运用领域
电子时刻引信及装定器产品测验运用
应战
传统的电子时刻引信测验体系功用简略，集成化程度低，需凭借各种通用测验设备辅佐完结，操作杂乱，测验功率低下，测验精度受人为因素影响较大。跟着引信功用和功用的逐步进步，现有的测验手法已无法满意运用要求。因而提出了树立高功用电子时刻引信通用测验体系的想象，该测验体系采纳通用化、模块化、集成化的规划思路，具有操作简洁、丈量精度高、收购本钱低、晋级简略、携带便利的长处，完结了全主动引信测验、数据计算、功用剖析等功用，使电子时刻引信功用测验体系的技能水平有了质的进步。
处理计划
电子时刻引信通用测验体系运用工业操控计算机为体系开发渠道，运用凌华科技的PCI-9846高速数字化仪作为信号收集模块，运用图形化编程软件 LabVIEW进行测验进程的操控、数据的剖析判别和用户界面的开发，合作PCI-7230阻隔数字输入输出卡、PCI-7250继电器输出卡等信号操控模块、专用信号调度电路、数字程控电源，完结了通用化、模块化的电子时刻引信主动化测验体系，可完结电子时刻引信产品的装定波形、作业电压、电流、功耗、输入输出信号等电功用的实时丈量与评价。
电子时刻引信是一种运用比较广泛的引信产品，用来为子母式弹药的母弹开舱供应操控信号，是长途约束武器体系的首要装备。电子时刻引信作为一种高度集成的电子引信，其作业功用有必要经过严厉的测验，才干供运用户运用。所以各种电子时刻引信产品均装备有专用的测验仪器完结功用测验，但曩昔选用的传统仪器测验形式跟着电子时刻引信技能的开展，露出出了功率低、精度差和检出率低一级问题，并且各种类型电子时刻引信的测验设备之间不具备通用性和互换性，因而急需规划一种新的通用测验体系来处理这些问题。
1 电子时刻引信的作业原理及测验体系要求
电子时刻引信是用来为子母式弹药供应起爆发火信号的部件，其作业原理为：弹药发射前首要由参数装定器为其装定火控体系解算出的开舱作用时刻，弹药发射后，电子时刻引信以发射时刻为起点开端计时，当计时到预先装定的作用时刻后，输出开舱焚烧信号给战役部，完结弹药起爆。
依据电子时刻引信的作业原理，对通用测验体系的基本要求如下：
供应多路可调直流稳压电源，为电子时刻引信和装定器供应作业电源。
供应操控装定器作业的模仿火控信号。
可按照实践作业时序操控电子时刻引信和装定器作业。
可供应模仿时刻修正信号。
可为被测产品供应模仿负载。
能够收集多路模仿信号和数字信号。
可对测验数据剖析处理、显现、存储并主动生成测验报表，包含作用时刻、作业电压、作业电流、焚烧信号起伏、毛病状况等。
2 计划规划
依据原有电子时刻引信测验体系的缺乏，期望新的测验计划能到达如下作用：
高集成度，尽量削减占用空间，便于移动。
主动化，尽量削减人为因素对产品测验成果带来的影响。
通用性，可习惯不同类型的电子时刻引信及装定器产品的测验，削减重复开发作业。
高功率，单发产品的测验时刻尽可能的短，以习惯大批量出产的运用要求。
高检出率，对被测产品的中心参数也能够进行测验，进步覆盖率。
依据电子时刻引信的作业特色和主动化、通用化的运用要求，虚拟仪器技能非常契合计划要求，并且能够较好地到达计划预期的作用。凌华科技公司有着丰厚的虚拟仪器测验丈量产品线，能够给咱们供应较大的挑选空间，LabVIEW是一种易学易用的开发软件，能够运用它快速、简洁地开宣布杂乱、并行、有用并且易于操作的测验体系。为了下降体系的本钱，咱们决议挑选选用工控机加PCI板卡的方法，并经过扩展USB端口、串口、及其它模块单元进行数据交互和测验，在LabVIEW软件渠道下开发新的测验体系。整体计划规划如图1所示，其间：
图1整体计划框图
数字程控电源用来为被测电子时刻引信和装定器供应作业电源，具有4路可编程和4路固定电压输出，输出电压规模为-12V～+36V，工控机算机经过串行接口，可对其进行编程，使其输出电压满意不同类型电子时刻引信和装定器的作业电源要求。
关于装定信号、发动信号、焚烧信号、作业电压、作业电流等引信输入输出信号的波形监控，都由PCI-9846高速数字化仪来进行收集。
电子时刻引信和装定器的发动操控、形式操控等数字操控信号，以及对引信和装定器作业进程中的各类中心信号的监测，由PCI-7230阻隔数字输入输出卡来完结。
供应给被测产品的作业电源由PCI-7250继电器输出卡经过继电器进行操控输出。
信号调度电路首要是将被测电子时刻引信和装定器的各类信号调度到测验板卡所能承受的规模。如信号上拉、下拉匹配;各类开关常开、常闭触点匹配;模仿、数字、脉冲电平电压调制;信号滤波、扩大等调制。
被测产品和通用测验体系之间经过专用测验电缆衔接，当测验不同类型的电子时刻引信和装定器产品时，只需替换测验电缆和调用相应的测验软件及参数设置就能够了。
要害模块软硬件的完结
1)参数装定功用的测验
电子时刻引信在进行参数装守时，为了满意快速反应的要求，需求在尽量少的时刻内传输尽量多的数据信息，因而其装定编码的长度都不能太长，最短的码形长度为微秒级的信号，并且在一些特定的运用环境下，参数装定作业是跟着武器体系的作业一向继续进行的，直到弹药发射出去中止，所以进行产品的装定可靠性测验时，需求进行长时刻的接连装定测验。由以上所罗列的有关进行参数装定功用测验的特色，可知完结该项测验的要害是测验体系要一起具有较高的采样率和较长的数据存储时刻两项特性。
凌华科技的PCI-9846高速数字化仪是一种4通道的高速数据收集设备，其具有每通道40MS/s的采样率，16位的采样分辨率，能够满意对装定信号波形的实时高精度收集，并且其装备了高达512MB的板载内存，摆脱了PCI总线的带宽约束，使之能贮存更长时刻的波形，满意了进行接连装定可靠性测验时大容量数据存储的运用要求。
PCI-9846数字化仪的输入阻抗为50Ω或1MΩ，输入规模为±1V或±5V，以上两个参数均能够经过软件进行调整，因而对数字信号装定的产品可直接进行收集处理，对模仿信号装定的产品，由于其装定信号起伏可能会超越数字化仪的输入规模，因而经过信号调度电路，对模仿信号进行分压，将其转换到±5V的规模内进行收集。
进行装定功用测验时，主控程序首要依据被测产品的类型，确认输出的作业电压，经过PCI-7250继电器输出卡上的继电器操控输出作业电源给被测产品，然后经过串口发送装定参数给装定器，然后运转数据收集子程序(见图2)，数据收集子程序操控数字化仪开端收集信号调度电路输出的特征信号，一个通道记载装定信号波形，一个通道检测供应产品的作业电源信号，一个通道检测产品的作业电流信号，一起经过PCI-7230上的数字输出口给装定器宣布发动信号，在监测到装定信号发送结束后，体系中止信号收集，开端对收集到的信号数据进行剖析处理，经过对装定信号的起伏、码宽、占空比，以及作业电压、作业电流等参数进行丈量，依据产品的功用指标给出断定成果。
图2 数据收集子程序
进行接连装定功用测验时，主控操控程序在发动信号收集子程序今后，经过PCI-7230接连发送发动操控信号给装定器，操控装定器作业，整个测验进程共循环10000次。在装定器接连发送装定信号的一起，测验体系接连收集被测引信装定线上的信号波形及作业电压、作业电流等参数，主控程序实时将收集到的波形数据从数字化仪的板载内存中读取并存储，整个测验流程结束今后，主控软件中止数据收集，并将存储的数据回读，进行剖析处理，将复原的波形信号进行显现，并对每一拼装定信号进行功用剖析，判别参数装定的可靠性，并给出计算成果。数据剖析处理界面见图3。
图3 接连装定测验数据剖析界面
2)电子时刻引信计时精度的测验
电子时刻引信的计时时刻是指其从接收到计时发动信号开端计时时刻，到输出焚烧信号时刻的时刻之差，依据不同类型引信运用布景的不同，其计时精度和计时时刻规模各不相同，相差很大，关于超近程阻拦型弹药的电子时刻引信其计时精度要到达奇妙级，计时时刻长度到100毫秒以上，对其进行计时精度测验时最重要的是采样率要足够高，而对长途约束武器体系所运用的电子时刻引信其计时精度为毫秒级，但计时时刻长度要到达400秒以上，对其进行测验时采样率能够恰当的下降，以满意长时刻数据收集的要求。
依据以上特性，对不同类型的电子时刻引信进行计时精度测验时，数字化仪的采样率可经过软件进行操控，从1MS/s到40MS/s不同，在确保了时刻测验精度的前提下，也节省了体系资源。
进行计时精度测验时，主控程序首要依据被测产品的类型，确认需供应给被测产品的作业电源电压，然后经过继电器输出卡操控输出给被测产品，然后运转数据收集子程序，一起发送发动操控信号给被测引信，使被测引信开端计时，测验体系同步监测被测引信的发动操控信号、焚烧输出信号、作业电压及作业电流等，当监测到焚烧信号后，中止信号收集，并对收集到的数据进行剖析处理，从发动信号开端时刻到焚烧信号输出时刻即为引信的计时时刻，一起还要对引信的焚烧信号波形进行剖析，对焚烧信号的最大电压进行丈量，对焚烧信号波形进行积分，判别引信输出的焚烧信号起伏及能量、作业电源、作业电流等参数是否满意功用指标要求。图4为测验体系收集到的某类型电子时刻引信发动信号和焚烧信号波形。
图4 某类型引信发动信号和焚烧信号波形
3)产品操控信号的发生
电子时刻引信和装定器作业时的操控信号大部分为数字I/O信号，因而选用PCI-7230阻隔数字输入输出卡来发生，该卡具有16通道的阻隔数字输入和16通道的阻隔数字输出功用，其输出通道具有5～35V的宽信号输出规模，能够满意为不同类型电子时刻引信和装定器供应各类操控信号的运用要求，数字输入通道具有0～24V的输入规模，可用来监测引信及装定器作业进程中各类中心信号的改变。
体系测验时，首要依据被测产品类型确认所需求的数字电源电压，然后经过串口完结对装定器的数据传输，然后由数字输出通道1宣布装定发动信号，操控装定器开端作业，装定结束后，由数字输出通道2宣布引信计时发动信号，被测引信开端计时，依据不同引信的测验要求，经过数字输入通道实时监测被测引信的各种中心特征信号，假如测验具有时刻修正功用的电子时刻引信时，在引信开端计时今后，还要经过别的3个数字输出通道，发送修正信号脉冲给被测引信。图5为输出的发动操控信号波形。
图5 测验体系输出的发动操控信号
4)测验体系软件规划
电子时刻引信通用测验体系操控软件在Windows操作体系渠道下，依据LabVIEW8.5开发完结，选用模块化编程思维，自顶向下规划，为了满意高速率收集的要求，选用多线程编程，运用程序被分为3个线程：一个用户界面线程，一个数据获取线程和一个仪器操控线程。具有杰出的人机交互界面，可进行数据收集、数据剖析、存储及主动报表生成等功用。体系测验软件首要流程如图6所示。
图6 通用测验体系软件规划流程
1)产品类型挑选
依据被测产品的类型，在操作界面上挑选相应的产品类型，体系操控软件依据被测产品类型主动加载相应的体系设置参数。
2)电源设置
体系操控软件依据加载的被测产品作业电源参数，将所需的电源参数编码后经过串口发送给数字程控电源，数字程控电源依据收到的电源参数进行体系作业电源的主动调整，并将调整成果反馈给体系操控软件。
3)测验项目挑选
依据不同引信的测验要求，对装定功用测验、接连装定可靠性测验、计时精度功用测验等不同测验内容进行挑选，一起针对不同的实验项目进行实验条件挑选，如高温、低温、振荡等，并依据不同的测验内容和实验项目主动加载相应的测验数据。
4)功用测验
功用测验在前三项挑选结束后点击运转即可主动进行测验，体系经过操控信号操控被测产品作业，并对被测产品作业进程中的相关特征信号进行收集。每个测验项目都封装成一个子VI，便利主VI和TestStand调用，测验数据可主动加载，也可在测验开端前进行设置修正，如装守时刻、修正时刻等。
5)数据处理及存储
测验完结后，需将各种测验信息和数据进行记载、剖析处理和存储，包含当时测验日期、时刻、测验数据和各测验项意图状况(未测验、经过、毛病信息)等。数据处理存储界面见图7所示。
图7 数据处理存储界面
6)主动报表生成
当需求打印或提交测验报告时，可经过LabVIEW报表生成东西包调用相应的报表模版文件，或经过TestStand，将存储的数据内容以模版格局主动生成所需求的各种报表和文件。
5 测验及功用验证
丈量数据的图形化实时动态显现是测验仪器必备的功用，像常见的数字示波器、频谱剖析仪等仪器都具有能够显现丈量信号波形和仪器的作业状况的CRT 荧光屏。LabVIEW是经过波形显现控件即实时趋势图控件。实时趋势图控件把新的数据接连添加到已有的数据的后边，波形是接连向前推动显现的，这样就能够很清楚地观察到引信作业进程中的信号改变进程，能实时监控被测信号的改变。
本测验体系数据的实时显现是将引信的多路信号，在“通道回放”一栏中经过挑选，能够显现某通道的波形，当数据回放时，显现的波形还能够进行扩大和缩小改换。图8所示为本测验体系显现的某通道波形图。
图8 本测验体系某通道波形图
引信测验的意图在于获取引信的作业功用、状况或特征信号，所以数据收集仅仅测验作业的第一步。数据的剖析和处理构成测验体系的重要组成部分之一，传统的引信测验数据处理经过DSP或MATLAB等其它东西完结，而本测验体系运用LabVIEW软件内容丰厚、功用强大的剖析东西包，完全能够担任杂乱的数据剖析和处理作业，其数据处理都在后台调用东西包，其测验成果在运转完后即显现合格与否的断定，使测验人员一望而知的理解测验成果。
测验体系规划完结后，咱们设置了一些条件对体系的实践功用进行了测验。经过测验人员操作，对均匀单发产品测验时刻进行了丈量;经过重复测验，对体系可靠性进行了验证;经过设置毛病，对体系的检出率水平进行了测验;经过信号比照标定，对体系的测验精度进行了测验。经过测验标明，测验体系的单发测验时刻缩短了一半以上，测验精度、可靠性和检出水平都有较好的提高，在主动化、通用性方面都到达了体系规划的要求。
6 定论
针对电子时刻引信的作业特色和主动化、通用化的运用要求，本测验体系选用虚拟仪器技能，经过工控机加装凌华科技的高速数字化仪、数字I/O、继电器输出等板卡的硬件规划，结合LabVIEW的图形化软件编程，开宣布了功用强大、功用优越且易于扩展的电子时刻引信通用测验体系，完结了对测验进程和过程进行主动化操控、对丈量数据进行剖析处理，对毛病形式进行主动判别等功用，明显进步了测验功率、测验精度和检出率。与传统测验手法比较，虚拟仪器测验有着巨大优越性，必将得到更广泛、深化的运用。
