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技術(shù)文章

全自動油傾點(diǎn)測試儀在組件全自動測定體系運(yùn)用剖析

1系統(tǒng)概述
　全自動油傾點(diǎn)測試儀在組件全自動測定體系運(yùn)用剖析
　　該測試系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)控制的自動測試系統(tǒng)，主要由測控計(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，信號調(diào)理模塊，電源，恒流源，顯示器，打印機(jī)等組成，測試系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。由測控計(jì)算機(jī)控制產(chǎn)生測試激勵信號，經(jīng)過適配工裝提供的信號通路和信號調(diào)理，與多功能設(shè)備艙的電氣接口直接連接，自動完成對飛控組件在線性能測試。系統(tǒng)實(shí)時采集并記錄測試結(jié)果，并進(jìn)行分析，計(jì)算和判斷處理，按要求自動生成測試報表。
　　1.2系統(tǒng)的主要功能
　　該系統(tǒng)能對飛控組件的主要性能進(jìn)行在線測試和分析，確定飛控組件工作是否正常。除了一些必須的電源監(jiān)測，工作時的供電電壓，消耗電流的測試之外，飛控組件在線測試項(xiàng)目主要有：導(dǎo)彈發(fā)控自動器模塊測試，慣性傳感器測試，縱向加速度注入測試，慣性導(dǎo)航單元的對準(zhǔn)和導(dǎo)航誤差測試，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)對外通訊接口的檢查，和引信間一次性指令檢查，模擬信號電壓測試，模擬和數(shù)字遙測信息采集和輸出，飛控組件工作環(huán)境溫度測試等。
　　1.3測試原理
　　對多功能設(shè)備艙中的飛控組件測試，其基本原理仍是所謂的激勵-響應(yīng)！測試方法。
　　針對某型空空導(dǎo)彈飛控組件維修測試的特點(diǎn)，為提高工作效率，采用在線測試技術(shù)。所謂飛控組件在線測試，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)行測試，以判斷該艙段中的飛控組件是否有故障，并對故障進(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)組件的被測信號主要有數(shù)字信號，模擬信號和狀態(tài)指令三種。為了實(shí)現(xiàn)測試過程的自動化，對飛控組件輸出的模擬信號經(jīng)調(diào)理后，送入A/D采集卡，將模擬電壓信號或電流信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能接收的數(shù)字信號，送入測控計(jì)算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，處理，以實(shí)現(xiàn)對模擬信號的測試。而數(shù)字信號的輸入和輸出，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)斗工作時序。由于測試對象不是整個導(dǎo)彈，因此，在飛控組件的測試中，測試工作時序和導(dǎo)彈戰(zhàn)斗工作時序有所不同。信號流通道上的激勵點(diǎn)信號的加入，可以作為飛行任務(wù)數(shù)據(jù)從串行接口加入，也可以遵循測試工作時序的要求，適時加入各種狀態(tài)指令，作為開關(guān)控制輸入。此外，充分利用遙測數(shù)據(jù)，對測試結(jié)果進(jìn)行分析。
　　2硬件設(shè)計(jì)
　　飛控組件自動測試系統(tǒng)的測試原理圖如圖2所示，全自動油傾點(diǎn)測試儀在組件全自動測定體系運(yùn)用剖析，對飛控組件的測試是在產(chǎn)品測試平臺上進(jìn)行的。測試系統(tǒng)硬件主要由測控計(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)品測試平臺和夾具外，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)
　　測控計(jì)算機(jī)是整個測試系統(tǒng)硬件部分的核心。
　　基于測試原理和需求，選型配置方案如下：（1）測試機(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，定時和觸發(fā)總線，利用機(jī)箱豐富的總線插槽搭載高性能測試儀器板卡構(gòu)成虛擬儀器硬件平臺，具有結(jié)構(gòu)緊湊，性價比高的優(yōu)點(diǎn)。
　　（2）選用NI公司的PXIe-8106作為測控計(jì)算機(jī)的處理器。NIPXIe-8106有IntelCore2處理器，512MBRAM內(nèi)存，1個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，具備外部采樣時鐘信號輸入模式。
　　選用NIPXI-6259板卡實(shí)現(xiàn)對加速度信號，陀螺信號，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)對自動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)的信號控制調(diào)理模塊是本系統(tǒng)的一個關(guān)鍵模塊，它是連接測試系統(tǒng)和被測產(chǎn)品的紐帶。
　　電源為系統(tǒng)和被測產(chǎn)品提供穩(wěn)定的電源供給。
　　產(chǎn)品測試平臺及夾具的主要作用是放置和固定被測產(chǎn)品，保證艙段中慣導(dǎo)單元的水平軸與已調(diào)平的平臺臺面達(dá)到要求的平行度，同時它還具有保護(hù)產(chǎn)品和測試電纜的作用。
　　2.2電源加載及測量電路設(shè)計(jì)
　?。?/span>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。測試系統(tǒng)通過數(shù)字量輸出模塊輸出控制信號，控制繼電器接通與斷開，達(dá)到給產(chǎn)品供電，斷電的目的。
　　（2）供電電壓，電流測量電路
　　供電電壓測量原理。由于供電電壓超出了數(shù)據(jù)采集卡的范圍，所以供電電壓測量時，先用兩個精密電阻對其進(jìn)行簡單的分壓處理，然后經(jīng)緩沖器緩沖，即可對供電電壓進(jìn)行檢測。電流測量采用基于霍爾原理的電流傳感器，測量時，將傳感器串接到待測電流回路，通過對傳感器輸出端電壓信號的采集，從而實(shí)現(xiàn)對供電電流的測量。
　　供電電流測量原理。
　　在產(chǎn)品測試過程中，采用軟件對供電電壓和電流進(jìn)行監(jiān)控，全自動油傾點(diǎn)測試儀在組件全自動測定體系運(yùn)用剖析，若電壓，電流值超出規(guī)定值，則程序自動控制繼電器斷開，停止測試。另外，硬件上也采取了相應(yīng)的過壓，過流保護(hù)措施，以確保被測產(chǎn)品和測試人員的**。
　　3軟件設(shè)計(jì)
　　3.1軟件整體結(jié)構(gòu)
　　本系統(tǒng)完成的是一個多任務(wù)，多過程的實(shí)時測控任務(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，再分解成各個功能模塊，每個模塊之間相互獨(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，形成一個完整的測試用軟件包，軟件功能分配圖。
　　測試系統(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，層次結(jié)構(gòu)如圖7所示。
　　底層開發(fā)環(huán)境和驅(qū)動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，包括對板卡編程實(shí)現(xiàn)的測量模塊，對數(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)特定測試項(xiàng)目的測試子模塊等；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在線測試軟件流程
　　測試系統(tǒng)程序由系統(tǒng)自檢程序，儀器管理程序，性能測試程序，報表生成程序等部分組成，其中在線測試軟件流程設(shè)計(jì)是編程的重點(diǎn)。在線性能測試時，測試系統(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)控自動器配合工作，與測試系統(tǒng)一起，共同完成飛控組件在線性能測試。在線測試軟件流程。
　　4結(jié)論
　　本文針對某型空空導(dǎo)彈飛控組件的維修測試問題，提出了飛控組件在線測試方法，研制了一套相應(yīng)的自動測試系統(tǒng)，**次真正實(shí)現(xiàn)了某型導(dǎo)彈飛控組件的自動在線測試，大大提高了維修測試效率，使飛控組件的維修測試工作躍升到了一個新水平。該系統(tǒng)可快速，準(zhǔn)確，方便地在線檢測飛控組件各項(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，測試過程中，發(fā)揮著重要的作用。
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