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技術(shù)文章

全自動(dòng)油傾點(diǎn)測(cè)試儀在組件全自動(dòng)測(cè)定體系運(yùn)用剖析

1系統(tǒng)概述
　全自動(dòng)油傾點(diǎn)測(cè)試儀在組件全自動(dòng)測(cè)定體系運(yùn)用剖析
　　該測(cè)試系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，主要由測(cè)控計(jì)算機(jī)，一次性指令輸入輸出裝置，專用429接口卡，數(shù)據(jù)采集處理模塊，信號(hào)調(diào)理模塊，電源，恒流源，顯示器，打印機(jī)等組成，測(cè)試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。由測(cè)控計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)生測(cè)試激勵(lì)信號(hào)，經(jīng)過適配工裝提供的信號(hào)通路和信號(hào)調(diào)理，與多功能設(shè)備艙的電氣接口直接連接，自動(dòng)完成對(duì)飛控組件在線性能測(cè)試。系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集并記錄測(cè)試結(jié)果，并進(jìn)行分析，計(jì)算和判斷處理，按要求自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)表。
　　1.2系統(tǒng)的主要功能
　　該系統(tǒng)能對(duì)飛控組件的主要性能進(jìn)行在線測(cè)試和分析，確定飛控組件工作是否正常。除了一些必須的電源監(jiān)測(cè)，工作時(shí)的供電電壓，消耗電流的測(cè)試之外，飛控組件在線測(cè)試項(xiàng)目主要有：導(dǎo)彈發(fā)控自動(dòng)器模塊測(cè)試，慣性傳感器測(cè)試，縱向加速度注入測(cè)試，慣性導(dǎo)航單元的對(duì)準(zhǔn)和導(dǎo)航誤差測(cè)試，一次性指令和其他開關(guān)量的輸入輸出檢查，飛控計(jì)算機(jī)對(duì)外通訊接口的檢查，和引信間一次性指令檢查，模擬信號(hào)電壓測(cè)試，模擬和數(shù)字遙測(cè)信息采集和輸出，飛控組件工作環(huán)境溫度測(cè)試等。
　　1.3測(cè)試原理
　　對(duì)多功能設(shè)備艙中的飛控組件測(cè)試，其基本原理仍是所謂的激勵(lì)-響應(yīng)！測(cè)試方法。
　　針對(duì)某型空空導(dǎo)彈飛控組件維修測(cè)試的特點(diǎn)，為提高工作效率，采用在線測(cè)試技術(shù)。所謂飛控組件在線測(cè)試，即在飛控組件不分解的情況下，將飛控組件所在的艙段作為整體進(jìn)行測(cè)試，以判斷該艙段中的飛控組件是否有故障，并對(duì)故障進(jìn)行初步定位。
　　某型導(dǎo)彈多功能設(shè)備艙中的飛控組件及相關(guān)組件的被測(cè)信號(hào)主要有數(shù)字信號(hào)，模擬信號(hào)和狀態(tài)指令三種。為了實(shí)現(xiàn)測(cè)試過程的自動(dòng)化，對(duì)飛控組件輸出的模擬信號(hào)經(jīng)調(diào)理后，送入A/D采集卡，將模擬電壓信號(hào)或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能接收的數(shù)字信號(hào)，送入測(cè)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，處理，以實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬信號(hào)的測(cè)試。而數(shù)字信號(hào)的輸入和輸出，則直接利用產(chǎn)品上現(xiàn)成的數(shù)字接口：串行接口和并行接口等。
　　導(dǎo)彈在作戰(zhàn)使用過程中，都遵循一定的戰(zhàn)斗工作時(shí)序。由于測(cè)試對(duì)象不是整個(gè)導(dǎo)彈，因此，在飛控組件的測(cè)試中，測(cè)試工作時(shí)序和導(dǎo)彈戰(zhàn)斗工作時(shí)序有所不同。信號(hào)流通道上的激勵(lì)點(diǎn)信號(hào)的加入，可以作為飛行任務(wù)數(shù)據(jù)從串行接口加入，也可以遵循測(cè)試工作時(shí)序的要求，適時(shí)加入各種狀態(tài)指令，作為開關(guān)控制輸入。此外，充分利用遙測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。
　　2硬件設(shè)計(jì)
　　飛控組件自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試原理圖如圖2所示，全自動(dòng)油傾點(diǎn)測(cè)試儀在組件全自動(dòng)測(cè)定體系運(yùn)用剖析，對(duì)飛控組件的測(cè)試是在產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行的。測(cè)試系統(tǒng)硬件主要由測(cè)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及接口，導(dǎo)引頭和載機(jī)模擬器，狀態(tài)指令輸入輸出裝置，信號(hào)控制調(diào)理模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，電源，顯示器，打印機(jī)等組成，除產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)和夾具外，其余均組裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中。
　　2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
　　測(cè)控計(jì)算機(jī)是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)硬件部分的核心。
　　基于測(cè)試原理和需求，選型配置方案如下：（1）測(cè)試機(jī)箱選用NI公司的機(jī)箱，它為系統(tǒng)提供了堅(jiān)固的模塊化封裝結(jié)構(gòu)，具有高性能的PXI背板，包括PXI總線，定時(shí)和觸發(fā)總線，利用機(jī)箱豐富的總線插槽搭載高性能測(cè)試儀器板卡構(gòu)成虛擬儀器硬件平臺(tái)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。
　?。?/span>2）選用NI公司的PXIe-8106作為測(cè)控計(jì)算機(jī)的處理器。NIPXIe-8106有IntelCore2處理器，512MBRAM內(nèi)存，1個(gè)60G硬盤以及標(biāo)準(zhǔn)PC外設(shè)接口，如USB接口，并口和串口，此外其上還有能夠與其他設(shè)備相連的GPIB接口。
　?。?/span>3）選用NIPXI-6534板卡實(shí)現(xiàn)遙測(cè)信息采集。
　　PXI-6534板卡是一款高速數(shù)字I/O板卡，輸入電平為TTL電平，具備外部采樣時(shí)鐘信號(hào)輸入模式。
　　選用NIPXI-6259板卡實(shí)現(xiàn)對(duì)加速度信號(hào)，陀螺信號(hào)，飛控組件工作所需的各路供電電壓，飛控組件輸出的標(biāo)準(zhǔn)電壓及各通道控制電壓的采集。
　　選用NIPXI-6528板卡實(shí)現(xiàn)一次性指令的發(fā)送和接收；選用NIPXI-6123板卡實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)裝置中靜變電源輸出三相交流電壓的采集；選用AEC429-22板卡實(shí)現(xiàn)飛控組件和載機(jī)，導(dǎo)引頭的信息交換。
　?。?/span>4）自主設(shè)計(jì)的信號(hào)控制調(diào)理模塊是本系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵模塊，它是連接測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)產(chǎn)品的紐帶。
　　電源為系統(tǒng)和被測(cè)產(chǎn)品提供穩(wěn)定的電源供給。
　　產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)及夾具的主要作用是放置和固定被測(cè)產(chǎn)品，保證艙段中慣導(dǎo)單元的水平軸與已調(diào)平的平臺(tái)臺(tái)面達(dá)到要求的平行度，同時(shí)它還具有保護(hù)產(chǎn)品和測(cè)試電纜的作用。
　　2.2電源加載及測(cè)量電路設(shè)計(jì)
　　（1）電源加載電路
　　由于飛控組件工作電流比較大，在電源加載中采用了外部繼電器控制加載方式。測(cè)試系統(tǒng)通過數(shù)字量輸出模塊輸出控制信號(hào)，控制繼電器接通與斷開，達(dá)到給產(chǎn)品供電，斷電的目的。
　?。?/span>2）供電電壓，電流測(cè)量電路
　　供電電壓測(cè)量原理。由于供電電壓超出了數(shù)據(jù)采集卡的范圍，所以供電電壓測(cè)量時(shí)，先用兩個(gè)精密電阻對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的分壓處理，然后經(jīng)緩沖器緩沖，即可對(duì)供電電壓進(jìn)行檢測(cè)。電流測(cè)量采用基于霍爾原理的電流傳感器，測(cè)量時(shí)，將傳感器串接到待測(cè)電流回路，通過對(duì)傳感器輸出端電壓信號(hào)的采集，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)供電電流的測(cè)量。
　　供電電流測(cè)量原理。
　　在產(chǎn)品測(cè)試過程中，采用軟件對(duì)供電電壓和電流進(jìn)行監(jiān)控，全自動(dòng)油傾點(diǎn)測(cè)試儀在組件全自動(dòng)測(cè)定體系運(yùn)用剖析，若電壓，電流值超出規(guī)定值，則程序自動(dòng)控制繼電器斷開，停止測(cè)試。另外，硬件上也采取了相應(yīng)的過壓，過流保護(hù)措施，以確保被測(cè)產(chǎn)品和測(cè)試人員的**。
　　3軟件設(shè)計(jì)
　　3.1軟件整體結(jié)構(gòu)
　　本系統(tǒng)完成的是一個(gè)多任務(wù)，多過程的實(shí)時(shí)測(cè)控任務(wù)，為此，在軟件設(shè)計(jì)中采用模塊化設(shè)計(jì)思想和自頂而下的編程技術(shù)。首先確定要完成的基本功能要求，再分解成各個(gè)功能模塊，每個(gè)模塊之間相互獨(dú)立，可以單獨(dú)進(jìn)行編程，調(diào)試和代碼測(cè)試。*后運(yùn)用程序流程控制結(jié)構(gòu)，組織和調(diào)用各功能模塊，形成一個(gè)完整的測(cè)試用軟件包，軟件功能分配圖。
　　測(cè)試系統(tǒng)軟件是在虛擬儀器開發(fā)語言LabWindowsCVI8.0下開發(fā)完成的，運(yùn)行于WindowsXPSP2操作系統(tǒng)平臺(tái)，層次結(jié)構(gòu)如圖7所示。
　　底層開發(fā)環(huán)境和驅(qū)動(dòng)程序接口是由軟硬件廠商提供的，包括LabWindowsCVI8.0編程環(huán)境和板卡的驅(qū)動(dòng)程序；中層的功能模塊是在LabWindowsCVI8.0環(huán)境下編程實(shí)現(xiàn)的子程序集，包括對(duì)板卡編程實(shí)現(xiàn)的測(cè)量模塊，對(duì)數(shù)據(jù)的處理分析模塊，總線通訊模塊以及調(diào)用以上模塊實(shí)現(xiàn)特定測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試子模塊等；上層應(yīng)用程序是*終提供給用戶使用的人-機(jī)交互界面和配置界面的應(yīng)用程序。
　　3.2在線測(cè)試軟件流程
　　測(cè)試系統(tǒng)程序由系統(tǒng)自檢程序，儀器管理程序，性能測(cè)試程序，報(bào)表生成程序等部分組成，其中在線測(cè)試軟件流程設(shè)計(jì)是編程的重點(diǎn)。在線性能測(cè)試時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)通過429數(shù)據(jù)總線向艙段中的飛控組件裝訂飛行任務(wù)書，并通過429數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)和艙段間的429信息交換。飛控組件和導(dǎo)彈發(fā)控自動(dòng)器配合工作，與測(cè)試系統(tǒng)一起，共同完成飛控組件在線性能測(cè)試。在線測(cè)試軟件流程。
　　4結(jié)論
　　本文針對(duì)某型空空導(dǎo)彈飛控組件的維修測(cè)試問題，提出了飛控組件在線測(cè)試方法，研制了一套相應(yīng)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，**次真正實(shí)現(xiàn)了某型導(dǎo)彈飛控組件的自動(dòng)在線測(cè)試，大大提高了維修測(cè)試效率，使飛控組件的維修測(cè)試工作躍升到了一個(gè)新水平。該系統(tǒng)可快速，準(zhǔn)確，方便地在線檢測(cè)飛控組件各項(xiàng)性能指標(biāo)，準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障，定位故障和排除故障，在飛控組件的維修，測(cè)試過程中，發(fā)揮著重要的作用。
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