить неисправности бортовой аппаратуры перед запуском PC.

Предварительная обработка включает в себя:

• получение экспресс-информации о функционировании наиболее важных элементов PC, которая должна поступать в темпе приема информации;

• • запись данных и ее сохранение для последующей окончательной обработки;
• • запись данных для просмотра всех телеметрируемых параметров. Общий вид осциллограммы с записью телеметрируемого сигнала

представлен на рис. 12.9, где:

• 1 — границы поля осциллограммы;
• 2 — метки времени;
• 3 — нулевая линия калибровочного напряжения;
• 4 — линия, соответствующая максимальному значению напряжения калибровки;
• 5 — линия, соответствующая напряжению сигнала с датчика при отсутствии телеметрируемого сигнала;
• 6 — линия, соответствующая изменению телеметрируемого сигнала;
• 7 — нулевая отметка времени (НОВ);

У_ш— — текущее значение телеметрируемого сигнала в мм;

У, — — величина калибровочного напряжения в мм, замеряемая на поле осциллограммы.

Рис. 12.9. Вид записи телеметрируемого сигнала

Для получения текущих значений Y_ni сигнала в вольтах определяется амплитудный масштабный коэффициент К_м.

где Л — калибровочное напряжение в вольтах (берется из формуляра на БРТС).

Определяеется фактическое значение сигнала в вольтах.

где Y_nl пс — фактическое текущее значение сигнала в вольтах с заданной дискретностью сигнала в мм, a Y_ni — текущее значение сигнала в мм. Для перехода к действительным значениям измеряемых величин необходимо построить тарировочный график датчика по имеющимся на него паспортным данным. На оси графика отмечается получившееся значение в вольтах, проводится перпендикуляр от этой оси до графика. Из точки пересечения опускается перпендикуляр к оси действительных значений (к примеру, давления) и определяется действительное значение параметра (МПа).

Для определения суммарной погрешности радиотелеметрических измерений необходимо определить погрешность всех устройств, входящих в измерительный тракт, а также законы распределения, их взаимосвязь и физическую сущность.

Погрешности подразделяются на:

• а) систематические, присущие данному методу измерения (величина систематической погрешности определяется исходя из конкретного метода измерения);
• б) случайные, зависящие от многих факторов и изменяющиеся от опыта к опыту.

По физической сущности погрешности подразделяются на статические и динамические. Для определения всех составляющих погрешностей составим структурную схему измерения, передачи, регистрации и обработки полученной телеметрической информации (рис. 12.10).

Рис. 12.10. Структурная схема измерения, передачи, регистрации и обработки телеметрической информации

Телеметрическая информация предается с PC на наземный приемный радиотелеметрический комплекс в виде изменения амплитуды или частоты напряжения сигнала. Суммарная погрешность тракта передачи телеметрического сигнала определяется погрешностью первичных преобразователей, т. е. датчиков (давления, перегрузки, температуры и т. д.), погрешностью согласующих устройств, погрешностью передачи БРТС, погрешностью преобразования сигнала приемной станции МА- 9МК, регистрирующего устройства и погрешностью обработки осциллограмм. Суммарную погрешность можно определить по следующей формуле:

где А_пп — погрешность первичного преобразователя (берется из паспорта на конкретный датчик); Д_су — погрешность согласующего устройства (определяется при его проверке); Аб_ртс — погрешность преобразования входных сигналов станцией БРТС (приводится в ТУ); Д_пр — погрешность преобразования сигнала; А_ру — погрешность регистрирующего устройства (берется из технического описания); Д_обр — погрешность обработки осциллограмм.

Характерные кривые изменения параметров, полученные в результате испытаний систем разделения на телеметрических вариантах PC представлены на рис. 12.11—12.14.

Рис. 12.11. Характерный график изменения сигнала с датчика виброударных перегрузок

Рис. 12.12. Характерный график изменения сигнала с датчика угловых ускорений

В конечном итоге проводится анализ телеметрических данных и по соответствию результатов измерений расчетным и полученным в наземных условиях экспериментальным значениям делается оценка работоспособности систем разделения в реальных условиях. В случае необходимости намечаются направления усовершенствования боеприпаса.

Рис. 12.13. Характерный график изменения сигнала с датчика давления

Рис. 12.14. Характер отметок контрольных датчиков срабатывания

ПИМ1 и ПИМ2