關鍵字：DAQ-2204；虛擬儀器；國家軍用標準

對于飛機電氣系統(tǒng)來說，在其生產檢修過程中都需要對其電氣參數(shù)進行測試，然而，由于飛機電氣參數(shù)的多樣性，致使在進行某一電氣系統(tǒng)的測試時需要使用各種不同的測量儀器及儀表，這就增加了測試設備的投資和測試工作的繁瑣性。因此，有必要采用一套多功能的飛機電氣參數(shù)測試系統(tǒng)。

1、測試系統(tǒng)的功能簡介

飛機電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng)是根據飛機電氣系統(tǒng)設計和檢驗的需要而研制的一套專用測試設備，主要用于飛機供電系統(tǒng)、靜止變流器、變壓整流器及變壓器等電氣系統(tǒng)和產品地面試驗時的電氣特性參數(shù)測試，以評估被測對象的電氣特性是否滿足相關的國家軍用標準和設計規(guī)范的要求。

該測試系統(tǒng)主要基于凌華公司的DAQ-2204多功能采集卡，并與虛擬儀器技術相結合，不僅可以測量國家軍用標準GJB181-1986和最新修訂的GJB181A中規(guī)定的一些需要采用特殊數(shù)據采集和分析方法才能測量的參數(shù)，還可實時記錄多個通道的波形，在飛機電氣系統(tǒng)地面實驗時可替代示波器、萬用表和頻譜分析儀等儀器的功能；本測試系統(tǒng)還能回放已記錄的歷史數(shù)據，能夠按照國軍標的要求自動生成并打印測試報表和測試結果曲線對比圖。此外，利用采集卡上的數(shù)字I/O實現(xiàn)了對負載的加卸控制和參數(shù)的同步測試。

為便于和其它分析系統(tǒng)共享測試數(shù)據，該系統(tǒng)還實現(xiàn)了與局域網互聯(lián)。

2、飛機電氣參數(shù)測試的特點

對于現(xiàn)有的軍用和民用航空電氣系統(tǒng)，其核心部件的測試雖然有所不同（主要是激勵源、激勵位置和時機及測試點的不同），但其內在檢測實質卻是一致的：在一定時刻及一定位置對被測系統(tǒng)加一激勵，然后從適當?shù)臅r刻和位置獲取系統(tǒng)相應信息，最后通過分析軟件計算出電氣系統(tǒng)的各種性能參數(shù)值，從而對被測系統(tǒng)的性能作出相應的評估。

3 硬件實現(xiàn)原理

該測試系統(tǒng)的硬件部分主要由工控機、PCI數(shù)據采集卡、信號調理電路、傳感器以及打印機等組成，如圖1所示。

                 圖1、電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng)結構示意圖

3.1 數(shù)據采集卡及工控機

PCI數(shù)據采集卡是測試系統(tǒng)的核心部分，該系統(tǒng)選用了凌華公司的多功能數(shù)據采集卡DAQ-2204，它具備64路單端或32路差分模擬輸入通道，其單通道最高采樣頻率為3MS/s，12位分辨率；DAQ-2204通過掃描方式獲取各個通道的采樣數(shù)據，當掃描12路差分通道的信號時可以保證每個通道的采樣頻率在100kS/s以上，從而保證了按照國軍標GJB181的要求進行穩(wěn)態(tài)參數(shù)測試；選擇DAQ-2204作為采集卡的另一個原因是它配備了同步數(shù)字量輸入口（SDI），DAQ-2204采樣數(shù)據的低4位就是SDI輸入位，通過SDI獲取調理板的觸發(fā)和定時信號，可以很方便地實現(xiàn)瞬態(tài)參數(shù)測試和穩(wěn)態(tài)浪涌電壓分析；此外，利用DAQ-2204的24路通用數(shù)字I/O實現(xiàn)了對電氣負載的軟件加載和卸除，從而增加了系統(tǒng)的控制功能。所有這些性能均保證了對瞬態(tài)轉換特性及按照國軍標GJB-181要求的各種穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的測試。

鑒于電氣系統(tǒng)試驗現(xiàn)場有較大的電磁干擾，同時為保證系統(tǒng)具有良好的實時數(shù)據采集和快速分析能力，該系統(tǒng)選用了一臺高檔工控機作為主控制器。

3.2 傳感器與信號調理

該測試系統(tǒng)的被測信號包括飛機電氣系統(tǒng)的各種電壓和電流信號。其中，電壓信號直接進入調理箱，經過精密電阻分壓后進入測試系統(tǒng)；電流信號先經過LEM傳感器轉變?yōu)殡妷盒盘?，再由精密電阻取樣后進入測試系統(tǒng)。由于對包括交、直流電壓畸變和交流電壓的直流分量在內的三種參數(shù)的測試有特殊要求，在該測試系統(tǒng)中專門設計了相應的調理電路，以改善系統(tǒng)的帶寬和動態(tài)性能，從而提高了整個系統(tǒng)的綜合測試能力。

4 軟件設計方案

該系統(tǒng)作為一套電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng)，對分析軟件的要求比較嚴格，不僅要求軟件運行穩(wěn)健，還必須做到功能完善、執(zhí)行效率高及數(shù)據管理方便。因此，該系統(tǒng)的應用軟件開發(fā)平臺選擇了在測控界享有盛譽的圖形化開發(fā)軟件——LabVIEW7，利用虛擬儀器技術實現(xiàn)整個測量分析軟件。LabVIEW7是高效的圖形化開發(fā)環(huán)境，它集簡單易用的圖形化開發(fā)方式、靈活強大的編程語言和豐富的數(shù)據分析模塊于一身，可以大大縮短開發(fā)周期和提高軟件質量。

用戶在購買DAQ-2204時，凌華公司隨板卡提供了針對LabVIEW開發(fā)平臺的驅動軟件包——D2K-LVIEW，它保證了用戶在不需要開發(fā)板卡底層驅動的情況下通過簡單的設計即可實現(xiàn)功能完善的測試系統(tǒng)軟件模塊。有了D2K-LVIEW的支持，在進行基于LabVIEW的測控軟件設計時，不必花費大量時間去開發(fā)相應的板卡驅動，用戶在使用凌華公司的產品時像使用NI公司的產品一樣方便。

測試分析軟件根據測試內容的不同，分為兩部分：國軍標GJB181-1986規(guī)定的參數(shù)測試和國軍標GJB181A規(guī)定的參數(shù)測試。第一部分根據測試內容的不同分為幾個子模塊，包括：測試通道參數(shù)設置模塊、三相交流穩(wěn)態(tài)電壓分析模塊、交流電壓調制分析模塊、交流穩(wěn)態(tài)浪涌電壓分析模塊、頻率分析模塊、直流穩(wěn)態(tài)電壓分析模塊、功率及功率因數(shù)測量模塊和勵磁參數(shù)測試模塊；在GJB181A部分包括交流畸變測試模塊和直流畸變測試模塊等。每個測試模塊由主控制模塊統(tǒng)一調度，并且都實現(xiàn)了測試數(shù)據存儲、回放和測試報表生成打印等功能。

圖2和圖3分別是電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng)的軟件結構圖和三相交流穩(wěn)態(tài)電壓分析界面

                      圖2、電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng)的軟件結構圖

                     圖3、三相交流穩(wěn)態(tài)電壓分析界面

5 結束語

該飛機電氣參數(shù)綜合測試系統(tǒng)是根據航空電氣系統(tǒng)的特點而專門研制的，主要用于飛機電氣系統(tǒng)生產和維修時的檢驗和測試，其交、直流穩(wěn)態(tài)電壓和相移的測量精度達到了0.2%，瞬態(tài)測試精度也達到了0.5%，頻率精度為0.02%，完全滿足國軍標GJB181-1986和GJB181A的測試要求，已被多個航空電氣系統(tǒng)的生長廠和科研院所采用，效果令人滿意。

參考文獻：

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