CN109884399A - 一种用于火工品回路阻值的低压测试电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于火工品回路阻值的低压测试电路及方法，包括：电源模块，用于提供稳定的低压稳压电源；限流电阻，连接所述电源模块，用于对火工品回路进行分压保护；电压测量子电路，连接所述限流电阻和火工品回路，用于根据所述限流电阻获取第一电压，并用于根据所述火工品回路获取第二电压。发明提供的一种用于火工品回路阻值的低压测试电路及方法，其不影响火工品引爆电路主要功能，且其电路结构简洁明了，降低了电气系统的复杂度，提高整个电气系统的可靠性，并通过测量子电路和限流电阻，实现了对多路火工品回路的阻值测试，提高了测试效率，降低了人为出错的概率。

Description

一种用于火工品回路阻值的低压测试电路及方法

技术领域

本发明属于运载火箭(导弹武器)电气系统，具体涉及一种用于火工品回路阻值的低压测试电路及方法。

背景技术

火工品回路阻值的测试是运载火箭(导弹武器)电气系统一项重要的测试内容、是必测项，其阻值的正常与否直接关系到运载火箭(导弹武器)能否发射，发射后能否圆满成功。由于火工品属于危险产品，对安全性要求较高，此外对其工作电流有较为严格的要求，不能过大也不能过小。火工品回路阻值测试是确认火工品工作线路设计参数正确性的最重要测试项目。因此，火工品回路阻值测试既要保证测试的准确性，又要保证测试的安全性。

目前，火工品回路阻值的测试采用两种方案，第一种是使用手动的测试方案，即利用专用的测试仪器直接对火工品回路进行阻值测试；第二种是采用恒流源的方案，即采用在不使火工品误爆的安全电流下，通过测试火工品回路两端的电压，计算出火工品回路的阻值。

然而，使用手动的测试方案，测试操作麻烦，需要人工对每一路时序都进行测量，工作量大、危险性大、易出错，而且运载火箭起竖后无法再进行测试，测试准确性不高，难以保证火工品回路阻值的正确性。采用恒流源的方案，虽然可以达到预期测试效果、也能实现自动测试。但由于恒流源电路较复杂、需要增加额外的电路，且多为定制模式，价格昂贵，对于有成本控制的运载火箭不适宜大规模使用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种用于火工品回路阻值的低压测试电路及方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种用于火工品回路阻值的低压测试电路，包括：

电源模块，用于提供稳定的低压稳压电源；

限流电阻，连接所述电源模块，用于对火工品回路进行限流保护，避免火工品误爆；

电压测量子电路，连接所述限流电阻和火工品回路，用于根据所述限流电阻获取第一电压，并用于根据所述火工品回路获取第二电压。

在本发明的一个实施例中，所述低压稳压电源的电压为5V。

在本发明的一个实施例中，所述限流电阻包括电阻r1和电阻r2。

在本发明的一个实施例中，所述电阻r1和所述电阻r2的阻值均为50Ω。

在本发明的一个实施例中，所述电压测量子电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端；其中，

所述第一连接端与所述第二连接端连接于所述电阻r2的两端，用于获取所述第一电压；

所述第三连接端与所述第四连接端连接在所述火工品回路两端，用于获取所述第二电压。

在本发明的一个实施例中，所述火工品回路包括多条火工品支路，且多条所述火工品支路并行连接；其中，第n条火工品支路包括串联的开关Kn和火工品Rn，n为大于0的整数。

本发明的另一个实施例提供了一种用于火工品回路阻值的低压测试方法，应用于上述的低压测试电路，以对火工品回路阻值进行测试，该方法包括：

通过电源模块提供测试电压；

通过电压测量子电路获取第一电压和第二电压；

根据限流电阻、所述第一电压和所述第二电压计算火工品回路阻值。

在本发明的一个实施例中，通过电压测量子电路获取第一电压和第二电压，包括：

通过所述测量子电路的第一连接端和第二连接端测量所述第一电压；

通过所述测量子电路的第三连接端和第四连接端测量所述第二电压。

在本发明的一个实施例中，根据限流电阻、所述第一电压和所述第二电压计算火工品回路阻值，包括：

根据所述第一电压和所述限流电阻计算回路电流；

根据所述第二电压和所述回路电流计算所述火工品回路阻值。

本发明的有益效果：

1、本发明提供了一种用于火工品回路阻值的低压测试电路，其不影响火工品引爆电路主要功能，且其电路结构简洁明了，降低了电气系统的复杂度，提高整个电气系统的可靠性，并通过测量子电路和限流电阻，实现了对多路火工品工作回路的阻值测试，提高了测试效率，降低了人为出错的概率。

2、本发明提供的一种用于火工品回路阻值的低压测试方法，其通过5V电压间接测试火工品回路电阻，由于限流电阻的存在，即使测试时出现短路情况，安全性仍得以保证。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于火工品回路阻值的低压测试电路结构示意图；

图2是本发明实施例提供的电压测量电路结构框图；

图3是本发明的另一个实施例提供的一种用于火工品回路阻值的低压测试方法的流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种用于火工品回路阻值的低压测试方法的应用电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1和图2，图1是本发明实施例提供的一种用于火工品回路阻值的低压测试电路结构示意图；图2是本发明实施例提供的电压测量电路结构框图。如图1所示，本发明实施例提供了一种用于火工品回路阻值的低压测试电路，包括：

电源模块，用于提供稳定的低压稳压电源；

限流电阻，连接所述电源模块，用于对火工品回路进行限流保护，避免火工品误爆；

电压测量子电路，连接所述限流电阻、火工品回路和接地端，用于根据所述限流电阻获取第一电压，并用于根据所述火工品回路获取第二电压。

具体地，电源模块为该测试电路提供了5V的低压稳压电源，其通过电压转换模块即可实现，优选的，电源模块DC/DC转换模块，其将外部火工品引爆电路中28V电源经过DC/DC变换得到5V的低压稳压电源。

具体地，限流电阻用于在测量时限制火工品电路电流的大小，提供系统安全性，且本发明实施例提供的测量电源小，即使测试时出现短路情况，安全性仍得以保证。

具体地，在该测量电路对火工品回路进行测量时，电压测量子电路分别用于测量限流电阻上的电压和火工品回路上的电压，其中，限流电阻上的电压为第一电压，火工品回路上的电压为第二电压。

进一步地，限流电阻包括电阻r1和电阻r2，其中，电阻r1和电阻r2为高精度电阻，电阻r1和电阻r2的阻值均为50Ω。

具体地，电压测量电路为差分电压测量电路，其可以用现有的差分电压测量电路实现对电阻r2两端的第一电压进行测试，以及实现对火工品回路两端的第二电压进行测试。

进一步地，所述电压测量子电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端；其中，

所述第一连接端与所述第二连接端连接于所述电阻r2的两端，用于获取所述第一电压；

所述第三连接端与所述第四连接端连接在所述火工品回路两端，用于获取所述第二电压。

进一步地，如图2所示，电压测量电路包括：模拟开关模块，差分运放模块，运算放大器模块，模数转换模块、磁隔离模块以及FPGA芯片；其中，

模拟开关模块，差分运放模块，运算放大器模块，模数转换模块、磁隔离模块依次连接，FPGA芯片分别连接模拟开关模块、模数转换模块、磁隔离模块。

具体的，第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端位于模拟开关模块上。模拟开关模块主要用于切换连接限流电阻和火工品回路，即接通第一连接端和第二连接端，以便于电压测量电路测量出第一电压，或者接通第三连接端和第四连接端，以便于电压测量电路测量出第二电压。

优选的，模拟开关模块包括双向总线驱动器、反相驱动器、光MOS管及相关电阻。

差分运放模块包括仪表放大器以及相关电阻和电容。运算放大器模块包括运算放大器以及相关电阻。

模数转换模块包括模数转换器以及相关电阻和电容。

磁隔离模块包括磁耦及相关电阻。

优选的，FPGA芯片为型号为Actel公司的A3P1000，双向总线驱动器型号为SN74ALVC164245DL，反相驱动器型号为SNJ5406FK，仪表放大器型号为AD620，运算放大器的型号为OP27，模数转换器的型号为ADS8509，磁耦的型号为ADuM141。

进一步地，所述火工品回路包括多条火工品支路，且多条所述火工品支路并行连接；其中，第n条火工品支路包括串联的开关Kn和火工品Rn，n为大于0的整数。

具体地，如图1所示，火工品回路为多条火工品支路并行连接，其中，每条支路包括一个开关，用于控制该支路是否接通，以便于该测试电路针对性测试时某一条火工品支路电阻值或者针对性测试多条火工品支路电阻值。

本发明提供的一种用于火工品回路阻值的低压测试电路，其不影响火工品引爆电路主要功能，且其电路结构简洁明了，降低了电气系统的复杂度，提高整个电气系统的可靠性，并通过测量子电路和限流电阻，实现了对多路火工品回路的阻值测试，提高了测试效率，降低了人为出错的概率。

实施例二

请参见图3和图4，图3是本发明的另一个实施例提供的一种用于火工品回路阻值的低压测试方法的流程示意图；图4是本发明实施例提供的一种用于火工品回路阻值的低压测试方法的应用电路结构示意图。如图3

所示，本发明实施例在上述实施例的基础上还提供了一种用于火工品回路阻值的低压测试方法，应用于上述的低压测试电路，以对火工品回路阻值进行测试，该方法包括：

通过电源模块提供测试电压；

通过电压测量子电路获取第一电压和第二电压；

根据限流电阻、所述第一电压和所述第二电压计算火工品回路阻值。

进一步地，通过电压测量子电路获取第一电压和第二电压，包括：

通过所述测量子电路的第一连接端和第二连接端测量所述第一电压；

通过所述测量子电路的第三连接端和第四连接端测量所述第二电压。

进一步度，根据限流电阻、所述第一电压和所述第二电压计算火工品回路阻值，包括：

根据所述第一电压和所述限流电阻计算回路电流；

根据所述第二电压和所述回路电流计算所述火工品回路阻值。

如图4所示，火工品回路通过开关Kc1连接至火工品引爆电路，电源模块通过开关Kc2连接限流电阻r1，火工品回路通过开关Kc3接地，+BF为28V引爆电源的正极，-BF为28V引爆电源的负极。

具体地，火工品进行安装后，在对火工品回路电阻进行测试时，首先，断开开关Kc1，此时火工品引爆电路+BF的28V电源被断开。然后闭合开关Kc2、开关Kc3以及待测的火工品支路的开关Km，其中，m为大于0小于等于n的整数。接着分别通过差分电压测量子电路对图中A、B两点以及B、C两点之间电压的压差进行测，其中，A、B两点之间的压差为电阻r2两端的电压，B、C两点之间电压为当前火工品回路的电压，即可得到第一电压V_ΔAB和第二电压V_ΔBC。

在获取第一电压V_ΔAB和第二电压V_ΔBC之后，由于第一电压V_ΔAB为电阻r2两端的电压，且电阻r2为50Ω高精度电阻，即可计算得出当前火工品回路的回路电流I，其计算公式为：I＝V_ΔAB/50。

在计算出回路电流I之后，由于当前火工品回路的电流I已经确定，则可以根据欧姆定律，计算出当前火工品回路的阻值Rm，其计算公式为：Rm＝V_ΔBC/I。

同理，按照上述的测试方法，遍历n条火工品支路，依次闭合开关K1～Kn，即可完成所有火工品回路的阻值测试。

在通常情况下，火工品的回路中往往包括安全电阻，其用于限制该回路的电流，则上述方法测出回路阻值为该至安全电阻和火工品阻值的和。

本发明提供的火工品回路阻值的低压测试方法，其通过5V电压间接测试火工品回路电阻，该方法简单精确，且即使测试时出现短路情况，安全性仍得以保证。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于火工品回路阻值的低压测试电路，其特征在于，包括：

电源模块，用于提供稳定的低压稳压电源；

限流电阻，连接所述电源模块，用于对火工品回路进行限流保护，避免火工品误爆；

电压测量子电路，连接所述限流电阻和火工品回路，用于根据所述限流电阻获取第一电压，并用于根据所述火工品回路获取第二电压。

2.根据权利要求1所述的低压测试电路，其特征在于，所述低压稳压电源的电压为5V。

3.根据权利要求1所述的低压测试电路，其特征在于，所述限流电阻包括电阻r1和电阻r2。

4.根据权利要求3所述的低压测试电路，其特征在于，所述电阻r1和所述电阻r2的阻值均为50Ω。

5.根据权利要求3所述的低压测试电路，其特征在于，所述电压测量子电路包括第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端；其中，

所述第一连接端与所述第二连接端连接于所述电阻r2的两端，用于获取所述第一电压；

所述第三连接端与所述第四连接端连接在所述火工品回路两端，用于获取所述第二电压。

6.根据权利要求1所述的低压测试电路，其特征在于，所述火工品回路包括多条火工品支路，且多条所述火工品支路并行连接；其中，第n条火工品支路包括串联的开关Kn和火工品Rn，n为大于0的整数。

7.一种用于火工品回路阻值的低压测试方法，其特征在于，应用于权利要求1～6所述的低压测试电路，以对火工品回路阻值进行测试，该方法包括：

通过电源模块提供测试电压；

通过电压测量子电路获取第一电压和第二电压；

根据限流电阻、所述第一电压和所述第二电压计算火工品回路阻值。

8.根据权利要求7所述的低压测试方法，其特征在于，通过电压测量子电路获取第一电压和第二电压，包括：

通过所述测量子电路的第一连接端和第二连接端测量所述第一电压；

通过所述测量子电路的第三连接端和第四连接端测量所述第二电压。

9.根据权利要求7所述的低压测试方法，其特征在于，根据限流电阻、所述第一电压和所述第二电压计算火工品回路阻值，包括：

根据所述第一电压和所述限流电阻计算回路电流；

根据所述第二电压和所述回路电流计算所述火工品回路阻值。