基于PCI-9846的电子时间引信通用测试系统设计

　　根据以上特性，对不同型号的电子时间引信进行计时精度测试时，数字化仪的采样率可通过软件进行控制，从1MS/s到40MS/s不同，在保证了时间测试精度的前提下，也节省了系统资源。

　　进行计时精度测试时，主控程序首先根据被测产品的型号，确定需提供给被测产品的工作电源电压，然后通过继电器输出卡控制输出给被测产品，然后运行数据采集子程序，同时发送启动控制信号给被测引信，使被测引信开始计时，测试系统同步监测被测引信的启动控制信号、点火输出信号、工作电压及工作电流等，当监测到点火信号后，停止信号采集，并对采集到的数据进行分析处理，从启动信号开始时刻到点火信号输出时刻即为引信的计时时间，同时还要对引信的点火信号波形进行分析，对点火信号的最大电压进行测量，对点火信号波形进行积分，判断引信输出的点火信号幅度及能量、工作电源、工作电流等参数是否满足性能指标要求。图4为测试系统采集到的某型号电子时间引信启动信号和点火信号波形。

　　图4:某型号引信启动信号和点火信号波形。

产品控制信号的产生

电子时间引信和装定器工作时的控制信号大部分为数字I/O信号，因此选用PCI-7230隔离数字输入输出卡来产生，该卡具有16通道的隔离数字输入和16通道的隔离数字输出功能，其输出通道拥有5~35V的宽信号输出范围，可以满足为不同型号电子时间引信和装定器提供各类控制信号的使用要求，数字输入通道具有0~24V的输入范围，可用来监测引信及装定器工作过程中各类中间信号的变化。

　　系统测试时，首先根据被测产品型号确定所需要的数字电源电压，然后通过串口完成对装定器的数据传输，然后由数字输出通道1发出装定启动信号，控制装定器开始工作，装定完毕后，由数字输出通道2发出引信计时启动信号，被测引信开始计时，根据不同引信的测试要求，通过数字输入通道实时监测被测引信的各种中间特征信号，如果测试具有时间修改功能的电子时间引信时，在引信开始计时以后，还要通过另外3个数字输出通道，发送修改信号脉冲给被测引信。图5为输出的启动控制信号波形。

　　图5:测试系统输出的启动控制信号。

测试系统软件设计

　　电子时间引信通用测试系统控制软件在Windows操作系统平台下，基于LabVIEW8.5开发完成，采用模块化编程思想，自顶向下设计，为了满足高速率采集的要求，采用多线程编程，应用程序被分为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控制线程。具有良好的人机交互界面，可进行数据采集、数据分析、存储及自动报表生成等功能。系统测试软件主要流程。

　　1）产品型号选择

　　根据被测产品的型号，在操作界面上选择相应的产品型号，系统控制软件根据被测产品型号自动加载相应的系统设置参数。

　　2）电源设置

　　系统控制软件根据加载的被测产品工作电源参数，将所需的电源参数编码后通过串口发送给数字程控电源，数字程控电源根据收到的电源参数进行系统工作电源的自动调整，并将调整结果反馈给系统控制软件。

　　3）测试项目选择

　　根据不同引信的测试要求，对装定性能测试、连续装定可靠性测试、计时精度功能测试等不同测试内容进行选择，同时针对不同的试验项目进行试验条件选择，如高温、低温、振动等，并根据不同的测试内容和试验项目自动加载相应的测试数据。

　　4）功能测试

　　功能测试在前三项选择完毕后点击运行即可自动进行测试，系统通过控制信号控制被测产品工作，并对被测产品工作过程中的相关特征信号进行采集。每个测试项目都封装成一个子VI,方便主VI和TestStand调用，测试数据可自动加载，也可在测试开始前进行设置修改，如装定时间、修改时间等。

　　5）数据处理及存储

　　测试完成后，需将各种测试信息和数据进行记录、分析处理和存储，包括当前测试日期、时间、测试数据和各测试项目的状态（未测试、通过、故障信息）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）自动报表生成

　　当需要打印或提交测试报告时，可通过LabVIEW报表生成工具包调用相应的报表模版文件，或通过TestStand,将存储的数据内容以模版格式自动生成所需要的各种报表和文件。

测试及性能验证

　　测量数据的图形化实时动态显示是测试仪器必备的功能，像常见的数字示波器、频谱分析仪等仪器都具有能够显示测量信号波形和仪器的工作状态的CRT荧光屏。LabVIEW是通过波形显示控件即实时趋势图控件。实时趋势图控件把新的数据连续添加到已有的数据的后面，波形是连续向前推进显示的，这样就可以很清楚地观察到引信工作过程中的信号变化过程，能实时监控被测信号的变化。

　　本测试系统数据的实时显示是将引信的多路信号，在“通道回放”一栏中通过选择，可以显示某通道的波形，当数据回放时，显示的波形还可以进行放大和缩小变换。图8所示为本测试系统显示的某通道波形图。

　　图8:本测试系统某通道波形图。

　　引信测试的目的在于获取引信的工作性能、状态或特征信号，所以数据采集只是测试工作的第一步。数据的分析和处理构成测试系统的重要组成部分之一，传统的引信测试数据处理通过DSP或MATLAB等其它工具完成，而本测试系统利用LabVIEW软件内容丰富、功能强大的分析工具包，完全可以胜任复杂的数据分析和处理工作，其数据处理都在后台调用工具包，其测试结果在运行完后即显示合格与否的判定，使测试人员一目了然的明白测试结果。

　　测试系统设计完成后，我们设置了一些条件对系统的实际性能进行了测试。通过测试人员操作，对平均单发产品测试时间进行了测量；通过重复测试，对系统可靠性进行了验证；通过设置故障，对系统的检出率水平进行了测试；通过信号对比标定，对系统的测试精度进行了测试。经过测试表明，测试系统的单发测试时间缩短了一半以上，测试精度、可靠性和检出水平都有较好的提升，在自动化、通用性方面都达到了系统设计的要求。

结论

　　针对电子时间引信的工作特点和自动化、通用化的使用要求，本测试系统采用虚拟仪器技术，通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设计，结合LabVIEW的图形化软件编程，开发出了功能强大、性能优越且易于扩展的电子时间引信通用测试系统，实现了对测试过程和步骤进行自动化控制、对测量数据进行分析处理，对故障模式进行自动判断等功能，显着提高了测试效率、测试精度和检出率。与传统测试手段相比，虚拟仪器测试有着巨大优越性，必将得到更广泛、深入的应用。