CN103196478A

CN103196478A - 多个测试记录仪的时基统一系统

Info

Publication number: CN103196478A
Application number: CN2013100621873A
Authority: CN
Inventors: 丁永红; 尤文斌; 马铁华; 祖静; 裴东兴; 靳鸿; 张晋业
Original assignee: North University of China
Current assignee: North University of China
Priority date: 2013-02-23
Filing date: 2013-02-23
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2033-02-23
Also published as: CN103196478B

Abstract

本发明公开的多个测试记录仪的时基统一系统属存储测试技术领域，该系统是具有统一时基并由多个测试记录仪构成的，由授时模块、多个计时模块组成，特点在于：授时模块与计时模块具有相同时间计数精度和稳定度，都采用复杂可编程逻辑器件CPLD计数计时，其优点有：本发明的多个测试记录仪可独立下载计时的计数值，方便操作，授时和计时都采用CPLD，计数准确，结构简单，每个测试记录仪的外壳具有屏蔽保护结构，系统抗干扰能力强，是当前大推力火箭发动机性能测试、大口径火炮内弹道测试、大威力炸弹测试等许多高、新、精、尖技术亟需支撑的技术要素和内容，这种多个测试记录仪的时基统一系统值得采用和推广。

Description

多个测试记录仪的时基统一系统

一.技术领域

本发明公开的多个测试记录仪的时基统一系统属存储测试技术领域，具体涉及的是一种通过具有相同时间精度的授时模块和多个计时模块组成的时基统一系统。按这种结构设计的时间基准统一系统，可广泛应用于爆炸场测试、火炮膛内、弹丸内部、油井射孔测试等需要多个无引线存储测试仪的使用环境。

二.背景技术

在爆炸场、火炮膛内、弹丸内部、油井射孔等测试中大量使用存储记录仪来测量记录被测信号，很多时候多个存储记录仪用来同时记录试验过程中不同的物理量、不同位置相同的物理量，由于使用环境是高压、高温、强电磁场的特殊性，若采用电缆连接各个存储记录装置，爆炸场强电磁干扰通过电缆作用测试系统影响测试精度，同时电缆连接不方便，所以存储测试记录仪无外接引线和无线收发通信功能，无法采用外触发来统一时基。这样，多个存储测试记录仪获取的各个物理量在试验过程中出现的时间先后顺序无法确定，而这些时间顺序又是重要的信息。现有的采用微处理器(单片机、DSP等)的计时同步精度都在ms级，而爆炸环境下的冲击波等物理参量变化速度在μs级，采用现有的电路及模块无法满足时间同步精度的要求。比如火炮膛内在药室不同部位安装存储记录仪用于记录发射药燃烧产生的压力和燃烧速度时，每个记录仪记录了燃烧产生的压力信息，各个存储记录仪相互独立，压力信号到达各个记录仪的时间信息无法获取，当各个存储记录仪具有统一的时间基准，就能够通过相关办法知道各个测点着火时间，进而获得燃烧速度。因此，如何保证多个存储测试仪在小体积、低功耗条件下具有统一的高精度的相对时间信息已经成为一项亟待解决的研究课题。本发明的多个测试记录仪的时基统一系统正是在广泛科研需求下出现的新技术方案。

三.发明内容

本发明的目的是：向社会提供这种多个测试记录仪的时基统一系统的技术方案，因为这种多个测试记录仪的时基统一系统的技术方案是解决无法引线、多个测点同时测试记录、多个测点需要统一时间基准的测试问题，是当前大推力火箭发动机性能测试、大口径火炮内弹道测试、大威力炸弹测试等许多高、新、精、尖技术亟需支撑的技术要素和内容。

本发明的技术方案是这样的：这种多个测试记录仪的时基统一系统，其中，每个测试记录仪包括有壳体及测试与记录结构，所述的系统是具有统一时基的并由多个测试记录仪构成的时基统一系统，所述的时基统一系统由授时模块、多个计时模块构成，所述的授时模块设置在时基统一系统的授时中心，所述的多个计时模块每个分别对应设置在系统的每个测试记录仪中，其中所述的多个为i个，i＝2，3，4，5，…，n，技术特点在于：授时模块与计时模块具有相同时间计数精度和稳定度的有源石英振荡器，都采用复杂可编程逻辑器件CPLD计数计时。所述的授时模块与计时模块具有相同时间计数精度是指采用相同型号的有源石英振荡器，具有相同的计数时钟频率，相同的温度特性。所述的授时模块与计时模块具有稳定度的有源石英振荡器是选择有较好质量的KYOCERA公司的EX03系列、EPSON公司的HG28系列、TG28系列等。所述的授时模块与计时模块计数计时都采用复杂可编程逻辑器件CPLD完成或实现。

根据以上所述的多个测试记录仪的时基统一系统，技术特点还有：a.所述的授时中心包括有复杂可编程逻辑器件CPLD、石英振荡器、数据通信接口、开关、电源或电池，以及授时中心的仪器壳体与控制面板等。b.所述的测试记录仪包括有复杂可编程逻辑器件CPLD、石英振荡器、测试电路、存储电路、触发电路、数据通信接口、电源或电池，以及每台测试记录仪的壳体与仪器面板等。所述的多个测试记录仪中的测试电路可以根据该时基统一系统的功能或用途不同，比如可用作爆炸场、火炮膛内、弹丸内部、油井射孔测试等不同方面，其测试电路可以是选择采用不同的采集信号传感器、采样电路、A/D转换电路等构成。

根据以上所述的多个测试记录仪的时基统一系统，技术特点还有：授时模块通过接口将当前授时模块的计数值分别传输到多个测试记录仪的计时模块，为保证多个测试记录仪的时间基准准确，每次传输耗时是完全一致的，计时模块收到时间数据后开始计数，计时模块接收到存储电路发出的触发信号后停止计数，存储电路将停止时刻的时间数据与触发数据存储到存储器中，计算机通过通信接口读取保存到存储器中的时间数据、被测数据及触发信号数据确立时基统一系统中多个测试记录仪的相对时间零点。所述的该时基统一系统中多个测试记录仪的相对时间零点是指多个测试记录仪中触发时刻计数值最小的一个作为时间基准点，其它记录仪以该最小计数值为相对的时间零点。

根据以上所述的多个测试记录仪的时基统一系统，技术特点还有：所述的存储器是非易失存储介质的存储器。所述的非易失存储介质的存储器选择采用三星公司的K9F1G08、K9F2G08、K9K8G08，micron公司的MT29F1G08，MT29F2G08等。

本发明多个测试记录仪的时基统一系统的优点有：1.本发明的多个测试记录仪的时基统一系统之多个测试记录仪可独立下载计时的计数值，方便操作；2.本发明的多个测试记录仪的时基统一系统授时和计时都采用CPLD进行计数，计数准确，结构简单；3.本发明的多个测试记录仪的时基统一系统之每个测试记录仪的外壳具有屏蔽保护结构，系统抗干扰能力强，能工作在爆炸场、强电磁环境下。这种多个测试记录仪的时基统一系统值得采用和推广。

四.附图说明

本发明的说明书附图共有5幅：

图1是多个测试记录仪的时基统一系统总体结构框图；

图2是授时模块组成结构图；

图3是计时模块组成结构图；

图4是授时模块CPLD软件流程图；

图5是计时模块CPLD软件流程图；

在各图中采用了统一标号，即同一物件在各图中用同一标号。在各图中：1.授时模块；2.通信电缆；3.计时模块；4.触发信号；5.存储电路；6.计数值；7.外壳；8.状态指示灯；9.通信接口；10.按键；11.CPLD；12.电池；13.有源石英振荡器；14.测试电路；15.开始；16.开启计数器1；17.按键按下；18.发送时间数据；19.发送完毕；20.指示灯闪烁；21.接收数据；22.保存时间数据；23.触发有效；24.关闭计数器1；25.结束。

五.具体实施方式

本发明的多个测试记录仪的时基统一系统非限定实施例如下：

实施例一.多个测试记录仪的时基统一系统.

该例的多个测试记录仪的时基统一系统具体结构由图1～图5联合示出，这种多个测试记录仪的时基统一系统结构如图1所示，图1所示的是多个测试记录仪的时基统一系统总体结构框图，图中：1是授时模块，2是通信电缆，3是计时模块，4是触发信号，5是存储电路，6是计数值。该例的多个测试记录仪的时基统一系统是具有统一时基的并由多个测试记录仪构成的时基统一系统，该例的每个测试记录仪包括有壳体及测试与记录结构，该例的时基统一系统由授时模块1、多个计时模块3构成，图2为授时模块组成结构图，图3为计时模块组成结构图。该例的授时模块设置在时基统一系统的授时中心，授时中心包括有复杂可编程逻辑器件CPLD11、石英振荡器13、数据通信接口9、开关或按键10、电源或电池12，以及授时中心的仪器壳体7与控制面板，状态指示灯8等。该例的每个测试记录仪包括有复杂可编程逻辑器件CPLD11、石英振荡器13、测试电路14、存储电路5、触发电路、数据通信接口9、电源或电池12，以及每台测试记录仪的壳体与仪器面板等。该例的多个测试记录仪中的测试电路可以根据该时基统一系统的功能或用途不同，比如可用作爆炸场、火炮膛内、弹丸内部、油井射孔测试等不同方面，其测试电路14可以是选择采用不同的采集信号传感器、采样电路、A/D转换电路等构成。该例的多个计时模块每个分别对应设置在系统的每个测试记录仪中，其中所述的多个为i个，i＝2，3，4，5，…，n，即i可选择为，2-1024的整数，即n最大可为1024。该例的多个i选择为3、或5、或7、或9。授时模块与计时模块具有相同时间计数精度和稳定度的有源石英振荡器13，都采用复杂可编程逻辑器件CPLD11计数计时。该例的授时模块与计时模块具有相同时间计数精度是指采用相同型号的有源石英振荡器，具有相同的计数时钟频率，相同的温度特性等。该例的授时模块与计时模块具有稳定度的有源石英振荡器是采用质量较好的KYOCERA公司的EX03系列、EPSON公司的HG28系列、TG28系列等实现的。该例的授时模块与计时模块计数计时都采用复杂可编程逻辑器件CPLD11完成或实现。授时模块1通过接口将当前授时模块的计数值分别传输到多个测试记录仪的计时模块3，为保证多个测试记录仪的时间基准准确，每次传输耗时是完全一致的，计时模块收到时间数据后开始计数，计时模块接收到存储电路5发出的触发信号4后停止计数，存储电路5将停止时刻的时间数据与触发数据存储到存储器中，计算机通过通信接口读取保存到存储器中的时间数据、被测数据及触发信号数据，以确立时基统一系统中多个测试记录仪的相对时间零点。该例的时基统一系统中多个测试记录仪的相对时间零点是指多个测试记录仪中触发时刻计数值最小的一个作为时间基准点，其它记录仪以该最小计数值为相对的时间零点。该例的存储器是非易失存储介质的存储器。该例的非易失存储介质的存储器可选择采用三星公司的K9F1G08、K9F2G08、K9K8G08，micron公司的MT29F1G08，MT29F2G08等。图4示出授时模块CPLD的软件流程图，图4中：15是开始，16是开启计数器1，17是按键按下，18是发送时间数据，19是发送完毕，20是指示灯闪烁；图5示出计时模块CPLD软件流程图，图5中：15是开始，16是开启计数器1，20是指示灯闪烁，21是接收数据，22是保存时间数据，23是触发有效，24是关闭计数器1，25是结束。

实施例二.多个测试记录仪的时基统一系统

该例的多个测试记录仪的时基统一系统具体结构可用图1～图5等联合示出，该例的多个测试记录仪的时基统一系统与实施例一的多个测试记录仪的时基统一系统不同点有：该例的多个测试记录仪的多个i选择为2、为4、或6、或8、或10。该例的多个测试记录仪的时基统一系统其余未述的，全同于实施例一中所述的，不再重述。

实施例三.多个测试记录仪的时基统一系统

该例的多个测试记录仪的时基统一系统具体结构可用图1～图5等联合示出，该例的多个测试记录仪的时基统一系统与实施例一、实施例二的多个测试记录仪的时基统一系统不同点有：该例的多个测试记录仪的时基统一系统用在导弹对建筑物的动态毁伤测试中，建筑物高7层，每层18个房间，每个房间在墙面及地面布置8个测试记录仪，在每层过道布置2个，建筑物楼顶布置2个，共需要布设1024个测试记录仪，该例的多个测试记录仪的多个i选择为1024。该例的多个测试记录仪的时基统一系统其余未述的，全同于实施例一、实施例二中所述的，不再重述。

Claims

1.一种多个测试记录仪的时基统一系统，其中，每个测试记录仪包括有壳体及测试与记录结构，所述的系统是具有统一时基的并由多个测试记录仪构成的时基统一系统，所述的时基统一系统由授时模块、多个计时模块构成，所述的授时模块设置在时基统一系统的授时中心，所述的多个计时模块每个分别对应设置在系统的每个测试记录仪中，其中所述的多个为i个，i＝2，3，4，5，…，n，特征在于：授时模块与计时模块具有相同时间计数精度和稳定度的有源石英振荡器，都采用复杂可编程逻辑器件CPLD计数计时。

2.根据权利要求1所述的多个测试记录仪的时基统一系统，特征在于：

a.所述的授时中心包括有复杂可编程逻辑器件CPLD、石英振荡器、数据通信接口、开关、电源或电池；

b.所述的测试记录仪包括有复杂可编程逻辑器件CPLD、石英振荡器、测试电路、存储电路、触发电路、数据通信接口、电源或电池。

3.根据权利要求2所述的多个测试记录仪的时基统一系统，特征在于：授时模块通过接口将当前授时模块的计数值分别传输到多个测试记录仪的计时模块，计时模块收到时间数据后开始计数，计时模块接收到存储电路发出的触发信号后停止计数，存储电路将停止时刻的时间数据与触发数据存储到存储器中，计算机通过通信接口读取保存到存储器中的时间数据、被测数据及触发信号数据确立时基统一系统中多个测试记录仪的相对时间零点。

4.根据权利要求3所述的多个测试记录仪的时基统一系统，特征在于：所述的存储器是非易失存储介质的存储器。