CN103868525A - 惯性导航设备指标测试仪 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航天测控技术领域，公开了一种惯性导航设备指标测试仪。本发明的包测试仪括工控机、数据采集卡、信号调理电路板、测试软件；数据采集卡安装于工控机PCI插槽内，通过PCI总线与工控机通信，用于将模拟信号转换为数字信号；信号调理电路板安装于工控机ISA插槽内，通过ISA总线与工控机通信，信号调理电路板的外接线与待测电子线路板连接，完成测试信号的缩小；测试软件安装在工控机上，通过记录统计电子线路板上指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，根据测量的电压值与频率值与指示灯的状态，判断电子线路板是否正常。采用本发明具有测试精度高，误差小，操作方便，测试周期短、工作量小的优点。
Description
技术领域
本发明涉及航天测控技术领域，尤其涉及一种惯性导航设备指标测试仪。
背景技术
惯性导航设备在大型水面舰艇中应用广泛，为了掌握其工作状态，在日常维护保养中需要经常性进行指标测试。由于惯性导航设备由若干插板组成，每个插板前端有检测孔或指示灯，检测孔会实时输出检测孔波形，检测孔波形即测试信号，指示灯有亮与暗两种状态，亮为正常，暗为非正常，所以只需观察指示灯及测量检测孔输出的测试信号，便可以较全面掌握每块线路板的工作状态，进而判断整机工作状况。
由于单套惯性导航设备包括5类14块电子线路板，5类5块电源板，120多个检测孔，若干指示灯。在传统指标测试过程中，大多利用万用表、示波器等独立设备进行手工测试、人工记录和数据判读，存在着因测试工作量大而导致的测试周期偏长、由于测试人员不同而导致的测试标准不统一等问题，这些都不利于该型惯性导航设备的测试维护。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种惯性导航设备指标测试仪，实现了测试惯性导航设备指标误差小、周期短、工作量小。
为解决上述技术问题：本发明提出了一种惯性导航设备指标测试仪，包括工控机、数据采集卡、信号调理电路板、测试软件；
数据采集卡安装于工控机PCI插槽内，通过PCI总线与工控机通信，用于将模拟信号转换为数字信号；
信号调理电路板安装于工控机ISA插槽内，通过ISA总线与工控机通信，信号调理电路板的外接线与待测电子线路板连接，完成测试信号的缩小；
测试软件安装在工控机上，通过记录统计电子线路板上指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，根据测量的电压值与频率值与指示灯的状态，判断电子线路板是否正常；待测惯性导航设备的电子线路板将测试信号输出到信号调理电路板，同时测试软件将预先设置的待测电路板测试信号缩小倍数输出到信号调理电路板，信号调理电路板按缩小倍数将测试信号缩小后，输出到数据采集卡，数据采集卡将模拟的测试信号转换成数字信号，再将转换后的数字测试信号输出到测试软件；所述测试信号为电压值与频率值，测试软件将接收到的电压值乘以测试电压缩小倍数的倒数后获得还原后的检测电压值，还原后的检测电压值与指标值比较，如果还原后的检测电压值与电压指标值一致，且接收到的频率值与频率指标值一致，则该电子线路板正常；否则非正常；或者测试软件记录的指示灯状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
进一步，所述信号调理电路板包括CPLD芯片、数字电位器、运算放大器，待测试的惯性导航设备电子线路板检测孔输出的测试信号，输出到数字电位器，同时测试软件将测试信号的缩小倍数，通过ISA总线输出到CPLD芯片，CPLD芯片通过逻辑转换后输出到数字电位器，再经过运算放大器后，测试信号按缩小倍数缩小，缩小后的测试信号输出到数据采集卡。
所述测试软件包括系统功能综合检查模块、电子线路电气性能检查模块、电源测试模块、参数设置模块；所述系统功能综合检查模块设备加电状态检查、初校检查、综校检查、数据传输检查，设备加电状态检查模块用于检测惯性导航设备开机时各个部件是否正常，初校检查模块用于检测惯性导航设备初校功能是否正常，综校检查模块用于检测惯性导航设备综校功能是否正常，数据传输检查模块用于检测惯性导航设备与外部设备通信是否正常；所述电子线路电气功能检查模块包括：稳定回路测试、加速度计回路测试、数模转换测试、系统控制类线路板测试、测角线路测试，稳定回路测试模块，用于检测惯性导航设备稳定回路的电子线路板，判断稳定回路是否正常，加速度计回路测试模块，用于检测惯性导航设备加速度计的电子线路板，判断加速度计回路是否正常，数模转换测试模块，用于检测惯性导航设备数字信号与模拟信号相互转换的电子线路板，判断数模转换电子线路板是否正常，系统控制类线路板测试模块，用于检测惯性导航设备系统控制类电子线路板，判断系统控制类电子线路板是否正常，测角线路测试模块，用于检测惯性导航设备测角线路电子线路板，判断测角线路电子线路板是否正常；电源测试模块包括稳定回路电源测试、加速度计回路电源测试、数模转换电源测试、系统控制类线路板电源测试、测角线路电源测试；参数设置模块用于判断电子线路板输出的测试信号电压值是否大于10V，如果大于10V，则根据各电子线路板的技术指标预先设置信号调理电路板缩小测试信号的缩小倍数。
进一步，所述缩小的倍数为缩小后的测试信号电压值小于10V即可。
本发明具有以下有益效果：
1、由于本发明的惯性导航设备指标测试仪采样精度达到2.4mV以上，同时在测试过程中采用工控机完成数据判读，杜绝了人为主观判读的影响，具有测试精度高，误差小的优点。
2、由于本发明的惯性导航设备指标测试仪实现自动化，在对电子线路板进行测试时能够实现一次连接，同时完成电压幅值和频率的测试，具有操作方便，测试周期短、工作量小的优点。
3、由于本发明的惯性导航设备指标测试仪采用计算机技术，能够及时存储测试数据，建立测试数据库，便于随时调阅，同时可以对惯性导航设备长期工作状态进行跟踪评估。
附图说明
图1为本发明的惯性导航设备指标测试仪组成框图。
图2为本发明的本发明信号调理电路板组成框图。
图3为本发明测试软件功能模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的普通技术人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
如图1所示，本发明的惯性导航设备测试仪通过测量检测孔输出的测试信号、记录指示灯情况判断各电子线路板工作状态。
本发明的惯性导航设备指标测试仪，包括工控机、数据采集卡、信号调理电路板、测试软件。数据采集卡安装于工控机PCI插槽内，通过PCI总线与工控机通信，数据采集卡将模拟测试信号转换成数字测试信号，并将数字测试信号输出到测试软件。
信号调理电路板安装于工控机ISA插槽内，通过ISA总线与工控机通信，信号调理电路板的外接线与待测电子线路板连接，完成测试信号的缩小。信号调理电路板只要能完成测试信号的缩小功能都可。如图2所示，本实施例中信号调理电路板包括CPLD芯片、数字电位器、运算放大器，待测试的惯性导航设备电子线路板检测孔输出的测试信号，输出到数字电位器，同时测试软件的参数设置模块将测试信号的缩小倍数，通过ISA总线输出到CPLD芯片，CPLD芯片通过逻辑转换后输出到数字电位器，再经过运算放大器后，测试信号按缩小倍数缩小，缩小后的测试信号输出到数据采集卡。
测试软件安装在工控机上，通过记录统计电子线路板上指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。如果电压值乘以测试电压缩小倍数的倒数后与电压指标值、频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
检测过程如下：
待测惯性导航设备的电子线路板将测试信号输出到信号调理电路板，同时测试软件将预先设置的待测电路板测试信号缩小倍数输出到信号调理电路板，信号调理电路板按缩小倍数将测试信号缩小后，输出到数据采集卡，数据采集卡将模拟的测试信号转换成数字信号，再将转换后的数字测试信号输出到测试软件；测试软件根据接收到的数字测试信号判断电子线路板是否正常，或者根据测试软件记录的指示灯状态判断电子线路板是否正常。待测惯性导航设备的电子线路板输出到信号调理电路板的测试信号是电压值和频率值，当测试软件接收到电压值与频率值时，将接收到的电压值乘以测试电压缩小倍数的倒数后获得还原后的检测电压值，还原后的检测电压值与指标值比较，如果还原后的检测电压值与电压指标值一致，且接收到的频率值与频率指标值一致，则该电子线路板正常；否则非正常。当根据测试软件记录的指示灯状态判断电子线路板是否正常时，如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
如图3所示，本实施例的测试软件包括系统功能综合检查模块、电子线路电气性能检查模块、电源测试模块、参数设置模块。
系统功能综合检查模块
系统功能综合检查模块包括：设备加电状态检查、初校检查、综校检查、数据传输检查。
设备加电状态检查模块用于检测惯性导航设备开机时各个部件是否正常。惯性导航设备各个部件都有指示灯，当指示灯亮时表示正常，指示灯暗时表示非正常，惯性导航设备开机时设备加电状态检查模块记录各个部件的指示灯情况，以便判断各部件是否正常。
初校检查模块用于检测惯性导航设备初校功能是否正常。惯性导航设备初校过程有指示灯，当指示灯亮时表示正常，指示灯暗时表示非正常，惯性导航设备开机时初校检查模块记录初校过程的指示灯情况，以便判断初校功能是否正常。
综校检查模块用于检测惯性导航设备综校功能是否正常。惯性导航设备综校过程有指示灯，当指示灯亮时表示正常，指示灯暗时表示非正常，当惯性导航设备需要综校时，综校检查模块记录综校过程的指示灯情况，以便判断综校功能是否正常。
数据传输检查模块用于检测惯性导航设备与外部设备通信是否正常。惯性导航设备有对外数据传输指示灯，当指示灯亮时表示正常，指示灯暗时表示非正常，数据传输检查模块实时检测指示灯情况，以便判断惯性导航设备与外部设备通信是否正常。
电子线路电气功能检查模块
电子线路电气功能检查模块包括：稳定回路测试、加速度计回路测试、数模转换测试、系统控制类线路板测试、测角线路测试。
稳定回路测试模块，用于检测惯性导航设备稳定回路的电子线路板，判断稳定回路是否正常。稳定回路的电子线路板有指示灯与检测孔，稳定回路测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。采样到的电压值乘以缩小倍数的倒数得到还原后的检测电压值，将还原后的检测电压值与电压指标值做比较，如果电压值与电压指标值相等，且检测到频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
加速度计回路测试模块，用于检测惯性导航设备加速度计的电子线路板，判断加速度计回路是否正常。加速度计回路的电子线路板有指示灯与检测孔，加速度计回路测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。采样到的电压值乘以缩小倍数的倒数得到还原后的检测电压值，将还原后的检测电压值与电压指标值做比较，如果电压值与电压指标值相等，且检测到频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
数模转换测试模块，用于检测惯性导航设备数字信号与模拟信号相互转换的电子线路板，判断数模转换电子线路板是否正常。数模转换电子线路板有指示灯与检测孔，数模转换测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。如果电压值和频率值与指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。因为该电路板输出的测试信号电压值小于10V，是直接通过信号调理电路板直接输出到数据采集卡，所以不需要测试信号电压值还原。
系统控制类线路板测试模块，用于检测惯性导航设备系统控制类电子线路板，判断系统控制类电子线路板是否正常。系统控制类电子线路板有指示灯与检测孔，系统控制类线路板测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。采样到的电压值乘以缩小倍数的倒数得到还原后的检测电压值，将还原后的检测电压值与电压指标值做比较，如果电压值与电压指标值相等，且检测到频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
测角线路测试模块，用于检测惯性导航设备测角线路电子线路板，判断测角线路电子线路板是否正常。测角线路电子线路板有指示灯与检测孔，测角线路测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。采样到的电压值乘以缩小倍数的倒数得到还原后的检测电压值，将还原后的检测电压值与电压指标值做比较，如果电压值与电压指标值相等，且检测到频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
电源测试模块
电源测试模块包括稳定回路电源测试、加速度计回路电源测试、数模转换电源测试、系统控制类线路板电源测试、测角线路电源测试。
稳定回路电源测试模块，用于检测惯性导航设备稳定回路的电源进行检测，判断稳定回路电源线路板是否正常。稳定回路电源线路板有指示灯与检测孔，稳定回路电源测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。采样到的电压值乘以缩小倍数的倒数得到还原后的检测电压值，将还原后的检测电压值与电压指标值做比较，如果电压值与电压指标值相等，且检测到频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
加速度计回路电源测试模块用于检测惯性导航设备加速度计回路的电源进行检测，判断加速度计回路电源线路板是否正常。加速度计回路电源线路板有指示灯与检测孔，加速度计回路电源测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。采样到的电压值乘以缩小倍数的倒数得到还原后的检测电压值，将还原后的检测电压值与电压指标值做比较，如果电压值与电压指标值相等，且检测到频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
数模转换电源测试模块，用于检测惯性导航设备数模转换线路的电源进行检测，判断数模转换线路电源是否正常。数模转换电源线路板有指示灯与检测孔，数模转换电源测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。采样到的电压值乘以缩小倍数的倒数得到还原后的检测电压值，将还原后的检测电压值与电压指标值做比较，如果电压值与电压指标值相等，且检测到频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
系统控制类线路板电源测试模块，用于检测惯性导航设备系统控制类线路板的电源进行检测，判断系统控制类线路板电源是否正常。系统控制类线路电源线路板有指示灯与检测孔，系统控制类线路板电源测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。采样到的电压值乘以缩小倍数的倒数得到还原后的检测电压值，将还原后的检测电压值与电压指标值做比较，如果电压值与电压指标值相等，且检测到频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
测角线路电源测试模块，用于检测惯性导航设备测角线路板的电源进行检测，判断测角线路板电源是否正常。测角线路板电源有指示灯与检测孔，测角线路电源测试模块通过记录指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，判断其正常或故障情况。采样到的电压值乘以缩小倍数的倒数得到还原后的检测电压值，将还原后的检测电压值与电压指标值做比较，如果电压值与电压指标值相等，且检测到频率值与频率指标值相等，则该电子线路板正常，否则不正常。如果记录的指示灯的状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
参数设置模块，判断电子线路板输出的测试信号电压值是否大于10V，如果大于10V，则根据各电子线路板的技术指标预先设置信号调理电路板缩小测试信号的缩小倍数，缩小的倍数为缩小后的测试信号电压值小于10V即可。例如：对稳定回路SM_MB电子线路板X2检测孔的测试，由于惯性导航设备的SM_MB电子线路板的X2检测输出的测试信号频率为600Hz、幅值为12.4V的方波信号，超过了数据采集卡的电压输入范围，所以缩小倍数为0.489；如果测试信号电压值是否小于10V，则测试信号通过信号调理电路板直接输出到数据采集卡。
Claims (4)
1.一种惯性导航设备指标测试仪，其特征在于：包括工控机、数据采集卡、信号调理电路板、测试软件；
数据采集卡安装于工控机PCI插槽内，通过PCI总线与工控机通信，用于将模拟信号转换为数字信号；
信号调理电路板安装于工控机ISA插槽内，通过ISA总线与工控机通信，信号调理电路板的外接线与待测电子线路板连接，完成测试信号的缩小；
测试软件安装在工控机上，通过记录统计电子线路板上指示灯的状态，测量检测孔的电压值与频率值，根据测量的电压值与频率值与指示灯的状态，判断电子线路板是否正常；待测惯性导航设备的电子线路板将测试信号输出到信号调理电路板，同时测试软件将预先设置的待测电路板测试信号缩小倍数输出到信号调理电路板，信号调理电路板按缩小倍数将测试信号缩小后，输出到数据采集卡，数据采集卡将模拟的测试信号转换成数字信号，再将转换后的数字测试信号输出到测试软件；所述测试信号为电压值与频率值，测试软件将接收到的电压值乘以测试电压缩小倍数的倒数后获得还原后的检测电压值，还原后的检测电压值与指标值比较，如果还原后的检测电压值与电压指标值一致，且接收到的频率值与频率指标值一致，则该电子线路板正常；否则非正常；或者测试软件记录的指示灯状态与正常状态一致，则该电子线路板正常，否则不正常。
2.根据权利要求1所述的惯性导航设备指标测试仪，其特征在于：所述信号调理电路板包括CPLD芯片、数字电位器、运算放大器，待测试的惯性导航设备电子线路板检测孔输出的测试信号，输出到数字电位器，同时测试软件将测试信号的缩小倍数，通过ISA总线输出到CPLD芯片，CPLD芯片通过逻辑转换后输出到数字电位器，再经过运算放大器后，测试信号按缩小倍数缩小，缩小后的测试信号输出到数据采集卡。
3.根据权利要求1所述的惯性导航设备指标测试仪，其特征在于：所述测试软件包括系统功能综合检查模块、电子线路电气性能检查模块、电源测试模块、参数设置模块；所述系统功能综合检查模块设备加电状态检查、初校检查、综校检查、数据传输检查，设备加电状态检查模块用于检测惯性导航设备开机时各个部件是否正常，初校检查模块用于检测惯性导航设备初校功能是否正常，综校检查模块用于检测惯性导航设备综校功能是否正常，数据传输检查模块用于检测惯性导航设备与外部设备通信是否正常；所述电子线路电气功能检查模块包括：稳定回路测试、加速度计回路测试、数模转换测试、系统控制类线路板测试、测角线路测试，稳定回路测试模块，用于检测惯性导航设备稳定回路的电子线路板，判断稳定回路是否正常，加速度计回路测试模块，用于检测惯性导航设备加速度计的电子线路板，判断加速度计回路是否正常，数模转换测试模块，用于检测惯性导航设备数字信号与模拟信号相互转换的电子线路板，判断数模转换电子线路板是否正常，系统控制类线路板测试模块，用于检测惯性导航设备系统控制类电子线路板，判断系统控制类电子线路板是否正常，测角线路测试模块，用于检测惯性导航设备测角线路电子线路板，判断测角线路电子线路板是否正常；电源测试模块包括稳定回路电源测试、加速度计回路电源测试、数模转换电源测试、系统控制类线路板电源测试、测角线路电源测试；参数设置模块用于判断电子线路板输出的测试信号电压值是否大于10V，如果大于10V，则根据各电子线路板的技术指标预先设置信号调理电路板缩小测试信号的缩小倍数。
4.根据权利要求3所述的惯性导航设备指标测试仪，其特征在于：所述缩小的倍数为缩小后的测试信号电压值小于10V即可。
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2014
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140618 |