- 基于PXI的便攜式測控系統(tǒng)

　　2.2 某通用引信測試平臺硬件子系統(tǒng)

　　“某通用引信測試系統(tǒng)”是采用PXI總線技術組建的引信通用測試系統(tǒng)，按照測試流程規(guī)定的步驟，自動完成引信中的電阻、電壓、電流、電容、時間等參數的測試，并對測試參數作相應的處理。

　　引信測試中通常電阻、電壓、電流、電容、時間等參數，在測試方法的設計中我們仍采用電子測量領域中有效的測量方法，即：

　　1）采用數字多用表作為電阻、電壓、電流等基本參數的測量工具。為配合數字多用表的測量，并實現被測信號選擇過程的自動化，引入了繼電器采樣開關，對多路測量信號采樣后，單路輸出至數字多用表測試端口進行測量。

　　2）考慮到測試平臺的通用性，我們采用了繼電器輸出控制作為系統(tǒng)與被測對象的可靈活設置的連接端口。針對不同型號的引信，通過軟件設置繼電器輸出控制開關 的端口連接關系，完成通道之間的轉換與重組，并與繼電器采樣開關連接，是不同型號的引信在測試方法上達成一致。

　　3）對時間參數的測量采用通用計數器進行，對長時間計時可利用軟件查詢計數器溢出的次數，計算出時間總量即可。這種方式不僅可確保瞬間時段的測量精度，還能滿足長時間測量的要求并確保測量精度。

　　4）對電容參數的測量，為簡化設計、降低研制成本，在滿足測量精度的前提下，我們將采用間接法（即通過測量RC時間常數推算電容的方法）測量電容。

　　硬件子系統(tǒng)主要分為如下幾部分：PXI組合和供電控制及轉接組合部分。PXI 組合主要由上位計算機、PXI模塊和PXI總線組成，這是硬件子系統(tǒng)的核心。供電控制及轉接組合部分主要由系統(tǒng)機箱、信號輸入輸出轉接和引信供電電源部分 組成，這是硬件子系統(tǒng)的輸入調理和輸出調理。其中PXI部分主要完成信號的測試控制，供電控制與轉接組合部分主要實現引信電源輸出、信號輸入輸出等功能。 見圖8：

　　PXI測控組合是測試平臺的核心部分，其主要工功能是：組合PXI模塊，在計算機的控制下，完成對引信各種參數的測試后，由PXI總線將測試數據傳送到計算機，再由計算機進行后續(xù)的數據處理。其中，

　　1）PXI8330是連接計算機與PXI各個功能模塊的通信橋，它是PXI系統(tǒng)中使用外部控制器的理想接口，也可以把多個主機箱連到一個接口上，因而具有很強的靈活性和很高的數據吞吐率。PXI8330模塊安插在PXI機箱的最左邊的插槽。

　　2）PXI4070為6位半數字多用表可對電壓、電流、電阻等基本電參數進行高精度的測量。

　　3）PXI-6115為多功能數據采集模塊，對電容充放電過程進行檢測、外部模擬量進行測試和計數器計時等。

　　4）AMC4600為24路繼電器通用開關模塊，3塊AMC4600可為系統(tǒng)提供72路繼電器開關通道。用于為數字量多用表、通用計數器、數據采集模塊提供測量輸入通道，同時也可對電阻、電壓、電流、電容、時間的測量進行隔離。

　　5）AMC4502為32路數字I/O模塊，具有發(fā)送I/O數據和進行控制的功能。每個通道可以用作輸入通道也可用作輸出通道，且通道采用光電隔離。

　　6）AMC4306為16通道記時器模塊?？赏瑫r對16路1微秒到420秒的時間間隔進行測量

　　2.3 時間信號的測量

　　PXI總線數字過程存儲器AMC4306可用于對時間信號的測量。當模塊進入準備就緒狀態(tài)后可對十六個輸入通道上的信號進行連續(xù)采樣，根據觸發(fā)方式不 同，在相應的條件下觸發(fā)計時器開始計時。該模塊能自動記錄16通道端口的變化過程。AMC4306進行記時的時候，時間起時信號進入通道X，時間終止信號 進入通道Y。通道X的信號發(fā)生變化時，記時器記下此時通道X的狀態(tài)變化相對于觸發(fā)點的時間；通道Y的信號發(fā)生變化時，同樣記時器也把該通道狀態(tài)變化相對于 觸發(fā)點的時間記錄下來。通道Y和通道X兩者的時間差即為被測試時間。當然AMC4306記時器模塊的一個通道也可以進行時間測量，不論何時只要通道的信號 的狀態(tài)發(fā)生改變，AMC4306就會把信號變化的時間點記錄下來，這樣通過狀態(tài)變化差也就把時間記錄下來。時間測試見圖9、圖10：

　　一個被測時間量分為時間起始信號和時間終止信號，它是一個電平信號。要經過電平轉換方可變成計數器可測試的電平信號，故在時間量和測試模塊之間又加入了電平轉換處理。

　　2.4電容測試

　　鑒于目前市場上沒有PXI總線控制的電容測量模塊，為簡化設計，考慮采用間接法測量電容，即用一個恒定電壓源通過RC回路對被測電容充電，當電容兩端的 電壓達到某一固定值時，通過電壓比較器輸出狀態(tài)特征，用計數器測量出 RC時間常數，由軟件推算電容值，測量誤差可由軟件進行補償。

　　對如圖11所示的簡單的RC充電回路而言，電容兩端的電壓是逐漸變化的，隨著充電時間的增加，電容上的電壓按指數規(guī)律逐漸增大，電路中的電流逐漸減少，當Uc=E時，電流為0，其電壓、電流變化曲線如圖12所示：

　　通常將RC的乘積稱為時間常數，即τ=RC（秒）。根據RC充電電路曲線和電容充電時間與電壓的關系；t》5τ時，整個充電過程結束。

　　2.5 電壓、電流和電阻的測量

　　此次選用的6位半數字多用表模塊PXI4070模塊可對電壓、電壓和電阻等基本參量進行高精度測量。其主要技術指標為：直流電壓：300V，精確度± 0.019‰；交流電壓：300V，準確度：±0.7‰；直流電流：3A；電阻：100MΩ。上述測試范圍和精度都完全可以滿足測試要求。