基于PXI总线的机载设备综合测试系统设计与实现.doc

第二十八届（2023）全国直升机年会论文基于PXI总线的机载设备通用测试平台设计与实现袁超（昌河飞机工业集团有限责任公司，景德镇，333002）摘要：通用性设计是目前测试系统发展的方向。本文以机载设备的测试和维护为目的，采用PXI总线硬件结构和LabWindows/CVI虚拟仪器软件开发平台，设计和实现机载设备通用测试平台。重点介绍了测试平台硬件结构，软件组成、系统特点和实行效果。关键词:机载设备;通用测试平台;PXI总线;虚拟仪器1引言随着机载设备技术水平的提高，在其设计、生产、使用和维护各阶段暴露出的检测问题日渐突出。传统的测试设备通用性和综合化限度低，对操作者的专业水平规定较高，从而导致实验器品种多、产品交付时间长和生产维修成本高等结果，特别对于复杂机载设备，还存在无法准确判断故障部位和难以系统完整地记录所有测试信息等问题。因此测试设备必须由传统的针对单个设备的专用测试设备转变为针对整个系统自动测试而开发的通用测试平台。组建通用测试平台的基本规定和目的是：减少测试成本、减少技术风险、缩短测试系统的开发周期。要达成以上规定，硬件设计必须采用先进、成熟的工业标准，软件设计也应遵循相应的技术规范，尽量采用成熟的应用软件平台，使测试在标准化、通用的测试平台上运营。根据当前测控技术的发展，机载设备通用测试平台采用了PXI总线技术，综合运用GPIB技术、虚拟仪器技术，具有开放式的系统结构和强大的测试测量功能。2系统硬件测试平台由PXI总线系统、程控电源系统、通用测试接口、产品适配器和辅助实验台等组成，系统原理框图如图1所示。图1通用测试平台原理框图2.1PXI总线系统PXI总线系统涉及PXI机箱(PXI-1045)、主控计算机、功率开关模块(PXI-2565)、通用开关模块（PXI-2575）、矩阵开关模块(PXI-2532)、程控电阻模块、数字多用表模块（PXI-4071）、任意波形发生器模块（(PXI-5422)、D/A模板、数字I/O模（PXI-6527）、射频信号产生模块(PXI-5671)、射频信号分析仪(PXI-5661)、射频矩阵开关(PXI-2591)、同步信号器模板、PXI-RS485/RS422（PXI-8431/8），PXI-429通讯模块(AIMACX429)、PXI-1553B模块(AIMACX1553)，PXI-GPIB接口模块,系统状态监控模块（(PXI-8250)。为了便于扩展及升级，通用测试平台采用NI远程控制器PXI8336（MXI-4）将主控计算机与PXI仪器相连。主控计算机内具有MXI-4的接口控制卡，通过光纤传输总线，实现主控计算机和PXI仪器的PCI-TO-PCI，底层的驱动软件和硬件对用户完全透明。所有的GPIB台式仪器如示波器、电源等都通过PXI机箱内的PXI-GPIB接口模块连接，构成整体的测试系统。2.2程控电源系统为保证电源系统具有较高的覆盖性，智能电源系统由HP公司E3631多路直流电源2台，E3632单路直流电源1台、HP6645单路直流电源1台和交流三相电源HP68341台共五台电源组成。该电源系统所有为程控电源，通过PXI机箱内的PXI-GPIB接口模块与测试系统进行连接，具有在线监控、数据回读和自检测功能，电源通过PXI大功率开关模块进行切换，这种电源系统可适应不同的电源体制，可满足不同机载设备的测试规定。2.3产品适配器设计被测部件与测试系统通过适配器连接，由于测试对象的多样化，带来适配器的不同。为最大限度地提高测试系统的通用性，我们采用不同的适配器完毕不同机载设备的测试，我们将一个机型的若干测试部件的适配负载设计在一个适配器中，适配器的箱体和插槽采用标准结构，不同机型的机载设备仅适配器中的插件板不同。此外适配器还要进行防插错设计，以保证被测部件安全对的连接。适配器通过通用测试接口接入测试系统。2.4辅助实验台辅助实验台完毕对转角、位移、力矩、速度和动静压的测量。配置编码器件为角度传感器，配置光栅作为位移传感器，配置动静压组件完毕动静压类仪表的测量，配置转台组件完毕各类陀螺仪的测量。测量信号经专用测试接口通过I/O模板进入PXI系统。2.5通用测试接口采用VPC公司的90系列阵列18模接口，测试系统的所有仪器资源统一连接到VPC测试接受器上，通过测试夹具装夹相应的测试适配器，再通过测试适配器上的连接电缆与被测试设备进行连接。检测系统中，测试信号不直接连到测试资源上，而是通过测试通道通过开关系统连接到资源通道上，与仪器资源产生联系。从而避免了仪器资源被某一测试信号独占，提高了资源的运用率。同时对于测试信号来说，保存了其共享多仪器资源的能力。2.6信号的产生及测量机载设备激励信号和状态信号种类繁多，在进行一个项目测试时，需同时加到被测部件上的信号比较复杂。测试系统PXI仪