CN111831500A - 便携式多功能PXIe测控平台 - Google Patents
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Abstract
一种紧凑性、具有高散热能力的便携式多功能PXIe测控平台。其PXIe背板竖直安装于机壳正面内侧并与该机壳正面平行，扩展槽与系统槽呈左右并列设置，其中，插接在扩展槽内的PXIe标准测控板卡与插接在系统槽内的PXIe系统控制器中的核心板水平设置并在机壳内形成多个沿水平走向的空气层流通道；在机壳内的左侧和右侧分别设有进风电扇和排风电扇。其采用紧凑、高散热方式将多类PXIe测控设备集中于一体，从而使其能满足作为外场测试设备所具备的稳定性、兼容性、紧凑性、轻便性和可维护性等需求。其能帮助用户减轻繁琐的设备拆卸、搬运和搭建调试工作，坚固便携式的设计，便于用户在不同地点和环境下快速对测控系统进行调试和操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种PXIe测试系统平台，特别涉及一种手提式且集数据输入输出和信息显示用的PXIe测控平台。
背景技术
在军工国防、航空航天、兵器电子、船舶舰载等领域，随着各行业的快速发展，现有台式及上架式仪器在外场测控和便携测控应用上的短板日趋明显，对设备的便携性要求越来越高，越来越多的外场测试需要容易携带的设备，从而对设备的稳定性、兼容性、紧凑性、轻便性、可维护性等要求越来越高。不同的便携测控项目，由于外场环境及测试系统要求不同，其具体的硬件要求也各异，测控领域国内外仪器厂商很难专门投入研发去设计满足这类需求。
目前专业的PXIe测控系统有以下两种模式：
1、基于传统的独立仪器模式，这些独立仪器基本都是台式设计，独立的一台仪器提供单一的功能，对于构建复杂的测试系统，则需要相当多的台式仪器通过线缆连接到计算机组合搭建具备设定测试目的测试系统，搭建起来非常不方便，另外也需要占用很大的测试物理空间。当遇到外场测试时，需要将置于室内由多台设备(其中有些设备体积较大、重量不轻)构建的测试系统分拆后再转运到外场重新搭建，这给使用者带来较大的不便，采用这类独立仪器构建测试系统产生的重新搭建问题一直是业内人士感到比较烦心的事。这类独立仪器厂商以美国是德科技Keysight为代表。
2、基于PXIe总线的模块化仪器，这是一种特殊的针对仪器测量测试的行业标准总线，每一款PXIe测试板卡都能提供相当于一台大型台式仪器的功能，而这些所有板卡都插接在一台PXIe机箱内。这种仪器总线作为标准的模块化仪器平台，已经在军工国防、航空航天、兵器电子、船舶舰载等领域得到了广泛的应用。这类模块化仪器厂商以美国国家仪器公司NI为代表。
涉及的PXIe测控板卡为标准模块的插接件，其类型众多，如汽车以太网接口模块、声音与振动模块、矢量信号发生器、串行仪器控制模块、波形发生器、RF多路复用器开关模块、可编程电源、可编程电阻、源测量单元、模拟信号发生器、同步模块、多功能I/O模块、高速同步采集卡、万用表卡、温度采集卡、动态信号采集卡(IEPE)和开关矩阵卡等可产生不同功能的标准模块板卡。
虽然仪器测试解决方案发展了几十年，但现有仪器厂商也只是提供了台式及上架式仪器的解决方案，无法满足外场测控和便携测控相兼容的需要，因此，迫切需要有一种新的加固便携式测控平台。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种紧凑性、具有高散热能力的便携式多功能PXIe测控平台。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
本发明的便携式多功能PXIe测控平台，包括机壳和安装在机壳内的PXIe背板、多个插接PXIe标准测控板卡的扩展槽及插接PXIe系统控制器的系统槽，其特征在于：所述PXIe背板竖直安装于机壳正面内侧并与该机壳正面平行，所述扩展槽与系统槽呈左右并列设置，其中，插接在所述扩展槽内的PXIe标准测控板卡与插接在所述系统槽内的PXIe系统控制器中的核心板水平设置并在机壳内形成多个沿水平走向的空气层流通道；在机壳内的左侧和右侧分别设有允许空气气流穿过的左夹层和右夹层，在所述右夹层中设有至少一个进风电扇，在所述左夹层中设有与进风电扇风量匹配且可将机壳内热量带出的排风电扇。
在机壳的顶表面固定设有输入数据的键盘，在键盘之上设有平板显示器，该显示器的后侧通过铰接结构与机壳连接在一起，所述键盘和平板显示器通过连接总线与所述PXIe背板电连接。
在机壳的边角设有内含金属骨架且由硅胶材质制作的防撞包角。
所述机壳由铝合金、镁合金或冲击韧性高的硬质塑料所制。
所述机壳的长度在280mm-450mm；宽度在250mm-400mm；高度在80mm-180mm。
在所述机壳内设有通过所述PXIe背板依据机壳内温度的高低来控制所述进风电扇与排风电扇的转速的温度传感器。
所述扩展槽的数量在5-7个。
与现有技术相比，本发明采用紧凑、高散热方式将多类PXIe测控设备集中于一体，从而使其能满足作为外场测试设备所具备的稳定性、兼容性、紧凑性、轻便性和可维护性等需求。该测控平台能帮助用户减轻繁琐的设备拆卸、搬运和系统搭建调试等工作，提供坚固便携式的设计，便于用户在不同地点不同使用环境下快速对测控系统进行调试和操作。由于其将插接在扩展槽内的PXIe标准测控板卡与插接在系统槽内的PXIe系统控制器中的核心板水平设置并在机壳内形成多个沿水平走向的空气层流通道，使得其在散热装置的作用很容易将机壳内的热量排出机壳外。
附图说明
图1为本发明的PXIe测控平台的外形示意图。
图2为图1打开翻盖板时的外形示意图。
图3为图1打开机壳顶板后内部示意图。
图4为图1打开机壳背板后内部示意图。
图5为本发明的PXIe测控平台的电路原理方框图。
附图标记如下：
机壳1、防撞包角11、把手12、卡扣件13、多孔板14、进风电扇15、排风电扇16、PXIe背板2、系统槽3、控制器竖架板31、扩展槽4、板卡支架板41、标准键盘5、平板显示器6、PXIe测控平台7。
具体实施方式
如图1、2所示，本发明的便携式多功能PXIe测控平台7是将多类PXIe测控设备集成为一台手提式测试仪器。其集数据输入输出、数据显示、可安装不同功能的PXIe系统控制器的系统槽3和安装可实现不同功能的PXIe标准测控板卡的扩展槽4于一体，集成度高，便携性优势明显以及专业的加固设计和合理的散热设计。即便在恶劣的外场环境中，其也可以为便携式测控系统正常工作保驾护航，顺利完成各项测控任务。
如图1－4所示，本发明的便携式多功能PXIe测控平台7由机壳1、设置在机壳1内的PXIe背板2(即该测控平台的主控电路板)、插接PXIe系统控制器的系统槽3、插接PXIe标准测控板卡的扩展槽4、散热装置和数据输入显示装置构成。
1、机壳1
所述机壳1采用强度好且方便手提移动的轻质材料制成，优选由铝合金、镁合金或冲击韧性高的硬质塑料所制。
机壳1的形状优选为长方体，其长度在280mm-450mm；宽度在250mm-400mm；高度在80mm-180mm。
为了提高该机壳1防碰撞能力，在机壳1的边角设有内含金属骨架且由硅胶材质制作的加固式的防撞包角11。
在机壳1的正面设有手提把手12。
2、PXIe背板2
竖直安装于机壳1正面内侧并与该机壳1正面平行，焊接在PXIe背板2上并位于每个所述扩展槽4底端的用于电连接PXIe标准测控板卡的连接器水平设置。
3、插接PXIe系统控制器的系统槽3
由所述机壳1的正面向内看，该系统槽3设置于机壳1内的右侧，用于将PXIe系统控制器中的核心板电连接在PXIe背板2上的连接座为水平设置。
系统槽3由两个竖直、相间隔且与PXIe背板2相垂直的控制器竖架板31构成。
4、插接PXIe标准测控板卡的扩展槽4
由所述机壳1的正面向内看，多个由上至下排列的扩展槽4设置在机壳1内的左侧。
扩展槽4由两个竖直、相间隔且与所述控制器竖架板31平行的板卡支架板41构成。
扩展槽4的数量为5－7个，本发明的扩展槽4优选为5个，相邻两个扩展槽4在垂直方向上留有一定方便空气气流穿过的间隙。
当然，当插接PXIe系统控制器的系统槽3的上方还有空余空间时，可在系统槽3的上方再多设几个该扩展槽4。
5、散热装置
由可将机壳1内的热量排出机壳1的直流式的进风电扇15和排风电扇16组成。
由所述机壳1的正面向内看，在机壳1的左侧和右侧分别设有左夹层和右夹层，左夹层置于所述板卡支架板41的外侧，右夹层置于所述控制器竖架板31的外侧，两个夹层的内侧面和外侧面均为方便空气流动的多孔板14，两个夹层的外侧面即为机壳1的外侧面。
所述进风电扇15设置在右夹层中，可以为一个电扇，也可以为多个电扇。所述排风电扇16设置在左夹层中，同样，电扇的数量与可以为一个，也可为多个，优选进风电扇15的进风量与排风电扇16的排风量匹配。
在机壳1内设有至少一个温度传感器，这些温度传感器可分布在PXIe背板2近旁、所述系统槽3附近和所述扩展槽4附近。所述进风电扇15与排风电扇16的转速可根据温度传感器采集到的机壳1内温度的高低做适应性的变化。即温度传感器将采集到的机壳1内的温度信号传给所述PXIe背板2，PXIe背板2将采集到的温度值与设置在PXIe背板2内存中的温度设定范围进行比对，由该PXIe背板2的控制电路向所述进风电扇15和排风电扇16发出提高转速或降低转速的指令。
6、数据输入显示装置
其由输入数据的标准键盘5和用于显示数据信息的平板显示器6，标准键盘5为工业硅胶防水键盘和工业触控板，平板显示器6为工业宽温显示屏和工业电阻触摸屏。
标准键盘5设置在机壳1的顶表面上，平板显示器6设置在标准键盘5之上的翻盖板的内侧面上。
翻盖板的后侧通过铰接结构与机壳1顶面背侧连接在一起，在翻盖板的前侧与机壳1正面顶侧设有可将该翻盖板扣合并紧固在机壳1上的卡扣件13。
所述标准键盘5和平板显示器6通过连接总线与所述PXIe背板2电连接。
7、本发明有以下优点
1)通过专业的结构一体化设计，在一个全铝镁合金加固机箱中，内置PXIe系统控制器和定制的具有5个PXIe标准测控板卡扩展槽4的PXIe背板2。
可以根据测试场景的不同，插入不同的PXIe系统控制器，满足外场测试对不同处理器性能或不同IO接口的需求。
可以根据测试的要求，插入和更换不同功能的PXIe标准测控板卡，构建不同功能的便携式测控系统。
PXIe系统控制器为模块化设计，可以随时插拔更换，具有较大的灵活性。
2)合理放置高质量宽温测控电源、工业宽温显示屏、工业电阻触摸屏、工业硅胶防水键盘、工业触控板、加固把手12、硅胶防撞包角11和硅胶IO防护挡条。
3)PXIe系统控制器通过PCI Express链路与PXIe背板2连接，PXIe背板2通过PCIExpress Switch提供5个PXIe标准测控板卡的扩展槽4，可插入不同功能的模块化板卡，从而实现用户的测试测量数据采集。
4)测控电源给PXIe系统控制器和PXIe背板2供电，PXIe系统控制器内含处理器、内存和硬盘，并对外提供IO接口，构成便携测控平台的主控，控制并访问插在PXIe背板2上的各种功能测试板卡，进行便携式测控系统的开发及测试(参见图5所示)。
5)内置温度传感器，温度传感器通过线材与PXIe背板2连接，温度传感器感应设备内部的温度，PXIe背板2上的采集电路及控制电路根据温度传感器接收温度信息，控制设备内部的风扇转速，设备内部温度越高，风扇的转速越快，反之，风扇的转速越慢，风扇转速的自适应智能调节构建了设备良好的散热系统。
6)内置的PXIe背板2，其PXIe标准测控板卡的扩展槽4为高密度左右横向堆叠式排布，集成度高，模块紧凑，节省空间，机器比较薄，同时利于PXIe系统控制器和PXIe标准测控板卡进行高效散热。
Claims (7)
1.一种便携式多功能PXIe测控平台，包括机壳(1)和安装在机壳(1)内的PXIe背板(2)、多个插接PXIe标准测控板卡的扩展槽(4)及插接PXIe系统控制器的系统槽(3)，其特征在于：所述PXIe背板(2)竖直安装于机壳(1)正面内侧并与该机壳(1)正面平行，所述扩展槽(4)与系统槽(3)呈左右并列设置，其中，插接在所述扩展槽(4)内的PXIe标准测控板卡与插接在所述系统槽(3)内的PXIe系统控制器中的核心板水平设置并在机壳(1)内形成多个沿水平走向的空气层流通道；在机壳(1)内的左侧和右侧分别设有允许空气气流穿过的左夹层和右夹层，在所述右夹层中设有至少一个进风电扇(15)，在所述左夹层中设有与进风电扇(15)风量匹配且可将机壳(1)内热量带出的排风电扇(16)。
2.根据权利要求1所述的便携式多功能PXIe测控平台，其特征在于：在机壳(1)的顶表面固定设有输入数据的键盘，在键盘之上设有平板显示器(6)，该显示器的后侧通过铰接结构与机壳(1)连接在一起，所述键盘和平板显示器(6)通过连接总线与所述PXIe背板(2)电连接。
3.根据权利要求2所述的便携式多功能PXIe测控平台，其特征在于：在机壳(1)的边角设有内含金属骨架且由硅胶材质制作的防撞包角(11)。
4.根据权利要求3所述的便携式多功能PXIe测控平台，其特征在于：所述机壳(1)由铝合金、镁合金或冲击韧性高的硬质塑料所制。
5.根据权利要求4所述的便携式多功能PXIe测控平台，其特征在于：所述机壳(1)的长度在280mm-450mm；宽度在250mm-400mm；高度在80mm-180mm。
6.根据权利要求5所述的便携式多功能PXIe测控平台，其特征在于：在所述机壳(1)内设有通过所述PXIe背板(2)依据机壳(1)内温度的高低来控制所述进风电扇(15)与排风电扇(16)的转速的温度传感器。
7.根据权利要求6所述的便携式多功能PXIe测控平台，其特征在于：所述扩展槽(4)的数量在5-7个。
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