高速數(shù)字化儀在電子時(shí)間引信通用測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用

應(yīng)用領(lǐng)域

電子時(shí)間引信及裝定器產(chǎn)品測(cè)試應(yīng)用

挑戰(zhàn)

傳統(tǒng)的電子時(shí)間引信測(cè)試系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單，集成化程度低，需借助各種通用測(cè)試設(shè)備輔助完成，操作復(fù)雜，測(cè)試效率低下，測(cè)試精度受人為因素影響較大。隨著引信性能和功能的逐漸提高，現(xiàn)有的測(cè)試手段已無法滿足使用要求。因此提出了建立高性能電子時(shí)間引信通用測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)想，該測(cè)試系統(tǒng)采取通用化、模塊化、集成化的設(shè)計(jì)思路，具有操作簡(jiǎn)便、測(cè)量精度高、采購成本低、升級(jí)簡(jiǎn)單、攜帶方便的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)引信測(cè)試、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、性能分析等功能，使電子時(shí)間引信性能測(cè)試系統(tǒng)的技術(shù)水平有了質(zhì)的提高。

解決方案

電子時(shí)間引信通用測(cè)試系統(tǒng)使用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，使用凌華科技的PCI-9846高速數(shù)字化儀作為信號(hào)采集模塊，使用圖形化編程軟件 LabVIEW進(jìn)行測(cè)試過程的控制、數(shù)據(jù)的分析判斷和用戶界面的開發(fā)，配合PCI-7230隔離數(shù)字輸入輸出卡、PCI-7250繼電器輸出卡等信號(hào)控制模塊、專用信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)字程控電源，實(shí)現(xiàn)了通用化、模塊化的電子時(shí)間引信自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，可完成電子時(shí)間引信產(chǎn)品的裝定波形、工作電壓、電流、功耗、輸入輸出信號(hào)等電性能的實(shí)時(shí)測(cè)量與評(píng)估。

電子時(shí)間引信是一種使用比較廣泛的引信產(chǎn)品，用來為子母式彈藥的母彈開艙提供控制信號(hào)，是遠(yuǎn)程壓制武器系統(tǒng)的主要裝備。電子時(shí)間引信作為一種高度集成的電子引信，其工作性能必須經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試，才能提供用戶使用。所以各種電子時(shí)間引信產(chǎn)品均配備有專用的測(cè)試儀器完成性能測(cè)試，但過去采用的傳統(tǒng)儀器測(cè)試模式隨著電子時(shí)間引信技術(shù)的發(fā)展，暴露出了效率低、精度差和檢出率低等問題，而且各種型號(hào)電子時(shí)間引信的測(cè)試設(shè)備之間不具備通用性和互換性，因此急需設(shè)計(jì)一種新的通用測(cè)試系統(tǒng)來解決這些問題。

1 電子時(shí)間引信的工作原理及測(cè)試系統(tǒng)要求

電子時(shí)間引信是用來為子母式彈藥提供起爆發(fā)火信號(hào)的部件，其工作原理為：彈藥發(fā)射前首先由參數(shù)裝定器為其裝定火控系統(tǒng)解算出的開艙作用時(shí)間，彈藥發(fā)射后，電子時(shí)間引信以發(fā)射時(shí)刻為起點(diǎn)開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)到預(yù)先裝定的作用時(shí)間后，輸出開艙點(diǎn)火信號(hào)給戰(zhàn)斗部，完成彈藥起爆。

根據(jù)電子時(shí)間引信的工作原理，對(duì)通用測(cè)試系統(tǒng)的基本要求如下：

提供多路可調(diào)直流穩(wěn)壓電源，為電子時(shí)間引信和裝定器提供工作電源。

提供控制裝定器工作的模擬火控信號(hào)。

可按照實(shí)際工作時(shí)序控制電子時(shí)間引信和裝定器工作。

可提供模擬時(shí)間修改信號(hào)。

可為被測(cè)產(chǎn)品提供模擬負(fù)載。

可以采集多路模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。

可對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)分析處理、顯示、存儲(chǔ)并自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)表，包括作用時(shí)間、工作電壓、工作電流、點(diǎn)火信號(hào)幅度、故障狀態(tài)等。

2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)原有電子時(shí)間引信測(cè)試系統(tǒng)的不足，希望新的測(cè)試方案能達(dá)到如下效果：

高集成度，盡量減少占用空間，便于移動(dòng)。

自動(dòng)化，盡量減少人為因素對(duì)產(chǎn)品測(cè)試結(jié)果帶來的影響。

通用性，可適應(yīng)不同型號(hào)的電子時(shí)間引信及裝定器產(chǎn)品的測(cè)試，減少重復(fù)開發(fā)工作。

高效率，單發(fā)產(chǎn)品的測(cè)試時(shí)間盡可能的短，以適應(yīng)大批量生產(chǎn)的使用要求。

高檢出率，對(duì)被測(cè)產(chǎn)品的中間參數(shù)也可以進(jìn)行測(cè)試，提高覆蓋率。

根據(jù)電子時(shí)間引信的工作特點(diǎn)和自動(dòng)化、通用化的使用要求，虛擬儀器技術(shù)十分符合方案要求，并且能夠較好地達(dá)到方案預(yù)期的效果。凌華科技公司有著豐富的虛擬儀器測(cè)試測(cè)量產(chǎn)品線，可以給我們提供較大的選擇空間，LabVIEW是一種易學(xué)易用的開發(fā)軟件，可以利用它快速、簡(jiǎn)便地開發(fā)出復(fù)雜、并行、有效并且易于操作的測(cè)試系統(tǒng)。為了降低系統(tǒng)的成本，我們決定選擇選用工控機(jī)加PCI板卡的方式，并通過擴(kuò)展USB端口、串口、及其它模塊單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交互和測(cè)試，在LabVIEW軟件平臺(tái)下開發(fā)新的測(cè)試系統(tǒng)。總體方案設(shè)計(jì)如圖1所示，其中：

圖1總體方案框圖

數(shù)字程控電源用來為被測(cè)電子時(shí)間引信和裝定器提供工作電源，具有4路可編程和4路固定電壓輸出，輸出電壓范圍為-12V～+36V，工控機(jī)算機(jī)通過串行接口，可對(duì)其進(jìn)行編程，使其輸出電壓滿足不同型號(hào)電子時(shí)間引信和裝定器的工作電源要求。

對(duì)于裝定信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)、點(diǎn)火信號(hào)、工作電壓、工作電流等引信輸入輸出信號(hào)的波形監(jiān)控，都由PCI-9846高速數(shù)字化儀來進(jìn)行采集。

電子時(shí)間引信和裝定器的啟動(dòng)控制、模式控制等數(shù)字控制信號(hào)，以及對(duì)引信和裝定器工作過程中的各類中間信號(hào)的監(jiān)測(cè)，由PCI-7230隔離數(shù)字輸入輸出卡來完成。

提供給被測(cè)產(chǎn)品的工作電源由PCI-7250繼電器輸出卡通過繼電器進(jìn)行控制輸出。

信號(hào)調(diào)理電路主要是將被測(cè)電子時(shí)間引信和裝定器的各類信號(hào)調(diào)理到測(cè)試板卡所能接受的范圍。如信號(hào)上拉、下拉匹配;各類開關(guān)常開、常閉觸點(diǎn)匹配;模擬、數(shù)字、脈沖電平電壓調(diào)制;信號(hào)濾波、放大等調(diào)制。

被測(cè)產(chǎn)品和通用測(cè)試系統(tǒng)之間通過專用測(cè)試電纜連接，當(dāng)測(cè)試不同型號(hào)的電子時(shí)間引信和裝定器產(chǎn)品時(shí)，只需更換測(cè)試電纜和調(diào)用相應(yīng)的測(cè)試軟件及參數(shù)設(shè)置就可以了。