平臺加溫控制器自動(dòng)化測試系統

　　摘要：本文在深入了解平臺系統的基礎上，設計了一套用于平臺自動(dòng)加溫控制系統。系統硬件部分采用模塊化設計方式，分別采用電阻測量、信號濾波、溫度控制等模塊，并結合平板電腦實(shí)現對平臺系統的加溫、測溫。系統軟件部分采用LabVIEW軟件平臺，充分利用LabVIEW特有的多線(xiàn)程軟件架構，實(shí)現對平臺系統的加溫方式選擇、測溫數據記錄、溫度報警顯示。系統研制完成后進(jìn)行老練考核系統的穩定性、可靠性，并與標準儀器比對測試數據，比對結果表明，該系統具有測量誤差小，測量數值穩定等特點(diǎn)。系統參與了平臺系統不同環(huán)境下的試驗，試驗結果表明該系統具有便攜、易維護的特點(diǎn)。

　　引言

　　三軸陀螺穩定平臺(以下簡(jiǎn)稱(chēng)平臺)的主要作用是在火箭內按制定的戰術(shù)技術(shù)指標，建立一個(gè)與火箭的角運動(dòng)無(wú)關(guān)的導航坐標系，為加速度計提供可靠的測量基準，也為火箭姿態(tài)角的測量提供所需的坐標基準^[1]。目前，平臺加溫控制器采用手動(dòng)操作、人為監測的方式，數據記錄不完善，設備維護不方便。

　　為了適應火箭密集發(fā)射的需要，火箭相關(guān)的測試設備需要進(jìn)一步技術(shù)改造，平臺加溫控制器自動(dòng)化測試系統(以下簡(jiǎn)稱(chēng)系統)利用當前測控領(lǐng)域的新技術(shù)，借助于現代計算機測控技術(shù)，完成對平臺內腔的加溫預熱，結合表頭溫控實(shí)現平臺二級溫控，確保平臺內陀螺和加速度計表頭溫度穩定。同時(shí)實(shí)時(shí)監測記錄平臺內腔以及陀螺、加速度計表頭的電阻值。確保平臺系統內陀螺和加速度計環(huán)境穩定。為火箭正常發(fā)射提供有力保障，也為平臺異常情況分析提供可靠的數據依據。

　　1 系統設計

　　本系統是為實(shí)現對平臺的加溫、測溫，記錄測試數據和系統使用過(guò)程。此外，系統還需適應不同環(huán)境下的使用，降低遠距離測量過(guò)程中的誤差，提高測試數據的穩定性和可靠性。

　　所以本系統充分利用了當代測試領(lǐng)域的新技術(shù)和新方法，硬件部件設計上采用模塊化的方式，把整套系統按照功能分成不同的模塊，便于在各個(gè)測試場(chǎng)地檢查和維護。軟件上采用LabVIEW多線(xiàn)程的隊列設計模式并配合經(jīng)典的生產(chǎn)者消費者軟件架構，增強軟件的可維護性和可擴展性^[2]。軟件實(shí)時(shí)監測設備狀態(tài)，實(shí)時(shí)控制各個(gè)硬件模塊，并實(shí)時(shí)記錄測試數據，同時(shí)軟件簡(jiǎn)化操作步驟，明確操作提示，用圖文并茂的方式顯示測試結果。

　　1.1 系統硬件組成

　　系統硬件由電阻測量模塊、數據采集模塊、繼電器模塊、溫控器模塊、平板電腦組成。系統組成框圖如圖1所示。

　　電阻測量模塊測量平臺系統內的YX、YZ陀螺和X、Y、Z加速度計的阻值。若采用單端測量方式，測試線(xiàn)纜阻值會(huì )引起測試偏差，電阻測量模塊采用了三線(xiàn)制測量的方法，消除線(xiàn)纜誤差，保證測試阻值的精確性^[3]。測量后端加二階巴特沃斯濾波，截止頻率設為10Hz(3.16Hz理論值)，可有效消除工頻等干擾^[4]。測量原理如圖2所示。