電子時(shí)間引信是一種使用比較廣泛的引信產(chǎn)品，用來(lái)為子母式彈藥的母彈開(kāi)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(guò)嚴(yán)格的測(cè)試，才能提供用戶使用。

　　各種電子時(shí)間引信產(chǎn)品均配備有專(zhuān)用的測(cè)試儀器完成性能測(cè)試，但過(guò)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(wèn)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(lái)解決這些問(wèn)題。

　　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(lái)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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：

　　1）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。

　　2）提供控制裝定器工作的模擬火控信號(hào)。

　　3）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。

　　4）可提供模擬時(shí)間修改信號(hào)。

　　5）可為被測(cè)產(chǎn)品提供模擬負(fù)載。

　　6）可以采集多路模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。

　　7）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。

　　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：

　　1）高集成度，盡量減少占用空間，便于移動(dòng)。

　　2）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(lái)的影響。

　　3）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(kāi)發(fā)工作。

　　4）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。

　　5）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(kāi)發(fā)軟件，可以利用它快速、簡(jiǎn)便地開(kāi)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(guò)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(kāi)發(fā)新的測(cè)試系統(tǒng)?？傮w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(lái)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(guò)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(lái)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(guò)程中的各類(lèi)中間信號(hào)的監(jiān)測(cè)，由PCI-7230隔離數(shù)字輸入輸出卡來(lái)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(guò)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(lèi)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(lèi)開(kāi)關(guān)常開(kāi)、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(guò)專(zhuān)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。

　　參數(shù)裝定功能的測(cè)試

　　電子時(shí)間引信在進(jìn)行參數(shù)裝定時(shí)，為了滿足快速反應(yīng)的要求，需要在盡量少的時(shí)間內(nèi)傳輸盡量多的數(shù)據(jù)信息，因此其裝定編碼的長(zhǎng)度都不能太長(zhǎng)，最短的碼形長(zhǎng)度為微秒級(jí)的信號(hào)，而且在一些特定的使用環(huán)境下，參數(shù)裝定工作是隨著武器系統(tǒng)的工作一直持續(xù)進(jìn)行的，直到彈 藥發(fā)射出去為止，所以進(jìn)行產(chǎn)品的裝定可靠性測(cè)試時(shí)，需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)裝定測(cè)試。由以上所列舉的有關(guān)進(jìn)行參數(shù)裝定功能測(cè)試的特點(diǎn)，可知完成該項(xiàng)測(cè)試的關(guān)鍵是測(cè)試系統(tǒng)要同時(shí)具有較高的采樣率和較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間兩項(xiàng)特性。

　　凌華科技的PCI-9846高速數(shù)字化儀是一種4通道的高速數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其具有每通道40MS/s的采樣率，16位的采樣分辨率，可以滿足對(duì)裝定信號(hào)波形的實(shí)時(shí)高精度采集，而且其配備了高達(dá)512MB的板載內(nèi)存，擺脫了PCI總線的帶寬限制，使之能儲(chǔ)存更長(zhǎng)時(shí)間的波形，滿足了進(jìn)行連續(xù)裝定可靠性測(cè)試時(shí)大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的使用要求。

　　PCI-9846數(shù)字化儀的輸入阻抗為50Ω或1MΩ，輸入范圍為±1V或±5V,以上兩個(gè)參數(shù)均可以通過(guò)軟件進(jìn)行調(diào)整，因此對(duì)數(shù)字信號(hào)裝定的產(chǎn)品可直接進(jìn)行采集處理，對(duì)模擬信號(hào)裝定的產(chǎn)品，因?yàn)槠溲b定信號(hào)幅度可能會(huì)超過(guò)數(shù)字化儀的輸入范圍，因此通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路，對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行分壓，將其轉(zhuǎn)換到±5V的范圍內(nèi)進(jìn)行采集。

　　進(jìn)行裝定性能測(cè)試時(shí)，主控程序首先根據(jù)被測(cè)產(chǎn)品的型號(hào)，確定輸出的工作電壓，通過(guò)PCI-7250繼電器輸出卡上的繼電器控制輸出工作電源給被測(cè)產(chǎn)品，然后通過(guò)串口發(fā)送裝定參數(shù)給裝定器，然后運(yùn)行數(shù)據(jù)采集子程序（見(jiàn)圖2），數(shù)據(jù)采集子程序控制數(shù)字化儀開(kāi)始采集信號(hào)調(diào)理電路輸出的特征信號(hào)，一個(gè)通道記錄裝定信號(hào)波形，一個(gè)通道檢測(cè)供給產(chǎn)品的工作電源信號(hào)，一個(gè)通道檢測(cè)產(chǎn)品的工作電流信號(hào)，同時(shí)通過(guò)PCI-7230上的數(shù)字輸出口給裝定器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，在監(jiān)測(cè)到裝定信號(hào)發(fā)送完畢后，系統(tǒng)停止信號(hào)采集，開(kāi)始對(duì)采集到的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，通過(guò)對(duì)裝定信號(hào)的幅度、碼寬、占空比，以及工作電壓、工作電流等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)產(chǎn)品的性能指標(biāo)給出判定結(jié)果。

圖2:數(shù)據(jù)采集子程序。

　　進(jìn)行連續(xù)裝定功能測(cè)試時(shí)，主控控制程序在啟動(dòng)信號(hào)采集子程序以后，通過(guò)PCI-7230連續(xù)發(fā)送啟動(dòng)控制信號(hào)給裝定器，控制裝定器工作，整個(gè)測(cè)試過(guò)程共循環(huán)10000次。在裝定器連續(xù)發(fā)送裝定信號(hào)的同時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)連續(xù)采集被測(cè)引信裝定線上的信號(hào)波形及工作電壓、工作電流等參數(shù)，主控程序?qū)崟r(shí)將采集到的波形數(shù)據(jù)從數(shù)字化儀的板載內(nèi)存中讀取并存儲(chǔ)，整個(gè)測(cè)試流程結(jié)束以后，主控軟件停止數(shù)據(jù)采集，并將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)回讀，進(jìn)行分析處理，將還原的波形信號(hào)進(jìn)行顯示，并對(duì)每一組裝定信號(hào)進(jìn)行性能分析，判斷參數(shù)裝定的可靠性，并給出統(tǒng)計(jì)結(jié)果。數(shù)據(jù)分析處理界面見(jiàn)圖3.

圖3:連續(xù)裝定測(cè)試數(shù)據(jù)分析界面。