發動機試驗準備過程壓力測量參數自動化管理系統

胡玉斌 高培 李斌

北京航天試驗技術研究所 北京 100074

引言

火箭發動機地面試驗是發動機研制的一個重要組成部分，是目前評價發動機性能指標、發動機可靠性和壽命的最具有說服力的方法，是檢驗發動機能否定型及驗收的唯一手段。發動機試驗過程中，關鍵參數是測量的重點，必須準確完整獲得，如果丟失或測不準，就無法證明試驗是否達到目的。

發動機試驗中的壓力參數大多為關鍵參數，目前壓力測量系統在試驗準備過程中，根據人工手動錄入的《數據傳遞明細表》（后文簡稱：傳遞表）進行傳感器選擇、安裝，同時采集系統也要根據傳遞表進行采集系統配置，壓力傳遞表是安裝壓力傳感器、連接線纜、配置數據采集通道的依據，如果傳遞表出現問題，極有可能影響試驗的成功，進而影響發動機研制周期。

目前崗位人員將大量的時間和精力用于人工制作傳遞表，不僅勞動量巨大，耗費時間，而且出錯率高。同時由于傳感器類型多、數量大，每批傳感器的檢定日期也各不相同，這就造成了傳感器的管理極為不便。本文以Visual Basic 6.0編程語言為基礎，開發了基于Access數據庫的發動機試驗準備過程壓力測量參數自動化管理系統，經實踐調查，在試驗準備過程中，傳感器選型、傳遞表制作效率大幅提升，同時能夠滿足隨時查找傳感器信息的要求[1]。

1 現狀分析

在液體火箭發動機試驗中，傳感器是壓力測量必不可缺的測量元件，在試驗準備過程中，崗位人員首先要從不同類型、不同量程的傳感器堆中選擇合適的傳感器，然后將對應的傳感器鑒定證書中傳感器特性參數信息篩選出來人工錄入到壓力測量系統數據傳遞明細表中，并根據傳感器有效期判斷是否需要檢定。目前壓力系統采用全人工的工作方式具有如下缺點：

1.1 傳感器選型困難

以發動機某次試驗為例，此次試驗壓力測點100多個，使用的傳感器涉及15個量程，由于傳感器類型多、數量大，每批傳感器的檢定日期也各不相同，選擇傳感器時除了考慮量程和檢定日期外，還要考慮測量數據的一致性，這就要求了解每只傳感器曾經使用情況，查找若干次試驗的傳感器使用信息。

1.2 傳遞表生成費時費力

壓力傳遞表是安裝壓力傳感器、連接線纜、配置數據采集通道的依據，崗位人員不得不按照要求對檢定證書中的數據進行篩選、人工制表，在數據格式和數據錄入方面投入了大量時間和精力。同時，在人工錄入制表過程中，難免出現錯誤，對數據的正確性也產生了威脅。發動機試驗每次試驗使用的壓力傳感器都在100只以上，每個傳感器的型號、編號、靈敏度、有效期、量程、最大值、公式斜率、零位等特性參數都要錄入，并且這些特性參數的相似度高，有效數字位數多，人工錄入過程中極易出錯。目前采用人工錄入后，多人反復核對來保證參數的正確性，耗費較多的人力和精力。

1.3 分析查找問題難于進行

目前傳感器檢定證書均是紙介質的打印版，難于查詢，且易丟失。如果發現有問題要查找傳感器信息，就如在浩如煙海的文檔中找到自己需要的數據文檔，非常困難，更別說數據分析，導致數據查找耗時耗力。

以上問題在試驗次數少、試驗周期長的情況下，可以通過人工來處理。但是如今試驗次數多，試驗準備周期短，多型號并舉的形勢下，完全采取人工的模式很難滿足試驗要求。發動機試驗準備過程壓力測量參數自動化管理系統正是為解決以上問題而開發的。

2 軟件總體結構

基于實際工作需求，軟件需具有如下主要功能[2-3]：①傳感器選型自動化；②能夠將崗位人員從煩瑣的查找錄入工作中解脫出來，實現自動制表；③能夠對傳感器檢定證書進行長期保存；④能夠實現傳感器信息的添加、查詢、刪除和修改等功能。

發動機試驗準備過程壓力測量參數自動化管理系統的總體結構如圖1所示。

圖1 軟件總體結構圖

3 軟件設計

軟件開發工具選用Microsoft Visual Basic 6.0，由于本軟件所涉及的數據規模不大，選擇Microsoft公司Access數據庫。

發動機試驗準備過程壓力測量參數自動化管理系統中，存儲在Access數據庫中的傳感器檢定結果信息（如型號、編號、靈敏度、有效期、量程、最大值、公式斜率、零位等），通過VB調用Access數據庫，寫入Word文檔中對應位置，實現傳遞表的自動生成[4]。

3.1 軟件主界面

軟件主界面如圖2所示，主要包含4個模塊：導入、查詢、輸出和幫助模塊。分別實現數據導入、查詢、修改、刪除、輸出等功能，幫助模塊提供了系統使用的幫助指導功能。

圖2 軟件主界面

3.2 導入模塊

導入模塊可以一次將所有數據文件的數據導入數據庫中，并賦予屬性，實現數據庫的建立。該模塊具有以下功能特點：

3.2.1 數據導入功能。數據導入過程中，程序中會設定一些傳感器數據信息的導入規范和要求，如果所導入的信息不符合規范會出現提示。同時，如果導入的信息與數據庫中的記錄重合，軟件也會給出相應的提示。

3.2.2 多種導入方式。由于數據的存在方式的多樣性，必須建立多種數據導入方式與之相適應，主要有2種方法：將數據依次單獨導入；將所有數據打包一次導入[5]。這樣做的好處是，對于需單獨校驗或重新校驗的傳感器，可以單獨將其數據導入數據庫之中；對于數據文件數量很大的情況，可以將所有數據打包一次性導入，避免了重復性操作并減少了操作者的勞動量。

3.2.3 監控導入進度。在數據文件很大時，由于涉及很多數據的處理和轉換，導入的過程可能比較長，這時需要對導入數據的整體進度予以監控。本軟件創建了一個自定義的進度條類，可以簡明地顯示正在導入數據文件名稱，一方面使操作者能夠了解導入數據的進程，另一方面也方便檢驗導入模塊的功能時及時發現存在的錯誤。

3.2.4 數據檢查。為了保證數據庫中信息的一致性，需要對輸入的信息進行校驗，即需要數據檢查。包括語法檢查、矛盾性檢查和冗余性檢查。軟件對輸入的信息進行檢查，檢查通過的信息將存入數據庫中；否則將對信息進行修改，再重新進行檢查，直到檢查通過或者最終放棄。

3.3 查詢模塊

能夠快速準確的進行傳感器信息查詢是本軟件必須具備的性能，崗位人員可以通過查詢界面實現傳感器選型，方便快捷。查詢界面如圖3所示，該模塊包含多種查詢方式。崗位人員既可以選擇單項精確查詢，根據傳感器編號、量程、校驗日期查詢所需要的信息，也可以使用組合查詢功能，查詢結果會顯示在界面的表中。

圖3 信息查詢界面

3.4 輸出模塊

通過程序設定，在傳遞表中填入參數名、傳感器編號及量程。軟件調入需要制作的傳遞表，并訪問數據庫，在數據庫中查找傳感器編號及量程與傳遞表中一致的信息，再將數據庫中截距、斜率、零位、最大輸出等自動填入傳遞表。本軟件在多次試驗中應用，與人工制表相比效率有了大幅提升。

圖4 軟件生成的傳遞表

3.5 修改和刪除功能

傳感器信息的修改和刪除是本軟件的功能之一，實現數據的有效維護是軟件長期運行的重要環節。隨著數據庫中信息的不斷增加，不可避免地需要對一些信息進行修改或刪除[6]。通過界面，選中需要進行修改的記錄，在界面上進行修改，修改后的記錄將在數據表中覆蓋原來的記錄，實現信息的更新；如果選擇刪除，那么數據表中相應的記錄將會永久刪除。

4 結束語

本軟件經多次試驗應用證明，基于VB開發平臺建立的發動機試驗準備過程壓力測量參數自動化管理系統，使用ADO技術操作ACCESS數據庫，實現了壓力傳感器自動選型、壓力傳遞表的自動制表。該軟件操作簡單，工作穩定，操作界面可視性好，滿足工作的需求，有效減少了崗位人員的勞動強度，避免人為操作失誤，極大地提高了工作效率。