CN116465445B - 机动式标校检定车的检定校准系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机动式标校检定车的检定校准系统，涉及测试系统技术领域。所述系统包括综合检定设备、通用检定设备、计量适配器以及测试电缆；通用检定设备和综合检定设备互为补充，构成机动式标校检定车的共性计量检定资源平台；PXI/PXIe机箱分别通过矩阵开关模块、静态DIO模块、动态DSR模块、多功能采集模块、数字多用表模块、音频分析模块以及射频开关模块与通用测试接口双向连接；GPIB/多功能串口网关分别通过任意波形发生器、频率计、数字示波器、射频信号源、程控衰减器、频谱计以及矢量网络分析仪与通用测试接口双向连接。所述系统能够方便的完成多种武器装备的检定以及校准工作，使用方便，且功能多样。

Description

机动式标校检定车的检定校准系统

技术领域

本发明涉及测试系统技术领域，尤其涉及一种机动式标校检定车的检定校准系统。

背景技术

目前，在军事装备或民用设备中会使用到各种各样的测量仪器和控制设备，上述测量仪器和控制设备经过长时间的使用会造成测量或控制不准确，进而造成稳定性差，因此，对于上述测量仪器和控制设备需要进行定期的检定以及校准工作，使相关仪器、设备的测量和控制更精确，进而使其工作更稳定。现有技术中的检定以及校准仪器一般都是单独使用，功能单一，造成携带和使用不方便，无法满足多种装备测量仪器以及控制设备的校准和检定功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种能够方便的完成多种武器装备的检定以及校准工作，使用方便，且功能多样的机动式标校检定车的检定校准系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：包括综合检定设备、通用检定设备、计量适配器以及测试电缆；通用检定设备和综合检定设备互为补充，构成机动式标校检定车的共性计量检定资源平台；

所述综合检定设备包括位于减震加固机箱内的零槽控制器，所述零槽控制器分别与减震加固机箱外的KVM显控终端以及GPIB/多功能串口网关双向连接；所述零槽控制器与减震加固机箱内的PXI/PXIe机箱双向连接，所述PXI/PXIe机箱分别通过矩阵开关模块、静态DIO模块、动态DSR模块、多功能采集模块、数字多用表模块、音频分析模块以及射频开关模块与通用测试接口双向连接，所述通用测试接口与计量适配器之间双向连接，所述计量适配器用于连接被测单元；

所述通用检定设备包括GPIB/多功能串口网关，所述GPIB/多功能串口网关分别通过任意波形发生器、频率计、数字示波器、射频信号源、程控衰减器、频谱计以及矢量网络分析仪与通用测试接口双向连接；

所述零槽控制器包括微处理器模块，所述微处理器模块与龙芯桥片之间双向连连接，所述微处理器模块通过RS232驱动器与RS232串口连接，龙芯桥片的DVO接口通过视频转换模块与VGA/DVI显示信号接口连接；龙芯桥片的RGMII接口通过PHY及变压器模块与千兆以太网接口连接；龙芯桥片的USB接口经ESD保护及电源管理模块与USB接口连接；硬盘模块与龙芯桥片的SATA接口连接；电池模块的电源输出端与所述龙芯桥片的电源输入端连接；所述龙芯桥片与PXI背板连接器的Linkcap的信号输出端连接，所述龙芯桥片的I2C接口通过电平转换模块与所述PXI背板连接器的IPMB引脚连接；

所述矩阵开关模块包括前面板连接器和PXI接口，所述前面板连接器和PXI接口之间设置有若干个处理单元，所述处理单元包括CPLD功能控制模块、缓冲芯片以及继电器矩阵，所述PXI接口依次经CPLD功能控制模块、缓冲芯片以及继电器矩阵与前面板连接器连接，所述PXI接口与PXI总线连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述系统主要包括综合检定设备、通用检定设备以及计量适配器。通用检定设备和综合检定设备互为补充，构成机动式标校检定车的共性计量检定资源平台。所述系统能够方便的完成多种武器装备的检定以及校准工作，使用方便，且功能多样。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例所述系统的原理框图；

图2是本发明实施例所述系统中减震加固机箱的结构示意图；

图3是本发明实施例所述系统中内框装配爆炸图；

图4是本发明实施例所述系统中机箱内走线示意图；

图5是本发明实施例所述系统中零槽控制器的原理框图；

图6是本发明实施例所述系统中矩阵开关模块的原理框图；

图7是本发明实施例所述系统中静态DIO模块的原理框图；

图8是本发明实施例所述系统中静态DIO模块的查询输入方式工作原理图；

图9是本发明实施例所述系统中多功能采集模块的原理框图；

图10是本发明实施例所述系统中多功能采集模块的时序图；

图11是本发明实施例所述系统中数字多用表模块的原理框图；

图12是本发明实施例所述系统中音频分析模块的原理框图；

图13是本发明实施例所述系统中射频开关模块的原理框图；

图14是本发明实施例所述系统中仪器和GPI的测试通道连接关系图；

图15是本发明实施例所述系统中计量适配器的主要原理框图；

图16是本发明实施例所述系统中计量适配器连接原理框图；

图17是本发明实施例所述系统中计量适配器的工作原理框图；

图18是本发明实施例计量适配器中核心处理器模块的电路原理图；

图19是本发明实施例计量适配器中CAN总线扩展电路的原理图；

图20是本发明实施例计量适配器中RS422总线扩展电路的原理图；

图21是本发明实施例计量适配器中RS485总线扩展电路的原理图；

图22是本发明实施例计量适配器中RS232总线扩展电路的原理图；

图23是本发明实施例计量适配器中激励模块的原理图；

图24是本发明实施例计量适配器中逻辑控制电路的原理图；

图25是本发明实施例计量适配器中网络交换模块的原理图；

图26是本发明实施例计量适配器中网络变压器电路的原理图；

图27是本发明实施例计量适配器中网络供电模块的原理框图；

图28是本发明实施例计量适配器中计量适配器的外观结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明实施例公开了一种机动式标校检定车的检定校准系统，包括综合检定设备、通用检定设备、计量适配器以及测试电缆；通用检定设备和综合检定设备互为补充，构成机动式标校检定车的共性计量检定资源平台；

所述综合检定设备包括位于减震加固机箱内的零槽控制器，所述零槽控制器分别与减震加固机箱外的KVM显控终端以及GPIB/多功能串口网关双向连接；所述零槽控制器与减震加固机箱内的PXI/PXIe机箱双向连接，所述PXI/PXIe机箱分别通过矩阵开关模块、静态DIO模块、动态DSR模块、多功能采集模块、数字多用表模块、音频分析模块以及射频开关模块与通用测试接口双向连接，所述通用测试接口与计量适配器之间双向连接，所述计量适配器用于连接被测单元；

所述通用检定设备包括GPIB/多功能串口网关，所述GPIB/多功能串口网关分别通过任意波形发生器、频率计、数字示波器、射频信号源、程控衰减器、频谱计以及矢量网络分析仪与通用测试接口双向连接。

综合检定设备主要针对无线电电子学、时间频率、电磁等参数计量需求进行综合集成，可满足车载安装和携行使用。综合检定设备主要包括18槽PXIe机箱、PXIe零槽控制器、PXI板卡仪器、部分通用检定设备（资源复用）和通用检定接口（GPI），PXI设备安装在1个带有减震器的组合式机箱内。KVM与零槽控制器连接，用于键盘、鼠标输入和屏显输出。为综合检定设备配置通用检定接口（GPI）和电缆，用于驳接专装适配器。综合检定设备功能框图如图1所示。

减震加固机箱主要由屏蔽板、前后面板、电源控制单元、内部走线等零件，以及外框、内框、减震器、前后盖和万向轮等组成。

PXI机箱及模块主要由PXI/PXIe混合总线机箱、零槽控制器、矩阵开关模块、静态DIO模块、动态DSR模块、多功能采集模块、数字多用表模块、音频分析仪模块、射频开关模块等组成。

KVM显控终端主要由键盘、显示器、触摸板等组成。

通用计量接口（GPI）主要由接收器、接收器模块、挡块、插孔及线缆等组成。

通用检定设备（资源复用）主要由GPIB/多功能串口网关、任意波形产生器、频率计、数字示波器、射频信号源、程控衰减器、频谱仪、功率计、矢量网络分析仪、电子校准模块等组成。

计量适配器和电缆主要由通用计量适配器及电缆、备计量适配器及电缆等组成。

综合检定软件主要由自动检定、虚拟仪器、自检校准、信息管理、系统设置、检定程序开发、帮助等组成。

减震加固机箱主要由屏蔽板、前后面板、电源控制单元、内部走线等零件，以及外框、内框、减震器、前后盖和万向轮等组成，其结构如图2所示。

外框和前后盖采用滚塑工艺，对内框起支撑和保护作用，外框底部装万向轮，便于搬移。内框是设备安装架，内框通过3组12个阻尼减震器悬挂在外框内。内框上安装前后面板，上下左右屏蔽板，用于电磁屏蔽。内框上还安装有通用计量接口（GPI）、电源控制单元、PXI机箱及模块、内部走线等。内外框选用国产山容RU100减震加固机箱。内框用三组12个阻尼减震器悬挂安装在外框上，起减震和支撑作用。

内框电磁屏蔽设计：内框、屏蔽板、前后面板、电源控制单元、GPI等共同构成完整的电磁屏蔽箱体。内框和前后面板、屏蔽板之间采用搭接设计，搭接处做导电氧化，搭接电阻≤10mΩ；GPI的接受器前后接触面做电磁屏蔽沟槽，内部填充导电橡胶垫圈，接触电阻≤10mΩ；屏蔽板上风道安装通风波导，波导选择截止波速频段范围为10kHz~18GHz；电源控制单元在机箱内部做电磁屏蔽盒，内设电磁滤波器，隔绝电源线端干扰。展开后的内框装配爆炸图见图3所示。

内部走线设计：

减震加固机箱内部走线如图4所示。其中：电源部分用粗箭头线表示。从机箱外部输入的交流电，在电源单元中分为三路，一路提供PXI机箱，一路提供给轴流风机，一路提供给前面板的急停开关。

信号部分用黑色箭头线表示。PXI机箱零槽输出1个网口到后面板，另外1个网口和2个串口到GPI；PXI机箱的矩阵开关、静态DIO、动态DSR、多功能采集、数字多用表、音频分析仪、射频开关上GPI；前面板接口引入的通用检定设备（资源复用）信号包括任意波形产生器、频率计、数字示波器、射频信号源、程控衰减器、频谱仪、功率计、矢量网络分析仪到GPI。

PXI/PXIe混合总线机箱

AMC58104-D是一款通用的PXIe总线18槽机箱，支持3U尺寸板卡，其主要功能有：为插入背板内的PXIe/PXI模块提供槽位接口；提供统一的电源和总线信号，实现程序控制下的PXIe/PXI模块各种命令、数据等信息在总线背板上正确传输；冷却风扇可由用户设置“自动”或者“全速”，使PXIe/PXI测试系统处于良好的温度环。此外，该背板还支持PXIe总线触发等功能。

零槽控制器：

AMC5810是航天测控公司研制的基于龙芯CPU的PXIe嵌入式控制器系列产品，专门为基于PXIe的各类测试系统而设计，为各种测试应用提供具有卓越性能，耐用且稳定的操作环境。

各类基于PXIe的测试系统通常由PXIe平台和多样化的高性能仪器模块组成，进而完成复杂的测试任务。AMC5810为连接和控制各类仪器提供了诸如USB和COM等接口，此外该系列嵌入式控制器具有两个千兆以太网接口，该特点可使得用户能够将其中一个用于LAN连接，另一个用于控制新一代LXI仪器，另外应用该双网口硬件方案也可实现网口冗余功能的系统设计。

零槽控制器功能框图如图5所示，所述零槽控制器包括微处理器模块，所述微处理器模块与龙芯桥片之间双向连连接，所述微处理器模块通过RS232驱动器与RS232串口连接，龙芯桥片的DVO接口通过视频转换模块与VGA/DVI显示信号接口连接；龙芯桥片的RGMII接口通过PHY及变压器模块与千兆以太网接口连接；龙芯桥片的USB接口经ESD保护及电源管理模块与USB接口连接；硬盘模块与龙芯桥片的SATA接口连接；电池模块的电源输出端与所述龙芯桥片的电源输入端连接；所述龙芯桥片与PXI背板连接器的Linkcap的信号输出端连接，所述龙芯桥片的I2C接口通过电平转换模块与所述PXI背板连接器的IPMB引脚连接。

矩阵开关模块：AMC4613A是基于PXI总线的两个双线4x16矩阵开关。模块具有集成化高、控制灵活的特点。模块采用磁保持继电器，当模块意外掉电时，仍然可以保持掉电前的工作状态。AMC4613A由PXI接口电路、控制电路、数据缓冲电路、驱动电路以及继电器矩阵开关组成，可以实现多信号通断、切换控制。AMC4613A继电器控制开关模块由PXI接口电路、控制电路、数据缓冲电路、驱动电路以及继电器阵列组成，其原理框图如图6所示。

如图6所示，所述矩阵开关模块包括前面板连接器和PXI接口，所述前面板连接器和PXI接口之间设置有若干个处理单元，所述处理单元包括CPLD功能控制模块、缓冲芯片以及继电器矩阵，所述PXI接口依次经CPLD功能控制模块、缓冲芯片以及继电器矩阵与前面板连接器连接，所述PXI接口与PXI总线连接。

PXI总线信号通过前端接口电路（FPGA实现）转换成本地总线，本地总线经过CPLD译码处理后，控制板上继电器缓冲芯片,缓冲芯片直接控制继电器矩阵。本模块采用上下板结构，框图中的FPGA和PXI接口，前面板连接器位于下板。其中矩阵开关为两个独立的双线4x16矩阵，通过连接外部不同的端子盒可以组成双线4x32矩阵开关或者双线8x16矩阵开关。

静态DIO模块：AMC4502是一种32通道光电隔离双向I/O模块，用户通过订制可使输出处于集电极开路状态，对继电器通断进行控制。作为数字I/O设备，AMC4502在离散控制、信号开关、计算机与外部设备的接口、数字通讯设备的测试等方面有着广泛的应用。输入输出电路采用光电隔离设计。为方便用户使用，32路信号分为2组，每组16线，2组信号分别共地，全部32通道均可独立定义为输入或输出。AMC4502模块为符合PXI标准3U尺寸，即模块尺寸为：160mm×100mm×20mm。前面板有一个AMP68芯孔型连接器。

AMC4502-PXI总线32通道继电器采样开关模件，主要用于转接模拟信AMC4502 32通道光电隔离双向I/O开关量PXI模块主要包括两部分电路：PXI接口电路、32通道光电隔离双向I/O开关电路，如图7所示。

如图7所示，所述静态DIO模块包括输出连接器和PXI接口及控制电路，所述输出连接器与所述PXI接口及控制电路之间设置有若干个静态DIO处理单元，所述静态DIO处理单元包括驱动电路、光电隔离电路以及缓冲电路，所述输出连接器与所述驱动电路之间双向连接，所述驱动电路与所述光电隔离电路双向连接，所述光电隔离电路与所述缓冲电路双向连接，所述缓冲电路与所述PXI接口及控制电路双向连接，所述PXI接口及控制电路与PXI总线连接。

动态DSR模块：PXI-DV1032-100-64M模块是一种高密度100Mbps PXI总线数字IO仪器，主要用于对各种数字和混合信号集成电路进行特征分析、验证和测试，也可用于板级别电路数字信号的仿真和故障诊断。此模块由一个数据序列控制器和32个功能完全一样的数据通道组成，并可扩展至512通道。此模块能够执行直流和交流参数测试，每个数字通道可以单独设置为驱动器高、驱动器低、检测高、检测低和可编程电子负载。此外，每个通道提供一个精密参数测量单元(PMU)，为用户提供并行直流参数测量的能力。此模块提供了64 M深度每通道的矢量内存，且任意通道具有双向收发功能，并能按照时钟周期进行切换。该板支持激励/响应和实时比较操作模式，允许用户最大限度地对测试组件进行测试。

多功能采集模块：AMC4324C 是一款基于PXI总线的8通道全差分输入隔离并行A/D模块。模块采用数字隔离技术实现通道间隔离，模拟通道与背板总线隔离，可实现8通道模拟信号的高速、高精度数据采集；每通道配备独立的16bit分辨率ADC，最高采样率达1MSa/s；内部配备8通道共享的板载存储器，最大可实现32M采样点的大数据量本地缓存，降低对总线带宽的依赖；采用DMA传输技术，保证数据不间断传输，实现连续采集；可选择多种触发源，采用高精度同步技术实现8通道信号的同步并行采集。该模块主要应用于计算机自动测试领域中多路动态模拟量的并行采集。

AMC4324C主要应用了模数转换、SDRAM存储、多模式触发等技术，模块的内部结构主要包括隔离电路、可编程放大电路、滤波电路、采集电路、电源电路、SDRAM存储电路，PXI总线接口电路及控制逻辑电路等。采用外部校准源校准，可以保证数据采集结果具有非常高的精度。AMC4324C模块支持用户手动校准，另外，模块可以选配外部自动校准程序和配套校准工装。

AMC4324C模块电路由保护电路、隔离电路、可编程放大电路、衰减电路、滤波电路、A/D采集电路、SDRAM数据存储电路、PXI总线接口电路、触发电路等组成。模块功能框图和模块前端输入电路原理框图模块功能框图和模块前端输入电路原理框图如图8所示。隔离并行A/D控制逻辑主要实现模拟信号的采集控制，包括AD时钟控制、并行控制、触发选择和存储控制四部分，其逻辑结构框图如图9所示。

如图8所示，所述多功能采集模块包括8个全差分输入隔离并行模块和与其输出端连接FPGA模块，所述全差分输入隔离并行模块包括保护电路，所述保护电路的输出端与PGA可编程增益电路的输入端连接，所述PGA可编程增益电路的输出端与衰减/滤波电路的输入端连接，所述衰减/滤波电路的输出端与A/D采样电路的输入端连接，A/D采样电路的输出端与数字隔离电路的输入端连接，所述数字隔离电路的输出端与所述FPGA模块的信号输入端连接，3.3V电源模块通过DC/DC隔离电源为所述全差分输入隔离并行模块中的电路提供工作电源，所述FPGA模块与PXI总线接口双向连接。

数字多用表模块：

AMC4312 PXI总线61/2数字多用表模块是基于PXI总线的六位半数字多用表模块。主要应用于PXI平台的信号高精度测量。模块具备直流电压、交流电压、直流电流、交流电流、2线电阻、4线电阻、频率测量、触发功能。模块为符合PXI标准3U尺寸，即模块尺寸为：160mm×100mm×20mm。前面板有四个香蕉头连接器和一个外触发接口。数字多用表模块结构图如图10所示。

数字多用表主要由总线接口电路、真有效值电路、电子开关及继电器阵列、测量电路、恒流源电路、FPGA 控制电路等组成。数字多用表通过总线接口电路与上位机通讯。总线接口电路中的FPGA 控制器将PXI 总线发来的命令字符串解释后，转换成相应的控制字，执行相应的控制。数据采集完成后再通过PXI 总线发送给上位机。

如图10所示，所述数字多用表模块包括DMM逻辑控制电路，所述数字多用表模块的输入端子与电子开关及继电器阵列的输入端连接，所述DMM逻辑控制电路与所述电子开关及继电器阵列的控制输入端连接，所述电子开关及继电器阵列与真有效值电路以及恒流源双向连接， 所述电子开关及继电器阵列的输出端与测量电路的输入端连接，所述DMM逻辑控制电路与PXI接口双向连接，所述PXI接口与PXI总线连接。

音频分析仪模块：AMC5866 PXIe 总线音频分析仪具有远高于同类产品的512kS/s的输入采样率，主要应用于高性能音频信号的产生和测量，尤其广泛应用于电台测试中，通过对解调后的音频信号进行特性分析，实现解调器性能的验证。模块与传统用于音频测量的通用 PXI 数字化仪模块不同，AMC5866 体积小、集成度高，在一个单插槽 3U PXIe 模块中集成了双通道音频发生器和双通道音频分析仪功能。AMC5866 模块电路由连接器、电源转换芯片、继电器开关，运放、AD/DA 芯片、主控FPGA 芯片和E2PROM 等组成。

模块总体原理框图如图11所示，所述音频分析仪模块包括两路输入信号处理单元、两路输出信号处理单元和数字处理单元，所述输入信号处理单元的信号输出端与所述数字处理单元的两个信号输入端连接，所述数字处理单元的两个信号输出端与所述输出处理单元的信号输入端连接；所述输入信号处理单元包括交/直流耦合选择模块，所述交/直流耦合选择模块的输出端与第一阻抗选择电路的输入端连接，所述第一阻抗选择电路的输出端与第一信号调理电路的输入端连接，所述第一信号调理电路的输出端与滤波电路的输入端连接，所述第一滤波电路的输出端与AD转换模块的信号输入端连接，所述AD转换模块的信号输出端与所述数字处理单元中的信号分析计算模块的输入端连接；所述数字处理单元中的信号产生模块的信号输出端与输出信号处理单元中DAC转换器的信号输入端连接，所述DAC转换器的信号输出端与第二信号调理电路的输入端连接，第二信号调理电路的输出端与第二阻抗选择电路的输入端连接，所述第二信号调理电路的输出端与滤波选择电路的输入端连接，所述滤波选择电路的输出端为所述音频分析仪模块的信号输出端，所述数字处理单元的信号输出端与DDS发生器的信号输入端连接，所述DDS发生器的输出端分别与AD转换模块以及DAC转换器的控制信号输入端连接，所述数字处理单元的接口模块与PXle总线连接。

音频分析部分首先根据信号类型及大小和用户需求选择对应的耦合方式和匹配阻抗，再经过增益调节及滤波等处理送入AD 采集芯片进行AD 转换，转换后的数据经过FPGA 处理后通过PXIE 总线送往上位机进行处理及显示。音频输出部分FPGA 接收到上位机发送过来的输出命令后，控制DA 芯片输出相应的波形、控制信号调理电路对信号进行衰减及增益调节及信号偏置、控制阻抗选择电路选择相应的输出阻抗并根据用户需求选择是否进行两个通道信号叠加及抗混叠滤波，最终通过BNC 接口发送用户设定的信号。

射频开关模块：DC-26.5GHz 单通道SP6T开关模块（AMC4846A）是一款基于PXI总线，工作频段为DC-26.5GHz，具有单通道六路开关的模块。应用于多通道信号切换。射频开关模块为PXI总线标准模块，使用背板电源为+5V，+12V，+3.3V，其中+5V，最大消耗功率小于5W，+12V最大消耗功率小于6W，+3.3V最大消耗功率小于6W。模块主要由射频组件和PXI载板组成，产品总体结构框图如图12所示。

如图12所示，所述射频开关模块包括PXI总线逻辑模块和PXI载板，所述PXI载板包括PXI接口逻辑模块以及控制逻辑模块，所述PXI接口逻辑模块与控制逻辑模块双向连接，电源处理模块的电源输出端与所述PXI接口逻辑模块以及控制逻辑模块双向连接，所述PXI载板与射频开关电路双向连接。

通用计量接口（GPI）设计：

通用计量接口（以下简称GPI）外形如图13所示。其中接收器为安装在机架上的结构锁紧装置；接收器模块为数字/模块/射频/电源信号收发通道接口；挡块为空槽屏蔽板。

综合检定设备由PXI/PXIe模块化仪器和台式仪器共同构成。其中：

PXI/PXIe模块化仪器集成安装在加固机箱内；

台式仪器集成安装在方舱机架上；

除保留接口外，所有计量接口一律通过线缆引接到GPI上。

仪器和GPI的测试通道连接关系如图14所示。

通用检定设备：通用检定设备主要由车载经纬仪检定装置、测温仪、恒温槽、恒温恒湿箱、加速度传感器、测力传感器、压力校验仪、雨量标准仪、高精度数字万用表、多功能校准源、铷原子频率标准、频标比对器、时间检定仪、音频分析仪、通用计数器、微波频率计、射频信号源、测量接收机、功率计、矢量网络分析仪等组成，形成包括几何量参数、热学参数、力学参数、电磁参数、无线电电子学参数、时间频率参数等参数的检定/校准能力。

计量适配器和电缆

计量适配器和电缆主要组成部分如图15所示，

其中：通用ITA，可满足通用被测对象的计量保障需求；99A、04A、05A、15A、侦察指控、导航定位、AFT10、JWP02、ADK07B可满足相应综合检测系统/设备的计量保障需求。通用标校检定适配器及电缆用于实现对通用测试设备的计量服务。

99A坦克综合性能检测系统主要包括计量适配器、综合检定设备、99A式坦克检测适配器I、99A 坦克检测适配器II、综合检测平台及计量电缆。坦克综合性能检测系统的组成间连接关系为串接关系，综合检定设备GPI端与9计量适配器ITA端连接，通过计量适配器电缆分别与99A式坦克检测适配器I和99A式坦克检测适配器II连接。99A式坦克综合检测系统通过VPC接口分别与式99A式坦克检测适配器I和99A式坦克检测适配器II连接。连接关系图如图16所示。

所述计量适配器包括通用标校检定适配器和专用计量适配器，所述专用计量适配器包括99A坦克计量适配器，所述综合检定设备与所述99A坦克计量适配器之间通过GPI接口连接，所述99A坦克计量适配器的计量接口通过适配器电缆分别与两个99A式坦克检测适配器的检测接口连接，所述99A式坦克检测适配器的VPC接口与99A式坦克综合检测平台的VPC接口连接。

所述计量适配器包括核心处理模器模块，所述核心处理模器模块通过网络交换模块与网口连接，所述网口与所述计量适配器的资源接口双向连接，所述网络交换模块与总线模块、控制模块以及转换模块双向连接，用于接收相应的测试信号，所述总线模块与所述核心处理器模块双向连接，且所述总线模块分别与MIC总线以及计量接口连接；所述控制模块分别与激励模块以及逻辑控制模块双向连接，用于控制激励模块以及逻辑控制模块动作，所述激励模块以及逻辑控制模块通过所述计量接口与检测系统的检测接口连接，电源模块用于为所述计量适配器中需要供电的模块提供工作电源。

通过电缆将计量适配器分别与检测适配器I和式检测适配器II进行连接，运行计量软件模拟驾驶员任务终端、炮塔角速度传感器、激光警告、电气综合控制盒、车长任务终端、车体陀螺传感器、三防灭火抑爆MIC控制盒、热像仪、光电对抗主控制器、火控计算机、底盘电子装置、炮长MIC控制盒、自动跟踪、车长MIC控制盒、车长镜分系统、侧倾传感器、底盘MIC控制盒、炮塔电子装置、气象传感器、炮控计算机、炮控箱、陀螺仪、操纵台、角度限制器、发动机电控盒、MIC控制盒、弹种编码器、装弹机程控箱等装备部件，与式TK检测适配器I和式TK检测适配器II的测试软件交互配合完成对应的计量校准。

计量适配器设计：

计量适配器工作原理上，通过以太网交换机的数据通信交换原理，核心处理器模块模块模拟装备部件的工作逻辑，总线模块、控制模块与激励模块配合实现检测系统信号输出，转接模块将输出信号转接到计量适配器的计量接口上，与计量软件配合完成检测系统输出信号的计量功能。计量平台将信号源等通用仪器连接到计量适配器内，计量适配器的转接模块将信号源信号输入到检测系统，与计量软件配合完成检测系统输入信号的计量功能。MIC总线与计量软件配合时，将专用总线电缆连接到检测系统与计量适配器上。计量适配器的工作原理如图17所示。

1）总线模块

总线接口：以太网；

串口总线：通道数量：4路，RS232/485/422可配置，支持标准的总线电气规范，通讯速率最大115.2kbps；

CAN总线：通道数量2路，支持CAN2.0A/B协议规范，通讯速率5kbps～1Mbps；

MIC总线：通道数量1路，采用双通道冗余设计，能够监听总线通讯数据，支持PIM、RSM、DIM、DOM等工作模式。采用命令/响应协议，通讯速率最大2Mb/s。

供电：DC12V；

2）控制模块

总线接口：以太网；

A/D资源：64路单端或32路差分，±10V输入范围，精度±1%F.S，采样率250kS/s；

D/A资源：3路单端，±10V输出范围，精度±1%F.S，转换率250kS/s，输出信号支持任意波形输出、支持函数信号发生器功能；

数字I/O：40路可按位、按字节操作，兼容3.3V、LTCMOS电平，支持任意数字波形输出功能；

供电：DC12V；

3）核心处理器模块

计量适配器的核心处理器模块主要用于装备部件工作逻辑的模拟，部件总线通讯协议的控制，同时可以扩展I/O信号、串口信号、CAN总线信号等，选用型号为GD32F450的国产MCU。电路图如图18所示。

4）CAN总线

CAN总线扩展电路选用SIT1040T芯片，CAN2_T和CAN2_R与核心处理器模块连接，CAN2_H和CAN2_L为CAN总线的扩展通道，一个芯片可以扩展一路CAN总线通道。电路图如图19所示。

5）串口总线

RS422扩展电路选用SIT3490ESA芯片，TX_6和RX_6与核心处理器模块连接，TX+、TX-、RX+和RX-为RS422总线的扩展通道，一个芯片可以扩展一路RS422总线通道。电路图如图20所示。

6）串口总线

RS485扩展电路选用SIT13485E芯片，TX_3和RX_3与核心处理器模块连接，RS485_A和RS485_B为RS485总线的扩展通道，一个芯片可以扩展一路RS485总线通道。电路图如图21所示。

RS232扩展电路选用SIT3232E芯片，TX1_232和RX1_232与核心处理器模块连接，RS232_TX1和RS232_RX1为RS232总线的扩展通道，一个芯片可以扩展一路RS232总线通道。电路图如图22所示。

7）激励模块

激励模块信号用于给被计量的检测系统输入激励信号。在计量过程中，需要多路激励信号的配合，在输入不同的电压值或频率信号时检测系统才能输出被计量的信号。计量平台直接输出激励信号的叫电流驱动能力并不能满足要求，需要增加驱动能力。计量适配器输出的激励信号电压范围为-10V～+10V，增加运算放大器扩大输出电流的能力。

电路图如图23所示，所述激励模块包括运算放大器U1，电阻R111的一端为DA0输入端，电阻R111的另一端分为两路第一路经电容C66接地，第二路与所述运算放大器U1的同相输入端连接，电阻R101的一端接地，电阻R101的另一端分为两路，第一路与所述运算放大器的反相输入端连接，第二路经电阻R97与所述运算放大器的输出端连接；所述U1的V+输入端分为两路，第一路接+15V电源，第二路经电容C61接地；所述U1的V-输入端经电容C70接地；所述运算放大器U1的输出端与电阻R105的一端连接，所述电阻R105的另一端分为两路，第一路为所述激励模块的信号输出端，第二路经电容C62接地。

8）逻辑控制

逻辑控制输出主要用于给被计量的检测系统输入逻辑控制信号。在计量过程中，需要逻辑控制信号的配合，在输入高电平电源电压信号或低电平接地信号时检测系统才能输出被计量的信号。电路图如图24所示。

9）网络交换模块

网络交换模块选用的芯片型号为SF2507，一共8路通道，可以满足此项目的要求。电路图如图25示。

网络芯片不能直接与网络设备连接，中间需要网络隔离变压器进行连接，电路图如图26所示。

网络芯片的供电电压为3.3V，网络芯片需要在计量适配器调理板上电前先上电工作，电源转换电路的电源输入端为电源输入的控制前端，上位机可以通过网络芯片连接到控制模块控制上电电路给计量适配器上电。

电路图如图27所示，所述电源模块包括电源芯片U2，24V电源输入端分为三路，第一路经电容C6接地，第二路与电阻R7的一端连接，第三路与所述U2的7脚连接；所述电阻R7的另一端分为两路，第一路经电阻R8接地，第二路与所述U2的2脚连接；所述U2的6脚经电阻R9接地；所述U2的5脚接地；所述U2的8脚经电容C7与所述U2的1脚连接；所述U2的1脚分为两路，第一路经稳压二极管D3接地，第二路与电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端分为三路，第一路经与电阻R11的一端连接，第二路经电容C8接地，第三路为所述电源模块的3.3V输出端，所述电阻R11的另一端分为两路，第一路与所述U2的4脚连接，第二路依次经电阻R12以及电阻R13接地。

计量适配器外壳采用铸铝材料，由机身、盖板和底板组成，内部采用插卡结构，板卡上安装了锁紧装置，该结构既可保证适配器结构坚固、重量较轻，又方便维修拆装。计量适配器的外形图如图28所示。

计量适配器外形尺寸为mm（宽）×/>mm（深）×/>(高)(不含底板垫脚及两侧把手)。机箱左右有把手。机箱顶部装设备铭牌。底部安装橡胶减震器。前面板安装与检测适配器相连的计量航插座，后面板安装有与计量平台相连框架。

计量适配器内部采用插卡式设计，内部装有前/后横梁、底板、调理板及内部线束等组成。底板固定在前/后横梁上，调理板通过连接器与底板连接，用锁紧条固定在前/后横梁上。

Claims (10)

1.一种机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：包括综合检定设备、通用检定设备、计量适配器以及测试电缆；通用检定设备和综合检定设备互为补充，构成机动式标校检定车的共性计量检定资源平台；

所述综合检定设备包括位于减震加固机箱内的零槽控制器，所述零槽控制器分别与减震加固机箱外的KVM显控终端以及GPIB/多功能串口网关双向连接；所述零槽控制器与减震加固机箱内的PXI/PXle机箱双向连接，所述PXI/PXle机箱分别通过矩阵开关模块、静态DIO模块、动态DSR模块、多功能采集模块、数字多用表模块、音频分析仪模块以及射频开关模块与通用测试接口双向连接，所述通用测试接口与计量适配器之间双向连接，所述计量适配器用于连接被测单元；

所述通用检定设备包括GPIB/多功能串口网关，所述GPIB/多功能串口网关分别通过任意波形发生器、频率计、数字示波器、射频信号源、程控衰减器、频谱计以及矢量网络分析仪与通用测试接口双向连接；

所述零槽控制器包括微处理器模块，所述微处理器模块与龙芯桥片之间双向连接，所述微处理器模块通过RS232驱动器与RS232串口连接，龙芯桥片的DVO接口通过视频转换模块与VGA/DVI显示信号接口连接；龙芯桥片的RGMII接口通过PHY及变压器模块与千兆以太网接口连接；龙芯桥片的USB接口经ESD保护及电源管理模块与USB接口连接；硬盘模块与龙芯桥片的SATA接口连接；电池模块的电源输出端与所述龙芯桥片的电源输入端连接；所述龙芯桥片与PXI背板连接器的Linkcap的信号输出端连接，所述龙芯桥片的I2C接口通过电平转换模块与所述PXI背板连接器的IPMB引脚连接；

所述矩阵开关模块包括前面板连接器和PXI接口，所述前面板连接器和PXI接口之间设置有若干个处理单元，所述处理单元包括CPLD功能控制模块、缓冲芯片以及继电器矩阵，所述PXI接口依次经CPLD功能控制模块、缓冲芯片以及继电器矩阵与前面板连接器连接，所述PXI接口与PXI总线连接。

2.如权利要求1所述的机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：所述静态DIO模块包括输出连接器和PXI接口及控制电路，所述输出连接器与所述PXI接口及控制电路之间设置有若干个静态DIO处理单元，所述静态DIO处理单元包括驱动电路、光电隔离电路以及缓冲电路，所述输出连接器与所述驱动电路之间双向连接，所述驱动电路与所述光电隔离电路双向连接，所述光电隔离电路与所述缓冲电路双向连接，所述缓冲电路与所述PXI接口及控制电路双向连接，所述PXI接口及控制电路与PXI总线连接。

3.如权利要求1所述的机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：所述多功能采集模块包括8个全差分输入隔离并行模块和与其输出端连接FPGA模块，所述全差分输入隔离并行模块包括保护电路，所述保护电路的输出端与PGA可编程增益电路的输入端连接，所述PGA可编程增益电路的输出端与衰减/滤波电路的输入端连接，所述衰减/滤波电路的输出端与A/D采样电路的输入端连接，A/D采样电路的输出端与数字隔离电路的输入端连接，所述数字隔离电路的输出端与所述FPGA模块的信号输入端连接，3.3V电源模块通过DC/DC隔离电源为所述全差分输入隔离并行模块中的电路提供工作电源，所述FPGA模块与PXI总线接口双向连接。

4.如权利要求1所述的机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：所述数字多用表模块包括DMM逻辑控制电路，所述数字多用表模块的输入端子与电子开关及继电器阵列的输入端连接，所述DMM逻辑控制电路与所述电子开关及继电器阵列的控制输入端连接，所述电子开关及继电器阵列与真有效值电路以及恒流源双向连接， 所述电子开关及继电器阵列的输出端与测量电路的输入端连接，所述DMM逻辑控制电路与PXI接口双向连接，所述PXI接口与PXI总线连接。

5.如权利要求1所述的机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：所述音频分析仪模块包括两路输入信号处理单元、两路输出信号处理单元和数字处理单元，所述输入信号处理单元的信号输出端与所述数字处理单元的两个信号输入端连接，所述数字处理单元的两个信号输出端与所述输出信号处理单元的信号输入端连接；所述输入信号处理单元包括交/直流耦合选择模块，所述交/直流耦合选择模块的输出端与第一阻抗选择电路的输入端连接，所述第一阻抗选择电路的输出端与第一信号调理电路的输入端连接，所述第一信号调理电路的输出端与第一滤波电路的输入端连接，所述第一滤波电路的输出端与AD转换模块的信号输入端连接，所述AD转换模块的信号输出端与所述数字处理单元中的信号分析计算模块的输入端连接；所述数字处理单元中的信号产生模块的信号输出端与输出信号处理单元中DAC转换器的信号输入端连接，所述DAC转换器的信号输出端与第二信号调理电路的输入端连接，第二信号调理电路的输出端与第二阻抗选择电路的输入端连接，所述第二信号调理电路的输出端与滤波选择电路的输入端连接，所述滤波选择电路的输出端为所述音频分析仪模块的信号输出端，所述数字处理单元的信号输出端与DDS发生器的信号输入端连接，所述DDS发生器的输出端分别与AD转换模块以及DAC转换器的控制信号输入端连接，所述数字处理单元的接口模块与PXle总线连接。

6.如权利要求1所述的机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：所述射频开关模块包括PXI总线逻辑模块和PXI载板，所述PXI载板包括PXI接口逻辑模块以及控制逻辑模块，所述PXI接口逻辑模块与控制逻辑模块双向连接，电源处理模块的电源输出端与所述PXI接口逻辑模块以及控制逻辑模块双向连接，所述PXI载板与射频开关电路双向连接。

7.如权利要求1所述的机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：所述计量适配器包括通用标校检定适配器和专用计量适配器，所述专用计量适配器包括99A坦克计量适配器，所述综合检定设备与所述99A坦克计量适配器之间通过GPI接口连接，所述99A坦克计量适配器的计量接口通过适配器电缆分别与两个99A式坦克检测适配器的检测接口连接，所述99A式坦克检测适配器的VPC接口与99A式坦克综合检测平台的VPC接口连接。

8.如权利要求7所述的机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：所述99A坦克计量适配器包括核心处理器模块，所述核心处理器模块通过网络交换模块与网口连接，所述网口与所述计量适配器的资源接口双向连接，所述网络交换模块与总线模块、控制模块以及转换模块双向连接，用于接收相应的测试信号，所述总线模块与所述核心处理器模块双向连接，且所述总线模块分别与MIC总线以及计量接口连接；所述控制模块分别与激励模块以及逻辑控制模块双向连接，用于控制激励模块以及逻辑控制模块动作，所述激励模块以及逻辑控制模块通过所述计量接口与检测系统的检测接口连接，电源模块用于为所述计量适配器中需要供电的模块提供工作电源。

9.如权利要求8所述的机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：所述激励模块包括运算放大器U1，电阻R111的一端为DA0输入端，电阻R111的另一端分为两路第一路经电容C66接地，第二路与所述运算放大器U1的同相输入端连接，电阻R101的一端接地，电阻R101的另一端分为两路，第一路与所述运算放大器的反相输入端连接，第二路经电阻R97与所述运算放大器的输出端连接；所述U1的V+输入端分为两路，第一路接+15V电源，第二路经电容C61接地；所述U1的V-输入端经电容C70接地；所述运算放大器U1的输出端与电阻R105的一端连接，所述电阻R105的另一端分为两路，第一路为所述激励模块的信号输出端，第二路经电容C62接地。

10.如权利要求8所述的机动式标校检定车的检定校准系统，其特征在于：所述网络交换模块包括主控模块、网络变压器以及网络供电模块，所述主控模块通过网络变压器与网络设备连接，所述网络供电模块用于为所述主控模块以及网络变压器模块提供工作电源；所述主控模块使用SF2507型网络交换芯片；所述网络供电模块包括电源芯片U2，24V电源输入端分为三路，第一路经电容C6接地，第二路与电阻R7的一端连接，第三路与所述U2的7脚连接；所述电阻R7的另一端分为两路，第一路经电阻R8接地，第二路与所述U2的2脚连接；所述U2的6脚经电阻R9接地；所述U2的5脚接地；所述U2的8脚经电容C7与所述U2的1脚连接；所述U2的1脚分为两路，第一路经稳压二极管D3接地，第二路与电感L2的一端连接，所述电感L2的另一端分为三路，第一路经与电阻R11的一端连接，第二路经电容C8接地，第三路为所述电源模块的3.3V输出端，所述电阻R11的另一端分为两路，第一路与所述U2的4脚连接，第二路依次经电阻R12以及电阻R13接地。