蚴～ Ｄｅｖｅ１ ｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｒｏｃｋｅｔ Ｃｏｎｔｒｏ１ Ｂｏｘ Ｔｅｓｔｅｒ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ 刘艳菲 Ｌｉｕ ＹａｎＦｅｉ （中航工业洪都集团，江西南昌３３００２４） （ＡＶＩＣ Ｈｏｎｇｄｕ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｇｒｏｕｐ Ｌｔｄ．，Ｊｉａｎｇｘｉ Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００２４） 摘要：本文介绍了一款基于ＬａｂＶＩＥＷ开发平台下的火箭控制盒测试仪的开发过程，主要从硬件构建 和软件开发两方面进行论述，利用虚拟仪器技术开发的该测试仪能够有效地实现火箭控制盒所有性能指标 的测试任务。 关键词：数据采集；虚拟仪器；ＬａｂＶＩＥＷ 中图分类号：ＴＰ２７４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—４７９２（２０１２）０４一Ｏｌ １６．０４ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａ ｒｏｃｋｅｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｏｘ ｔｅｓｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＬａｂＶＩＥＷ， ａｎｄ ｍａｉｎｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈａｒｄｗａｒｅ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｖｉｒｔｕａｌ ｉｎｓｔｒｕ— ｍｅｎｔｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｃａｒｒｙ ｏｎ ｏｖｅｒａｌｌ ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ ｔｏ ｔｈｅ ｒｏｃｋｅｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｂｏｘ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｄａｔａ Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；Ｖｉｒｔｕａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ；ＬａｂＶＩＥＷ ０引言 打破了传统测试仪器的思想，以自己独特的设计理 火箭控制盒是飞机火控系统中的一项配套成 念开创了测试仪器新的发展方向。虚拟仪器是一种 智能化的仪器测试系统，它以计算机为基础，组合各 种用以实现测试功能的硬件，用来完成被测信号的 件，为了保证飞机工作的可靠性，必须在装机前对其 工作性能进行检测。目前使用的传统测试设备测量 误差大，数据显示不稳定，同时由于长期使用导致开 关接触不良等弊端日益突出。随着测试技术以及计 调理与采集，再利用软件实现对数据的分析、处理和 表达。 算机技术的飞速发展，传统测试仪器逐渐被先进的 虚拟仪器技术所取代。虚拟仪器以其自动化、智能 化、高速有效的测试技术得到了越来越多工程技术 人员的亲睐，其在测试领域的应用也越来越广泛，因 虚拟仪器的核心是其软件，通过虚拟仪器软件 开发平台我们可以用各种图标来模拟传统仪器面板 上的元器件，这些图标的外形以及实现的功能与真 实的元器件十分相像，使得人机交互界面非常形象 此利用当前流行的虚拟仪器技术改进现有的测试技 术成为必然的趋势。 １虚拟仪器简介 且直观，工作人员在操作时就如同操作传统测试仪 器一样得心应手。 ２硬件平台构建 虚拟仪器（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，简称ｖＩ）是自 １９８６年提出以来发展的比较迅速的一项新技术，它 ２．１技术指标 火箭控制盒是飞机武器系统中的一个配套产 品，用来控制和发射火箭弹。它有三种工作方式，在 不同工作方式下火箭控制盒将一定周期和数量的脉 图如图一所示。 工 基 冲电流依次输送给火箭发射器中的电点火具，使火 控 机 于 －一 箭弹按输出脉冲的次序进行发射。在发射火箭弹的匦垂 ＿－『证 至口—＿［三至至三二卜＿＿ Ｌ 同时，火箭控制盒需要将初始位置信号、弹尽位置信 Ｉ 广 ａ 咽ｂ Ｖ ｃ∞ ）－ ＜ ｍ ≤ 型 号以及相应的余弹脉冲数量输出到飞机上的电子显根据火箭控制盒的工作性能，我们需要测试的 叵互三二］一 ＩＥ Ｗ 的 某 火 图一测试仪原理框图 技术指标主要有以下几个方面： 直流电压测量：范围０￣３０Ｖ，测量精度：± ０．１ｖ。 直流电流测量：范围Ｏ．１Ａ￣＇２Ａ，测量精度：± ０．０１Ａ。离散量：１４路离散信号的采集以及开关量控制 信号的产生。 脉冲信号测量：频率１００ＨＺ以下的脉冲周期和 脉冲宽度，测量精度为±ｌｍｓ。 ２．２测试系统组成 要实现数据的采集，测试系统一般由以下几个 部分组成：计算机、应用软件、数据采集卡、被测产 品、信号调理板、硬件接口和连接电缆。其中计算机 为软件开发平台提供特定环境，在虚拟仪器软件的支持下成为过程通信、数据采集与分析的处理中心。 被测产品输出被测试信号，通过信号调理板完成信 号的变换、整形等处理，由数据采集卡在软件的控制 下采集经过调理的信号，再通过Ａ／Ｄ转换送给计算机加以保存或处理。从信号在测试系统中的流向可 以看出，软件是整个测试系统的关键，它使计算机具 有信号采集控制、处理及结果输出的能力，系统的核 心功能是由其完成的，而硬件则为整个系统的正常 运行提供了物质基础。 根据火箭控制盒测试过程中需要实现的技术指 标选取符合参数要求的硬件，组成的测试仪原理框 箭 ２．３信号调理板功能 控 制 该测试系统中信号调理板需要解决三个方面的 合 测 信号处理问题：（１）解决模拟量与ＤＡＱ板卡之间的 试 仪 电平匹配问题，火箭控制盒的工作电压是２７Ｖ，而 的 研 ＰＣＩ．１７１３能采集到的最大输入电压为１０Ｖ，因此需 制 要先将工作电压通过信号调理板进行降压，才能实 现数据的采集。（２）ＤＡＱ板卡采集的是电压信号，要 实现工作电流的采集，必须将其转化为电压信号。 （３）火箭控制盒的脉冲输出信号是一个非常不规则 的信号，其有效部分必须进行整形才能被电脑识别。 ２．４数据采集卡功能 军械综合测试仪的外围硬件选用的是研华公司 的数据采集控制卡ＰＣＩ．１７１３、ＰＣＩ．１７６２和 ＰＣＩ一１７８０，它们是利用ＰＣＩ总线技术实现的。可通过 安装其自带的驱动程序将适合该数据采集卡的功能 节点加载到ＬａｂＶＩＥＷ用户库中，从而满足系统软 件开发的需求。 ＰＣＩ－１７１３是基于ＰＣＩ总线的隔离高速模拟量 输入卡。它提供了３２路模拟量输入通道，支持双极 性的模拟信号输入，采样频率可达１００ｋＨｚ，１２位分 辨率及２５００ＶＤＣ的支流隔离保护，确保了实时信 号不问断的采集。通过测试软件对ＰＣＩ．１７１３数据采 集卡的控制，可以在测试画面中对各种信号实时监 测，以检测输人的工作电压是否符合精度要求，工作 电流是否正常反应了火箭控制盒的工作状况。 １ １ ７ ＰＣＩ一１７６２是基于ＰＣＩ总线的继电器输出及隔 离数字量输入板卡。它提供１ ６路光隔离数字量输 入，隔离保护电压为２５００ＶＤＣ，可在噪声环境下工 作。它带有８个继电器输出，可以用做开关控制式 小型电源断路开关。我们利用它来实现各种离散输 入量的监控以及产生开关量控制信号。 脉冲宽度的测量是通过ＰＣＩ一１７８０来完成的，它 是一款ＰＣＩ总线的多通道计数器／定时器卡，该卡 使用了ＡＭ９５１３芯片，能够通过ＣＰＬＤ实现计数器 ／定时器功能。 ３软件设计 ３．１开发软件的选择 在硬件基础确定的条件下，构造虚拟仪器的关 键在于选择合适的软件开发平台。该测试系统选用 专门为工程技术人员开发的编程语言——Ｌａｂ． ＶＩＥＷ，ＬａｂＶＩＥＷ编程思想采用的术语、图标和想 法都是工程技术人员在平时工作中十分熟悉的，并 且它不像Ｂａｓｉｃ、ｃ＋＋等语言受语法规则的限制，这 样可以极大地节省软件程序的开发时间。ＬａｂＶＩＥＷ 软件作为一个具有良好开放性的虚拟仪器开发平 台，能够为面向仪器编程提供强有力的支持。 ３．２人机操作界面 ＬａｂＶＩＥＷ软件开发平台拥有丰富且形象的控 件资源，利用与真实元器件类似的图标（如开关、指 示灯等）我们可以构造一个方便、直观的图形化操作 界面，通过移动、点击鼠标等简单的操作就可以完成 火箭控制盒的测试任务。火箭控制盒测试界面如图 二所示。 ３．３软件编写 根据个人喜好建立形象的测试界面后，为使界 面真正地具有可操作性，必须完成框图程序的编写 图二测试界面 工作。一个Ⅵ程序流程图就是其执行代码，它相当 于普通编程语言中一行行的语句，由各种能够完成 一定功能的模块使用连线连在一起而构成。在火箭 控制盒测试仪中，我们主要是利用ＬａｂＶＩＥＷ完成 控制信号的产生，即产生阶跃等控制信号，实现Ａ／Ｄ 数据采集、计数、数据分析等功能。 ３．３．１模拟量的采集 通过观察画面上的电表可以实时监控火箭控制 盒的工作电压和工作电流，这些数据的采集是通过 ＰＣＩ一１７１３得到的，而这个数据采集的控制过程是通 过基于流程图的图形化编程方式实现的（见图三）。 ＬａｂＶＩＥＷ框图程序由功能节点和数据连线组成，可 以根据测试的需要在“Ｆｕｎｃｔｉｏｎ模板”选取不同的功 能模块。例如在工作电压的采集过程中，我们选取的 功能模块主要有ＤｅｖｉｃｅＯｐｅｎ．ｖｉ、ＡＩＣｏｎｆｉｇ．ｖｉ、ＡＩ－ ＶｏｌｔａｇｅＩｎ．ｖｉ、ＤｅｖｉｃｅＣｌｏｓｅ．ｖｉ及Ｍｕｌｔｉｐｌｙ。需要设置 的主要参数有“设备号”、“通道号”、“增益”及“触发 模式”，这些都应根据具体情况确定。将所选取的功 能模块及各个参数按照数据在程序中的流动方向进 行必要的连线之后，就完成了工作电压测试过程的 编程。 图三工作电压采集过程图 ３．３．２离散量的采集 更提高了工作效率。 ４结束语 在火箭控制盒的测试过程中，需要采集多路通 道的离散信号。我们可以将其采集过程写成一个独 立的子Ⅵ，只需选择不同的通道就可以实现对各路 利用ＬａｂＶＩＥＷ开发平台研制的该火箭控制盒 测试仪操作界面友好、人机交互性强，能够方便、有 效地完成该产品全部性能指标的测试任务，同时能 信号的采集。利用子Ⅵ的方法不仅能够简化软件 编写界面，更为程序编写工作提供了方便。 ３．３．３脉冲宽度测量 火箭控制盒工作时产生的脉冲宽度以及脉冲周 够为以后的测试仪器开发提供参考。 参考文献 ［１］ＰＣＩ－１７１３ Ｕｓｅｒ’Ｓ Ｍａｎｕａｌ［Ｍ］．Ａｄｖａｎｔｅｃｈ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．１９９９． 期是其主要性能参数，因此必须检测其是否符合技 术要求。在传统测试方法中，我们需要外接示波器 来实现脉冲信号的采集，并通过一一比较的方法找 【２］ＰＣＩ一１ ７６２ Ｕｓｅｒ’Ｓ Ｍａｎｕａｌ【Ｍ］．Ａｄｖａｎｔｅｃｈ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．２００１． 出１２路脉冲信号中的最小脉冲宽度。而在该测试 仪中我们通过计数器卡ＰＣＩ．１７８０和软件来实现这 一［３］ＰＣＩ一１ ７８０ Ｕｓｅｒ’Ｓ Ｍａｎｕａｌ【Ｍ］．Ａｄｖａｎｔｅｃｈ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．２００２． 功能。首先通过点击测试画面上的“发射按钮”将 ［４］戴敬，王世立，等．ＬａｂＶＩＥＷ基础教程［Ｍ］．北 基于Ｌａ叮＜ＩＥ≤的某型火箭控制盒测试仪的研制 端口，从而将工作电压输送给火箭控制盒，火箭控制 京：国防工业出版社，２００２． 一个开关量控制信号传送至ＰＣＩ．１７６２的一路ＤＯ 盒工作后将在ＰＣＩ．１７６２的一路ＤＩ端口产生一个高 【５］杨乐平，李涛涛，肖相生，等．ＬａｂＶＩＥＷ程序 设计与应用［Ｍ】．北京：电子工业出版社，２００１． 电平，当接收到该高电平时计数器卡ＰＣＩ． １７８０开始 计时，直到该高电平消失。计数完成后将结果输入 到“脉冲宽度”显示框中，即得到火箭控制盒各路脉 冲宽度，再利用ＬａｂＶＩＥＷ中的“Ａｒｒａｙ Ｍａｘ＆Ｍｉｎ” 作者简介 刘艳菲（１９８ｏ－＿），女，汉族，大学本科，工程师，现 模块取最小值，即可方便地得到测试结果。利用虚 拟仪器实现脉冲宽度测量不仅提高了测试的精度， 在中航工业洪都集团公司从事特设火控专业的工 作。
