CC BY
13
конкурентоспособности отечественных строительных и дорожных машин в сравнении с импортными аналогами.
Российская промышленность стала чаще отказываться от приобретения импортного оборудования. О снижении потребления машин и оборудования сообщили 53 % предприятий [1]. Обеспечить надежность машины возможно на любой стадии ее «жизненного цикла», но более низкая надежность отечественных машин в сравнении с западными аналогами позволяет сделать вывод о каких-либо упущениях в конструировании, производстве или на этапе эксплуатации. Экономичность и эффективность любой новой машины должны рассматриваться с обязательным учетом как затрат на изготовление этой машины, так и расходов на ее эксплуатацию и ремонт в течение всего срока ее службы. Чем надежнее и долговечнее машина, тем меньше будут расходы на обслуживания и ремонты. И самое важное, что такие машины могут стать действительно конкурентоспособными, завоевать доверие потребителей и завоевать свою нишу на рынке, однако, пока не изменится система повышения показателей надежности строительных и дорожных машин, у российских потребителей не изменится отношение к отечественной технике.
Литература
1. Цухло С. Отечественное не берем: как идет импортозамещение в России. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://daily.rbc.ru/opinions/economics.
2. Старостина Ж. А. Создание комплекса условий развития отечественного производства строительно-дорожной техники. // European Research: Innovation in Science, Education and Technology Сб. ст. по мат.: VIII межд. науч.-практ. конф. М., 2015. - с. 5-8.
Девятипозиционный индикатор с видом матрицы 3х3
Патраль А. В.
Патраль Альберт Владимирович /Patral' Al'bert Vladimirovich - инженер-электрик, специальность «Автоматика и телемеханика» (ЛЭТИ-1969), старший научный сотрудник,
Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники георазведки (ВИТР - 1960-1993), г. Санкт-Петербург
Аннотация: в статье рассматривается новый алфавит цифровых знаков на основе матричного формата индикатор с видом матрицы 3х3, на основании которого формируемые знаки имеют значительные преимущества перед матричным форматом индикатора с алфавитом цифровых знаков арабского происхождения. Ключевые слова: девятипозиционный индикатор, матричный индикатор, матрица вида 3х3, цифровые знаки, элемент отображения, коэффициент разрешающей способности, различение знака.
УДК 681
Вводная часть
Известен наименьший цифровой формат индикатора с видом матрицы 3х5 для отображения цифровых знаков арабского происхождения с невысоким качеством отображения [1, с. 113]. Невысокое качество отображения объясняется начертанием знаков арабского происхождения, имеющие незначительную разрешающую способность и большое число точечных элементов на знак.
31
Для количественной оценки качества отображения знаков необходимо определить параметры знаков. Для этого расположим цифровой формат с видом матрицы 3х5 на информационном поле матричного индикатора КИ1Д О2А-8х8Л [2, с. 353]. Параметры информационного поля принимаем равными: s = 0.95 мм, где s- линейный размер точечного элемента; t = 0.3 мм, где t - промежуток между точечными элементами.
По параметрам информационного поля определяем:
I I Ml IDI
IDI
IDI
□□
□
■■■ ■■■ ■■■ ~
ИГ1 IBB BBI
1ПВ ПП1
а б
Матричный формат с видом матрицы 3x5 (а) и цифровые знаки на его основе (6)
Таблица №1
цифра £ф 2 мм* п т.э. St_3. 2 мм*1 Sqk 2 мм* Зови 2 мм* Кр.с.ш Кр.с.в Кр.с.зн Эрзл мм2 Эрзл ср. мм2 S инд ср. мм2
0 12 10.83 9.70 5.12 1.61 1.23 1.98 2.58
1 5 4.51 16.02 3.52 1.00 1.00 1.00 3.52
2 И 9.93 10.60 5.13 1.00 1.61 1.61 3.19
3 И 9.93 10.60 5.13 1.00 1.61 1.61 3.19
4 20.53 9 8.12 12.41 4.91 1.23 1.00 1.23 3.99 3.11 0.30
5 И 9.93 10.60 5.13 1.00 1.61 1.61 3.19
6 12 10.83 9.70 5.12 1.23 1.61 1.98 2.58
7 7 6.32 14.21 4.37 1.00 1.00 1.00 4.37
8 13 11.73 8.80 5.03 1.61 1.61 2.59 1.94
9 12 10.83 9.70 5.12 1.23 1.61 1.98 2.58
t=0.3 мм
s2 = (0.95x0.95)мм2 = 0.9025 мм2 Зф = LxH = (3s +2t) х (5s+4t)
St.o. = n x s2 Sok = Бф - St.o.
So6h = (St.o. x Sok) : Зф Эразл = Зобн : Кр.с.зн.
Кр.с.зн=Кр.с.ш х Кр.с.в
Параметры цифровых знаков на основе матричного формата с видом матриц 3x5
| д L а |
а = 2s + 2t b = s + 2t c = 2s + 2t d = s + 2t c* = 4s + 4t d* = 3s+4t для цифр 4-6-9
Кр.с.ш.=2а/(Ъ+а) = 2(2s+2t):(s+2t+2s+2t) для цифр 0 и 8 Кр.с.ш = а/Ь = (2s+2t):(s+2t)
для цифр 2-3-5-6-8-9 Ер. с.в .= а/с = (2s+2t):(s+2t) для цифры 0
Кр.с.в .= c*/d* = (4s+4t):(3s+4t)
W
О
IBI
о
Цифровой формат с видом матрицы 3x5 с размерами, определяющими параметры знаков
Рис. 1. 32
1. Sф - величину площади формата знака (рис. 1а, рис. 1г) с видом матрицы 3х5, с учетом промежутка между ними (таблица № 1, колонка 2):
8ф=НхЬ=(3з+21)х(5 s+4t);
2. величину площади контура (рис. 1б) знака ^тэ) из числа (n - табл.1, колонка 3), высветившихся точечных элементов его: Sтэ = n(sxs), которую заносим в таблицу №
1, колонку 4; 3. Величину площади «окна» ^ок) знака (рис. 1, табл. № 1, колонка 5), равной величине площади формата знака ^ф) за вычетом величины площади ^т.э.) контура знака (табл. № 1, колонка 5): Sок=Sф-Sт.э.;
4. величину эквивалентной [3] площади обнаружения знака [1, с. 46]: Sобн=(SтэxSок):(Sтэ+Sок) - таблица № 1, колонка 6;
5. величины коэффициентов [3] разрешающей способности по ширине (рис. 1г, рис. 1в, таблица № 1, колонка 7); для знаков 0 и 8 равны:
Кр.с.ш = a/b, где а = 2s+2t, b = s +2t, (рис. 1г), Кр.с.ш.=^+2Ь):^+2Ь);
величины коэффициентов разрешающей способности по ширине знака для цифр 1,
2, 3, 5 и 7 (рис. 1б) равен 1 (Кр.с.ш =1);
величины коэффициентов разрешающей способности по ширине знака для цифр 4, 9 и 6, у которых отсутствует в начертании знака точечный элемент слева в нижней половине (цифры 4 и 9) знака и справа в верхней половине (цифра 6) знака (рис. 1б, рис. 1г), относительно которых измеряется расстояние b;
для цифр 4 и 9:
а. - измеряется суммарное расстояние (а+а) от правого нижнего (второй снизу) точечного элемента и от правого верхнего (второй сверху) точечного элемента до границ знака в нижней и верхней половинах его;
6. - измеряется суммарное расстояние (a+b) от правого нижнего (второй снизу) точечного элемента до границы знака (а), при отсутствии точечного (второго снизу) элемента слева в нижней половине знака, и от правого верхнего (второго сверху) точечного элемента до верхнего точечного элемента (b) слева в верхней половине знака, при его наличии. Таким образом, коэффициент разрешающей способности по ширине знака (цифры 4 и 9) вычисляется по формуле [3]: Кр.с.ш = (а+а):(Ь+а), где, a = 2s+2t, и b = s +2t. Такая же величина коэффициента разрешающей способности по ширине знака (Кр.с.ш.=1.23) будет равна и для цифры 6;
б. величины коэффициентов разрешающей способности [3] по высоте (рис. 1г, рис. 1в, таблица № 1, колонка 8) для знаков 2, 3, 5, 6, 8 и 9 (рис. 1б, рис. 1г): Кр.с.в=сМ, где, c=2s+2t, и d=s +2t; величину коэффициента разрешающей способности по высоте для знака 0: Кр.с.в = c*/d*, где c* = 4s+4t, и d* = 3s +4t (рис. 1б, рис. 1г); величины коэффициентов разрешающей способности по высоте для знаков 4 и 7: Кр.с.в. = c/d = 1 (при d=c); величину коэффициентов разрешающей способности по высоте для знака1: Кр.с.в=1 (у этого знака нет горизонтального позиционного элемента);
7. величины коэффициентов разрешающей способности знака Кр. с. зн. (рис. 1в, таблица № 1, колонка 9). Величина коэффициента разрешающей способности знака равна произведению величины коэффициента разрешающей способности по ширине знака на величину коэффициента разрешающей способности по высоте знака [3]: Кр. с. зн.= Кр.с.ш х Кр.с.в;
8. величину эквивалентной [3] площади (Sрзл=Sобн/Кр. с. зн.) различения [1 Алиев стр. 46] знака (рис. 1в, таблица № 1, колонка 10). Величина эквивалентной площади различения знака ^рзл) меньше величины эквивалентной площади обнаружения знака ^обн) на величину коэффициента разрешающей способности его (Кр. с. зн.). Средняя величина эквивалентной площади различения на знак для цифровых знаков арабского происхождения формата 3х5 равна: Sрзл ср. = 3.11 мм2 (рис. 1в, таблица № 1, колонка 11).
9. среднюю на знак величину эквивалентной [3] площади идентификации идентификации [1, с.46] знака, определяемую как частное от деления средней величины площади различения на знак ^рзл ср.) на среднее число (n ср.) точечных
33
элементов в знаке. Для цифрового формата 3х5 среднее число точечных элементов на знак равно 10.3 (n ср. =10.3). Средняя величина эквивалентной площади идентификации на знак (рис. 1в, таблица № 11, колонка 12) равна 0.30мм2 ^инд ср. = 030 мм2).
Цифровые знаки на основе формата с видом матрицы 3х3 [4]
Можно увеличить разрешающую способность цифровых знаков и сократить число точечных элементов на знак у нового цифрового алфавита. Это легко достигается изменением начертания знаков. При начертании цифровых знаков будем исходить из основы начертания цифровых знаков 1 и 7 арабского происхождения (рис. 1б), у которых разрешающая способность максимальна или коэффициент разрешающей способности знака (Кр. с. зн.) достигает минимального значения и равен 1: Кр. с. зн.= 1 [3]. Два точечных элемента (рис. 1а - светлый фон) активно не участвуют в формировании знаков. При формировании знаков на них не подается сигнал управления. Если дополнительно использовать два точечных элемента цифрового формата при формировании знаков, то возможность увеличения числа формируемых знаков возрастает. Цифровой формат с видом матрицы 3х5, в котором используются все точечные элементы, активно участвующие в формировании величины площади контура знака ^т.э.) и величины площади его «окна» ^ок), представлен на рис. 2а.
о
I ПИП
2
________
ПИП ПИИ
--------
I пип I пип
3 4 5 6 7 8 9
■ПП НИИ НИИ ГПИ ПИП ИПП НИИ
■ПП ИПП ППИ ППИ ПИП ИПП пип ■ПП ИПП ППИ НИИ ПИП НИИ пип ■ПП ИПП ППИ ППИ ПИП ИПП пип ■ИИ ИПП ППИ ППИ НИИ ИПП пип
а б
Цифровой формат с видом мвтрицы Зх5(а) и цифровые знаки на его основе (6)
0 1 2 3 4 5 6
■на пип пни ппи ипп иии иии nni ■на иии пни ппи ипп ипп ппи ни ■на пип ппи иии иии ипп ппи ппи
7 8 9
ПИП ИПП иии пип иии пип иии ипп пип
в г
Цифровой формат с видом матрицы 3x3 (в) и цифровые знаки на его основе (г)
0123456789
U+ 4JLH4XHT
Д е
Цифровой формат с ыидом матрицы 3x3 с наименьшими промежутками между точечными элементами (д) и цифровые знаки на его основе (е)
Таблица №2
Рис.2 Цифровой формат Эф мм2 t мм S мм S2 мм2 п йт.э. мм2 Sok мм2 So6h мм2 Spsn мм2 Shah мм2
а 6 3x5 20.53 0 3 0.95 0.90 7 6 32 14 21 4.37 4.37 0.62
в; г 3x3 11.90 0 3 0.95 0.90 5 4.50 7.40 2 80 2.80 0.56
Bs г 3x3 11.90 0.09 1.09 1.19 5 5.95 5.95 2 975 2.975 0.60
Д= е 3x3 11.90 0.01 1.14 1.30 5 6.50 5.40 2.95 2.95 1.48
5ф = (3s +2t) х (5s+4t) для формата 3x5 Бф = (3s+2t)2 для формата 3x3 8т.э.= п х s2 Sok = £ф - St.3.
Spin = So6h : Кр.с.зн = (St.o. х Sok) : йф
Кр.с.зн=1
йнцн = йрзл : в
Ж
Параметры цифровых знаков с постоянным числом точечных элементов в них на основе цифрового формата с видом матриц 3x5 и 3x3
1ПГ
ТТ
Площадь "окна" из невысветившихся элементов цифрового формата расположена снаружи площади контура знака из высветившихся элементов цифрового формата
Рис. 2. 34
Цифровые знаки, при начертании которых разрешающая способность их достигает максимальной величины, представлены на рис. 2б. Параметры цифровых знаков с постоянным числом точечных элементов в них по их восприятию показаны на рис. 2ж, таблица № 2, строка 4 снизу. Все необходимые данные для определения восприятия знаков представлены формулами под таблицей № 2. Из результатов этой таблицы видно, что наименьшая величина коэффициента разрешающей способности знаков (Кр. с. зн.=1) повышает величину эквивалентной площади различения знаков ^рзл=4.37 мм2) в полтора раза. В начертании знаков арабского происхождения величина площади из неуправляемых точечных элементов (светлые точечные элементы - рис. 1а) разделяет контур знака на параллельные участки, увеличивающие коэффициент разрешающей способности знака по ширине и высоте его. У цифровых знаков арабского происхождения, при большем коэффициенте разрешающей способности знаков, средняя на знак величина эквивалентной площади различения оказалась ниже ^рзл=3.11 мм2 - рис. 1, таблица № 1). Величина эквивалентной площади идентификации на знак ^идн =0.62 мм2), у знаков с постоянным числом (n=7) высветившихся точечных элементов отображения в контуре их, в полтора раза больше, чем у цифровых знаков арабского происхождения.
В начертании цифровых знаков с постоянным числом точечных элементов в них величина площади «окна» вынесена наружу по отношению к контуру знака. Это хорошо видно, если контур знака меньшего формата расположить на информационном поле большого размера (рис. 2з). При снижении числа (n=5) точечных элементов на знак в цифровом формате с видом матрицы 3х3, величина эквивалентной площади идентификации ^идн=0.56 мм2) незначительно уменьшилась (таблица № 2, строка 3 снизу). При выравнивании величины площади контура знака ^т.э.) и величины площади «окна» ^ок) - при уменьшении промежутка (t) между точечными элементами с 0.30 мм до 0.09 мм при сохранении габаритного размера цифрового формата - возрастают величины эквивалентной площади обнаружения, различения, идентификации знака до максимального своего значения [3]: Sобн макс:Кр. с. зн^ рзл макс:n=Sидн макс= = Sф/4 =0.60 мм2 (таблица № 2, строка 2 снизу). Еще больше величина эквивалентной площади идентификации знака увеличится при снижении промежутка (t) между элементами цифрового формата до 0.01 мм (рис. 2д, е, таблица № 2, строка 1 снизу). В этом случае начертание знаков матричного формата приближается к начертанию знаков сегментного формата. Цифровой знак лучше идентифицируется при меньшем числе визуально различимых элементов.
При отображении новых цифровых знаков с постоянным числом точечных элементов в них на информационном поле матричного индикатора с видом матрицы 8х8 удается осуществить не менее чем трехпозиционную индикацию измеряемого параметра объекта, варианты применения которой представлены на рис. 3а.
35
к
к
с
«
о
Рч
м
СО
<
н
0
о
с
5S
н
я
<1
к
еч
<
ро
. \ !■' ! I II > l| II
’ l| II
я I1 4- ппп 1ПППГ 1ПППГ
S й 1 □□г
а
а
ПГТТп II чип
гг нпгп
гг Ш □□ от гг □□□г
уи нГ ппп = =
ш ■—1JL
Масштабирование цифровых знаков с постоянным числом точечных элсенюв в них.
Таблица №3
Рис, $ф мм^ ММ^ Sok мм2 $обк = Spin п2 5идн мм2
За м.о 5.0 59.0 4.61 5 0.92
36 64.0 9.0 55.0 7.73 9 0.86
Зв 64.0 13.0 51.0 10.40 13 0.80
Зт 64.0 28.0 36.0 15.75 28 0.56
Зд 64.0 12.0 52.0 9.75 12 0.81
Зе 64.0 20.0 44.0 13.75 20 0.69
Зж 64.0 33.0 31.0 15.98 33 0.48
Зз, л 64.0 7.0 57.0 6.23 7 0.89
Зи, к Зм, и 64.0 9.0 55.0 7.73 9 0.86
5ф=64 мн-$т.э. = х п Sok - Бф -5т.э.
So6h=Sp3ji=(St.3 х Sok) : $ф
О
Параметры цифровых знаков в зависимости от еличины контора знака при постоянной площади цифрового формата
Рис. 3.
Вариант I - масштабирование знаков (рис. 3а - формат 3х3, рис. 3б - формат 5х5 , рис. 3в - формат 7х7, рис. 3г - формат 8х8). Формирование знаков при масштабировании их от одного цифрового формата к другому цифровому формату осуществляется с изменением числа точечных элементов по высоте и по ширине формата одновременно при толщине контура знака в один точечный элемент (рис. 3а, б, в) и при изменении толщины контура знака в два раза (рис. 3г). При этом величина эквивалентной площади различения знака от наименьшего формата до наибольшего
формата индикации изменяется более чем в 3 раза (от 4.61 мм2 до 15.75 мм2 - рис. 3о, 1-4 строки сверху таблицы № 3).
36
Вариант II - масштабирование (рис. 3а - формат 3х3) к формату с удвоенной толщиной контура знака (рис. 3д - формат 4х4, рис. 3е - формат 6х6) и к формату с утроенной толщиной контура знака (рис. 3ж - формат 7х7). Формирование знаков при масштабировании их от одного цифрового формата к другому цифровому формату осуществляется с изменением числа точечных элементов по высоте и по ширине знака одновременно и с изменением толщины контура знака в три раза. При этом величина эквивалентной площади различения от наименьшего формата до наибольшего формата индикации изменяется более чем в 3 раза (от 4.61 мм2 до 15.98 мм2 - рис. 3о, 1, 5-7 строки сверху таблицы № 3,соответственно).
Вариант III - масштабирование знаков с переходом от формата с видом матрицы 3х3 (рис. 3а) к формату с видом матрицы 3х5 (рис. 3з) и к формату с видом матрицы 3х7 (рис. 3и) с толщиной контура знака в один точечный элемент (цифровые форматы 3х3, 3х5, 3х7). Формирование знаков при масштабировании их от одного цифрового формата к другому цифровому формату осуществляется с изменением числа точечных элементов только по ширине контура знака.
При этом величина эквивалентной площади различения ^рзл) от наименьшего формата до наибольшего формата индикации изменяется в 1.5 раза (от 4.61 мм2 до 7.73 мм2 - рис. 3о, таблица № 3, строки 1, 8 и 9 соответственно). Диапазон масштабирования знаков может быть увеличен без изменения габаритного размера, если, например, цифровой формат 3х7 (рис. 3и) преобразовать в цифровой формат 7х3 (рис. 3к). Масштабирование при формировании знаков осуществляется за счет уменьшения числа точечных элементов по ширине знака с 7 до 3 с одновременным увеличением на такое же число точечных элементов по высоте знака с 3 до 7 (рис. 3и, рис. 3к, соответственно). При этом величина эквивалентной площади различения знака не изменяется (8рзл = 7.73 мм2). Но визуальное восприятие его с переходом формата знаков из горизонтального положения (цифровой формат 3х7) в вертикальное положение (цифровой формат 7х3) в плоскости его расположения тем существеннее, чем больше разница в числе точечных элементов в знаках по высоте и ширине их. Поворот знака на 900 в плоскости его расположения хорошо заметен оператором. Масштабирование знаков в противоположных направлениях по горизонтали и по вертикали эквивалентно произведению частных масштабирований.
Вариант IV - аналогичен варианту Ш. Ступенчатое масштабирование начертания знаков осуществляется в вертикальном направлении (рис. 3а - рис. 3м). Масштабирование начертания знаков в противоположных направлениях осуществляется из вертикального положения (рис. 3м) в горизонтальное положение (рис. 3н).
Небольшое число элементов матричного девятипозиционного формата индикатора позволяет осуществить индикацию не только в режиме перекрестной схемы включения (динамический режим управления матричным индикатором при стробировании, например, по строкам), так и в статическом режиме, при раздельной схеме управления элементами его. Для построения преобразователя кода 8-4-2-1 в 9-позиционный код управления позиционными элементами индикатора в статическом режиме применим более простой цифровой [5] метод. Простота цифрового метода не требует применения методов минимизации функций составлением таблиц Вейча [6, с. 133]. Этот метод, в отличие метода Вейча, пригоден как для работы вручную, так и на ЭВМ. Нет никаких ограничений при его использовании для расчета преобразователей одного двоичного кода в другой двоичный код. Необходимость таблиц истинности для входного и выходного кодов, знание функциональных возможностей логических элементов И, НЕ, И-НЕ и простейшее взаимодействие с комбинациями обычных десятичных цифр с уровнем логической единицы «1» на входах логических элементов И-НЕ - вот и все, что нужно для синтезирования минимизированной структурной схемы преобразователя одного кода в другой код. Простейший метод построения структурных схем преобразователей кода будет понятен и полезен студентам технических вузов.
37
Код 10-й Аргументы X Инверсии аргументов X Код 10-й ДЕВ ЯТШ103ИЦИОННЫЙ код
Х4 хз Х2 XI Х4 хз Х2 XI Y9 Y8 Y7 Y6 Y5 Y4 Y3 Y2 Y1
0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1
1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1
2 0 0 1 0 1 1 0 1 2 1 1 0 0 0 0 0 1 1
3 0 0 1 1 1 1 0 0 3 1 0 0 0 0 1 1 1 0
4 0 1 0 0 1 0 1 1 4 1 0 0 1 1 1 0 0 0
5 0 1 0 1 1 0 1 0 5 1 1 1 1 0 0 0 0 0
6 0 1 1 0 1 0 0 1 6 0 0 1 1 0 0 0 1 1
7 0 1 1 1 1 0 0 0 7 0 1 0 0 0 1 1 0 1
8 1 0 0 0 0 1 1 1 8 0 0 0 1 1 0 1 1 0
9 1 0 0 1 0 1 1 0 9 0 1 1 0 1 1 0 0 0
Значение аргументов X соответствующие цифрам десятичного кода
уровню логической "1" XI - 13579 Х2 - 2367 ХЗ - 4567 Х4- 89 уровню логического "0" XI - 02468 Х2 - 014589 ХЗ - 012389 Х4 - 01234567
Значение инверс соответствующие ци ий аргументов X фрам десятичного кода
уровню логического "0" XI - 13579 Х2 - 2367 ХЗ - 4567 Х4 - 89 уровню логической "1" XI - 02468 Х2 - 014589 ХЗ - 012389 Х4 - 01234567
Девяшпозиционный кед управления элементами индикатора (значение функции, соответствующее цифрам десятинного кода)
Формирование сигнала гашения с уровнем логической "1"
Y1 - 01267 Y2 - 2368 Y3 - 0378
Y4 - 3479 Y5 - 0489 Y6 -14568
Y7 - 01569 Y8 - 12579 Y9 - 2345
Формирование сигнала высвечивания с уровнем логического "О"
Yl- 34589 Y2 - 014579 Y3 - 124567 Y4 - 012568 Y5 - 123567 Y6 - 02379
Y7 - 23478 Y8 - 03468 Y9 - 016789
Рис. 4.
Обозначение на входах и выходах логических элементов И-НЕ структурной схемы преобразователя десятичной информации с уровнями логической «1» и логического «0», значительно облегчает задачу построения и контроля и минимизации ее. Таблица истинности (рис. 4а) двоично-десятичного кода 8-4-2-1 [7, с. 681] содержит двоичные кодовые комбинации (сочетания уровней логического нуля «О» и уровней логической единицы «1») аргументов X и их инверсий XI, однозначно определяющие каждую цифру десятичного кода. И в то же время, по той же таблице истинности видно, что уровням логической единицы «1» соответствует одна комбинация из цифр десятичного кода того или иного аргумента X, а уровням логического нуля «0» соответствует другая комбинация из оставшихся цифр десятичного кода (рис. 4а). Значению уровня логического нуля «0» соответствует нулевое положение Х1 первого разряда двоичнодесятичного кода и положение, соответствующее 2, 4, 6, 8-му счетному импульсу. Или иначе, каждой цифре десятичного кода 0-2-4-6-8 соответствует значение аргумента XI (XI- 02468) с уровнем логического «О» (рис. 4а). Одновременно инверсное состояние первого разряда XI в исходном положении его и при поступлении каждого 2, 4, 6, 8го счетного импульса возникает уровень логической единицы «1». Или иначе, каждой цифре десятичного кода 0-2-4-6-8 соответствует значение инверсии аргумента X ( XI -02468) с уровнем логической единицы «1». Значение уровня логической единицы «1» первого разряда Х1 возникает при поступлении 1, 3, 5, 7, 9 счетного импульса двоичнодесятичного кода 8-4-2-1 (рис. 4а). Или иначе, каждой цифре десятичного кода 1-3-5-7-9 соответствует значение аргумента Х1 (Х1-13579) с уровнем логической единицы «1». Одновременно инверсное значение первого разряда с уровнем логического нуля «О» XI возникает при поступлении 1, 3, 5, 7, 9 счетного импульса (рис. 4а). Или иначе, каждой цифре десятичного кода 1-3-5-7-9 соответствует значение инверсии аргумента
38
X ( Х1-13579) с уровнем логического «О» (рис. 4а). Комбинация из цифр десятичного кода, представляющая значение аргумента с уровнем логической «1», обозначается на схеме преобразователя без черточки сверху над этой комбинацией (например, Х1 -13579). Комбинация из цифр десятичных кода, представляющая значение того или иного аргумента с уровнем логического «О», обозначается на схеме преобразователя с черточкой сверху над этой комбинацией (например, (XI-02468). На рис. 4в представлены все цифровые комбинации десятичного кода значений (уровней логических нулей «О» и уровней логических единиц «1») аргументов X (XI, Х2, ХЗ, Х4) и их инверсий ( Х1-Х2-ХЗ-Х4), эквивалентные состоянием прямых (XI, Х2, ХЗ, Х4) и инверсных (Х1-Х2-ХЗ-Х4) разрядов двоично-десятичного кода 8-4-2-1 (рис. 4а). Такие же правила применимы для записи на структурной схеме без черточек сверху над переменными: Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6,Y7,Y8,Y9 (рис. 4б, г - разработано автором). Комбинация из десятичных цифр, соответствующая значениям переменной Y с уровнем логической «1», записывается без черточки сверху над комбинацией цифр (например, Y1 - 01267). Комбинация из десятичных цифр, соответствующая значениям переменной Y с уровнем логического «0», записываются с черточкой над комбинацией (например, Y1 - 34589 ) цифр (рис. 4г). Значения сигналов на входных выводах преобразователя двоично-десятичного кода 8-4-2-1 в 9-позиционный код, представляемые таблицей истинности аргументов Х, строго определяют значения сигналов на выходных выводах преобразователя кода, соответствующие таблице истинности функции Y (рис. 4а, б, в, г). Нахождение связей между логическими элементами И-НЕ обеспечивается наиболее простым и наглядным цифровым методом построения структурной схемы преобразователя двоично-десятичного кода 8-4-2-1 в 9-позиционный код. При построении структурной схемы преобразователя кода (рис. 5а) были приняты следующие условия: управление позиционными элементами индикатора
осуществляется таким образом, что каждый элемент отображения индикатора (рис. 5в) может светиться, либо не светиться, в зависимости от значения функции Y, управляющей его свечением. Высокий уровень, уровень логической «1» (Y = «1»), на некотором входе индикатора вызывает гашение соответствующего элемента формата его, низкий уровень, уровень логического «0» (Y = «0»), на некотором входе индикатора вызывает свечение соответствующего элемента формата его. Вызывая свечение элементов отображения в определенных комбинациях, можно получить на 9-позиционном индикаторе десять цифровых знаков (рис. 5г). Структурная схема преобразователя двоично-десятичного кода 8-4-2-1 в 9-позиционный код построена на основе двоично-десятичного кода 8-4-2-1 (рис. 5б) и 9-позиционного кода (рис. 5в), записанных цифрами десятичного кода. Для структурной схемы определена величина коэффициента распределения информационных входных цепей [5] (n) в среднем на число (N) логических элементов (Кр.и.в.). Увеличение коэффициента распределения информационных входных цепей приведет к увеличению нагрузки на логический элемент, к перегреву его. Наглядный процесс преобразования кодов вызовет повышенный интерес у студентов к улучшению структурной схемы. На информационном поле матричного индикатора типа КИ1II О2А-8х8Л [2, с.353] с видом матрицы 8х8 (рис. 6а) можно разместить до 4 форматов цифровых знаков с видом матрицы 3х3 или до двух 2-х разрядных знакомест (рис. 6б). Два разряда (рис. 6б) используются для индикации одного параметра объекта (верхний ряд цифровых знаков - 39) и два разряда используются для индикации второго параметра объекта (нижний ряд цифровых знаков - 27). На информационном поле индикатора при этом остается место для отображения децимальных точек. При этом помимо уменьшения цифрового формата по высоте, уменьшения числа точечных элементов на знак, уменьшается средняя величина точка потребления на знак. Причем, эта величина постоянна при формировании любого цифрового знака, в то время как у цифровых знаков арабского происхождения эта величина изменяется не менее чем в два раза.
39
Гп= 44 N=21 KpnB=n/N= 2.10]
а
Сгр>п>рнал схема пргобр№»втсд| дилчко-лсскш'иого кода. Е -4-2-1 я 9-ПОН1СШОКНЫЛ коя V ртровленк! эленекюми нкдзтатора
х] - т?9 X3-2367 ХЗ . 45*7 X4-SP
KI -0H4S КЗ - 0UJE9- JO -OiHM КЗ - 0133Л567
Таблица, исшннкти лбсч1ччо-:«1лпшн'о таза 6-J-2-1 игателкнгк» инФвдап и«тггоог« тга
о
9-з*|Л±а-щ.ссСчн№1СЙ цифровой: ферыат 3x3 С*) 51 КП fTC KHCiSf цифровые шаич с ттостоаннцы числом ючечтп lievottu ■ Hire [г]
Г
з- коде- У
Рис. 5.
40
д Сох цгснмюас цгсняонпжои-б
Рис. 6.
Выводы
При сравнении цифровых знаков арабского происхождения и цифровых знаков с постоянным числом точечных элементов в них матричного исполнения, можно констатировать следующее:
Цифровые знаки арабского происхождения (рис. 6а) при большем габаритном размере цифрового формата имеют и большую величину эквивалентной площади обнаружения знака (рис. 7, таблица № 4, колонка 10).
Таблица №4
Рис. формат Бф мм^ t ММ 5 ММ 52 мм2 Q 5т.э. мм2 Sok мм2 So6h мм2 Кр.с.зн Span мм2 5идн мм2
а 3x5 20.53 0.30 0.95 0.90 11 9.93 10.60 5.13 1.61 3.19 0.29
б 3x3 11.90 0.30 0.95 0.90 5 4.50 7.40 2.80 1.00 2.80 0.56
в 3x3 16.00 0.01 1.33 1.77 5 8.85 7.15 3.95 1.00 3.95 0.79
г 3x3 6.25 0.01 0.83 0.69 5 3.45 2.80 1.55 1.00 1.55 0.31
Йгэ = а х s2
SoK-Бф - 5т.э.
Spin = So6h : Кр.с.зн = (St.3. x Sok) : Stj>
Кр.с.зн =1 Бидн = Spin : a
Сравнительные параметры цифровых знаков арабского происхождения и цифровых знаков с постоянньш числом точечных элементов в них.
Рис. 7. 41
Большая величина коэффициента разрешающей способности (Кр. с. зн. ср.= 1.61) при начертании знаков арабского происхождения снижает величину эквивалентной площади различения знаков ^рзл = Sобн : Кр. с. зн.), ухудшая восприятие их (рис. 7, таблица № 4, строка 4 снизу, колонки 11 и 12). Большое число точечных элементов на знак (рис. 6а) уменьшает величину эквивалентной площади идентификации знака ^идн = Sрзл:n), ухудшая восприятие знака (рис. 7, таблица № 4, строка 4 снизу, колонка 13). Различие по числу точечных элементов в начертаниях знаков арабского происхождения приводит к неоднородности восприятия их не только на стадии обнаружения знаков, но неоднородность восприятия их ухудшается на стадиях различения и идентификации знаков. Цифровые знаки с постоянным числом точечных элементов в контуре знака по восприятию однозначны. При вдвое меньшем габаритном размере (рис. 6б) в сравнении с цифровыми знаками арабского происхождения (рис.7, таблица № 4, строка 3 и 4 снизу) величины эквивалентной площади обнаружения и различения одинаковы при наименьшем коэффициенте разрешающей способности, а величина эквивалентной площади идентификации у них в два раза больше. При использовании аналогичного габаритного размера матричного индикатора, можно на лицевой стороне его расположить четыре 9-позиционных формата с меньшими промежутками ^=0.01мм) между точечными элементами (рис. 6в) с одновременным увеличением размеров точечных элементов. В результате увеличения цифрового 9-позиционного формата увеличились размеры эквивалентных площадей обнаружения ^обн), различения ^рзл) и идентификации ^идн) знака (рис. 7, таблица № 4, строка 2 снизу). Величина эквивалентной площади идентификации ^идн=0.79 мм2) знака 9-позиционного формата с видом матрицы 3х3 превышает величину эквивалентной площади идентификации ^идн=0.29 мм2) формата цифровых знаков арабского происхождения с видом матрицы 3х5 более, чем в 2.5 раза. Для увеличения эквивалентной площади различения знака надо придерживаться более жестких правил при выборе промежутка между точечными элементами. Величина промежутка (t) должна быть таковой, чтобы величина площади из высветившихся точечных элементов ^т.э.) была бы равна суммарной величине площади из не высветившихся точечных элементов ^н.т.э.) и величине площади промежутков между ними (St): Sт.э=Sн.т.э.+St=Sок. При равенстве величины площади контура знака ^т.э.) и величины площади «окна» ^ок), величина эквивалентной площади обнаружения знака: Sобн=(Sт.э. х Sок):(Sт.э.+Sок), а, следовательно, и различения знака: Sрзл=Sобн:Кр. с. зн., при минимальном коэффициенте
разрешающей способности его (Кр. с. зн.= 1), достигает максимальной величины [3]: Sобн = Sрзл= =Sобн Sф/4. При уменьшении габаритного размера точечного элемента без изменения промежутков ^=0.01мм) между точечными элементами габаритный размер цифрового формата с видом матрицы 3х3 уменьшается. На лицевой стороне матричного индикатора типа КИ1Д О2А-8х8Л можно разместить до 9 разрядов цифрового формата с видом матрицыЗхЗ (рис. 6г). Все эргономические параметры цифровых знаков при этом уменьшились, однако величина эквивалентной площади иднтификации знака превысила аналогичную величину у цифровых знаков арабского происхождения (рис. 7, таблица № 4, строка 1 и 4 снизу, соответственно).
Литература
1. Алиев Т. М., Вигдоров Д. И., Кривошеев В. П. Системы отображения информации.
Москва. «Высшая школа». 1988.
2. Лисицын Б. Л. Отечественные приборы индикации и их зарубежные аналоги.
Москва. «Радио и связь». 1993.
3. Патент № 2338270 на изобретение «Индикатор матричный с наилучшим
восприятием цифровых знаков». Выдан 19 ноября 2008 года. Автор Патраль А.В.
42
4. Патент № 2417455 на изобретение «Индикатор 9-позиционный» выдан 27 апреля 2011 года. Автор Патраль А. В.
5. Энциклопедически Фонд России: www.russika.ru - П - «Преобразователь кода». Автор Патраль А. В.
6. Калабеков Б. А., Мамзелей. И. А. Цифровые устройства микропроцессорные системы. Москва. «Радио и связь». 1987 г.
7. Справочник по интегральным микросхемам. Под редакцией Тарабрина Б. В., Москва. «Энергия». 1980 г.
Анализ нормативных требований к аттестации персонала в области промышленной безопасности Сомова Е. С. , Абдрахманов Д. М. , Герасимова Л. М. , Филин Б. Ю.4, Тумас С. Л.5, Макарова Т. В.6, Колбенко А. О.7, Семенов А. М.8, Бухаров Д. В.9, Абдрахманов И. Р.10
1 Сомова Екатерина Сергеевна / Somova Ekaterina Sergeevna - ведущий инженер проектноаналитического отдела;
2Абдрахманов Денис Мавлютович / Abdrahmanov Denis Mavljutovich - ведущий инженер экспертно-аналитического отдела;
3Герасимова Людмила Михайловна / Gerasimova Ljudmila Mihajlovna - ведущий инженер проектно-аналитического отдела;
4Филин Борис Юрьевич /Filin Boris Jur'evich - заместитель начальника отдела технической диагностики взрывопожароопасных производственных объектов;
5Тумас Сергей Леонидович / Tumas Sergej Leonidovich - начальник отдела технической диагностики химически опасных производственных объектов;
6Макарова Татьяна Владимировна /Makarova Tatjana Vladimirovna - инженер экспертноаналитического отдела;
7Колбенко Алина Олеговна /Kolbenko Alina Olegovna - начальник проектно-аналитического
отдела;
8Семенов Александр Михайлович /Semenov Aleksandr Mihajlovich - начальник отдела технической диагностики взрывопожароопасных производственных объектов,
ООО НТЦ «Анклав», г. Дубна, Московская область;
9Бухаров Денис Владимирович /Buharov Denis Vladimirovich - директор,
ООО «Центр ДиС»;
10Абдрахманов Ильшат Руфикович /Abdrahmanov Il'shatRufikovich - директор,
ООО «Контес»,
г. Казань, Республика Татарстан
Аннотация: в данной статье рассмотрены вопросы, связанные с подготовкой и аттестацией работников организаций, поднадзорных Федеральной службе по экологическому, технологическому и атомному надзору. На основании анализа нормативных документов Ростехнадзора, определяющих порядок и требования к аттестации специалистов в области промышленной безопасности, выявлены отдельные несоответствия. На основе проведенного анализа с учетом выявленных несоответствий сформулированы предложения по изменению порядка и требований к аттестации специалистов организаций, поднадзорных Ростехнадзору.
Ключевые слова: аттестация специалистов, области аттестации, категории работников по отраслям, экспертные организации, экспертиза промышленной безопасности, нормативная документация.
В соответствии с Федеральными нормами и правилами в области промышленной безопасности «Правила проведения экспертизы промышленной безопасности», утвержденными Приказом Федеральной службы по экологическому,
43
