基于PXI的某彈藥儲存性能檢測系統

摘 要:為解決某彈藥儲存質量狀況的檢測問題，基于PXI總線和虛擬儀器的設計思想，構建基于虛擬儀器軟件LabWindows/CVI的測試軟件，設計并實現了一種新型的檢測系統，介紹了它的基本結構、檢測原理、硬件和測試軟件。與傳統測試系統相比，它具有高速度、高效率、多功能、易操作等優點，可達到預期效果，對彈藥的保障具有重大意義。關鍵詞:PXI總線; 虛擬儀器; 數據采集; LabWindows/CVI

中圖分類號:TN919; TP216文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)15-0050-02

PXI-based Test System for Storage Quality of Certain Ammunition

REN Bo-feng， CHEN Lei， ZHANG Zhi-wei， ZHANG Xue-peng

(Department of Ammunition Engineering， Ordance Engineering College， Shijiazhuang 050003， China)

Abstract: In order to resolve the problems of storage quality of certain ammunition， a test software based on virtual instrument software LabWindows/CVI is developed and a novel test system based on PXI bus is designed and implemented. The basic configuration， test principle， hardware and test software of this system are introduced. Compared with the traditional testing methods， the system， which has the characteristics of high speed， high efficiency， multi-function and is easy to use， achieves the expected purpose and has a great significance in ammunitions support.Keywords: PXI bus; virtual instrument; data acquisition; LabWindows/CVI

0 引 言

某彈藥是一種能夠自動進行目標攻擊的彈藥。其中的電子元件、光電元件、火工品等具有一定的時效性，在儲存過程中，由于震動、溫度變化及內部應力變化等因素，造成其主要性能指標發生變化，直接影響彈藥的作戰效能[1]。

因此，必須對其儲存質量狀況進行定期檢測，以檢驗其是否滿足技術指標要求。目前由于該新型彈藥列裝部隊年限較短，尚無相應的儲存檢測系統。為此，基于PXI(PCI eXtensions for Instrumentation，PCI在儀器領域的擴展)[2]總線和虛擬儀器的設計思想，研制了一種新型的檢測系統，論述了該系統的基本結構、硬件、測試軟件和檢測原理。

1 檢測系統基本結構及檢測原理

1.1 基本結構

從結構上來說檢測系統包括硬件設備和軟件控制兩部分。根據被測彈藥各種測試參數的要求，綜合各種因素，本系統采用美國NI公司的PXI產品作為系統采集設備來構建檢測系統的硬件平臺，并通過運用虛擬儀器軟件LabWindows/CVI編寫測試軟件，完成檢測數據的采集、分析處理、結果顯示、報表生成，最后由打印機將檢測結果打印出來，系統結構如圖1所示。

圖1 系統結構示意圖

1.2 檢測原理

該彈藥中需要檢測的有電壓、電流、輻射能量和頻率信號。檢測系統工作時，計算機按照測試流程，從電源開始供電時作為計時零點，通過數據采集卡依次采集彈藥測試點與相應的信號通道的信號，實時監測被測點的工作狀態，同時由計時模塊記錄相關信號的時間，并送入計算機進行處理，經過測試軟件的分析計算和比較判斷，最后顯示檢測結果。當需要檢測同一點位的多個不同狀態指標時(電壓、電流、頻率)，可以將信號分成多路，分別輸入到相應的測試通道進行檢測;對于需要信號源提供外部激勵信號進行檢測的部件時，通過控制函數發生器，向測試通道施加外部激勵信號，同時檢測該通道的信號響應[3]。

2 檢測系統的硬件

檢測系統硬件包括工控機、PXI模塊、信號轉接模塊、電源模塊和電纜。PXI總線最主要的電氣規范由PCI總線發展而來，環境適應性強[4]。PXI模塊主要采用了美國NI公司的基于PXI總線的M系列6251板卡、PXI-PCI8336 MXI-4控制套件、PXI-4070數字萬用表和PXI-6562函數發生器。計算機選用研華科技有限公司生產的工控機，經由MXI-4控制套件建立起PCI總線與PXI總線之間的聯系，通過各個功能卡及總線，完成信號的采集。

M6251板卡集成了模擬輸入、模擬輸出、計數器/ 定時器和數字I/O，能提供16路單端、8路差分模擬量輸入通道、2路模擬輸入通道以及24路數字量輸入和輸出通道，最大轉換采樣速率為1.25 MSPS，輸入量程±10 V，其主要任務是與PXI-4070數字萬用表配合使用采集待測信號，在開始采集的同時多功能數據采集卡內部計數器開始計時，將采集到的信息送入計算機，根據不同的需要由計算機進行相應的計算和處理，完成彈藥的電參數和時序檢測。在采集信號前需要信號調理器對某些信號進行衰減或放大，以保證其在數據采集卡的允許范圍之內。

檢測是屬于靜態測試，部分元件是不工作的，所以有些待檢測信號需要系統提供激勵信號來產生[5]。此時，通過MXI-4控制器控制函數發生器模塊，向測試通道施加外部激勵信號，經數據采集卡采集響應信號，送入計算機進行相應處理。信號轉接模塊用來完成專用接口和通用接口的轉接。在用系統檢測時，該彈藥上的電源沒有激活，需要外部提供26~36 V直流電壓給待檢測彈藥。系統采用DH1718G-4直流穩壓源代替彈載電源，此電源有0~36 V可調直流電壓輸出。檢測系統硬件組成如圖2所示。

圖2 檢測系統硬件組成框圖

3 檢測系統測試軟件

虛擬儀器是綜合運用了計算機技術、數字信號處理技術、標準總線技術和軟件技術，代表了測量儀器與自動測試系統的發展方向[6]。虛擬儀器軟件LabWindows/CVI功能強大、使用靈活，基于C語言平臺用于數據采集、分析和表達的測控專業工具有機的結合起來。它的集成化開發環境、交互式編程方法和豐富的庫函數大大增強了C語言的功能，是專門為最大化工程師們的工作效率而設計的[7]。檢測軟件用LabWindows/CVI軟件編寫，在Windows XP系統下工作。配套軟件包括:各模塊驅動程序、設備自檢標校軟件、單元/整體測試軟件和系統管理軟件等[8]。整個軟件系統設計分為人機界面、數據采集與處理、系統控制3個模塊，如圖3所示。檢測時首先通過在前臺人機界面的操作，輸入要測試的相關信息，形成測試流程并調用相應子程序來控制系統進行數據采集，然后將采集到的數據進行分析處理，最后將處理后的最終結果生成報表存檔[9]。該檢測系統的測試流程如圖4所示。

圖3 測試系統軟件框圖

圖4 檢測系統的測試流程圖

4 結 語

該檢測系統基于 PXI 總線，通過虛擬儀器軟件LabWindow/CVI編程，設計的檢測系統具有高速度、高效率、多功能、易操作等優點，方便以后的維護，降低了成本，縮短了開發周期[10]。與此同時，該系統采用了通用的測試平臺組建數據采集系統，具有靈活、升級容易、生命力強的特點，可以通過開發出相應的信號轉接箱和測試軟件，來擴展其檢測功能。

參考文獻

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