多路三轴光纤陀螺自动化测试系统设计与实现

2012-05-25 19:40:47来源: 电子科技
    三轴光纤陀螺是基于Sagnac效应的光学角速率传感器,能同时敏感空间3个正交方向的角速率。具有灵敏度高、功耗小、精度高、体积小、质量轻及成本低等优点。因而被广泛应用于空对空导弹、卫星、飞机、轮船等方面。在国内,三轴光纤陀螺的研究已成熟;但由于三轴光纤陀螺的产量多、测试过程又相对复杂,因此快速可靠、机动灵活、高效低费的自动化测试设备,对提高测试效率有着重要意义。本设计介绍了测试设备的硬件平台的搭建、软件测试流程的编写;灵活运用LabWindows/CVI的消息传递机制和多线程技术,可以同时实现4套三轴光纤陀螺的自动化测试。

1 测试系统的设计要求与硬件组成
1.1 自动化测试系统的设计要求
    (1)实现自动化。测试系统实现测试设备的自身检测和产品检测;其中,设备自动检测包括设备的供电电压检测和自动通断点检测;产品检测包括产品通断电压和电流的检测。如果电压电流超过正常范围,则切断相应通道产品的电源,防止产品损坏,并记录在案;自动进行各种环境实验,实现所有的测试流程无人值守。
    (2)实现环境实验。自动控制温箱并且准确实现老练前、老练中、老练后、温循前、温循中和温循后等测试所需要的实验环境。
    (3)实现系统参数设置及数据采集。可以设置PC与采集卡的通信协议、产品名、温度因子等。能够同步采集三轴光纤陀螺的422数据、电流和电压;能够实步显示采集到x轴、y轴和z轴零偏数据、温度、脉冲数和温箱的工作状态。
    (4)实现数据自动处理及报表生成。实现对各路数据的自动处理,并显示处理结果,生成相应的报表。
1.2 自动化测试系统的硬件实现
    三轴光纤陀螺在测试过程中,需要进行老练测试和温循测试;通过ESPEC公司的温箱模拟外部实验环境。测试设备的硬件组成主要包括:供电系统、工控机、数据采集卡、信号分离及通断电控制箱和温箱等。
    系统硬件框架结构如图1所示。

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    (1)工控机,主要负责整个测试过程的监控,控制温箱,控制陀螺通断电,测试数据的接收、处理、存储,实现自动化控制等。
    (2)数据采集部分,主要包括PCI数据采集控制卡和4串口Moxa卡(422信号)。其中PCI数据采集控制卡采集电流和电压,4串口Moxa卡传输三轴光纤陀螺产生的422信号。
    (3)信号分离调理及通断电控制箱,处理4套三轴光纤陀螺的输出信号,实现各路产品通断电的自动化控制。
    (4)ESPEC温箱,接收工控机串口发来的控制命令模拟所需的外部环境。
    (5)供电系统,提供设备所需要的各种电压。

2 自动化测试程序设计实现
    虚拟仪器技术为数据采集提供了便利条件,主要由数据采集的硬件部分和数据分析处理的软件部分组成。硬件部分将采集到的信号转换成计算机能处理的信号,然后输入到计算机中;计算机通过软件实现数据的读取及分析处理,并将处理结果反馈到用户界面。设计采用NI公司的LabWindows/CVI开发环境进行测试软件设计。LabWindows/CVI是交互式C语言开发环境,不仅提供丰富的界面资源和各种控件,方便软件开发者根据具体需要编辑用户界面;而且,LabWindows/CVI消息传递机制便于测试的自动化。另外,多线程技术用于实时多任务系统可以实现更高的效率,便于系统资源的调度与数据传输。可以使操作系统在完成多个任务时,均匀地分配系统时间,使应用程序获得更快的响应和最小的阻塞。
2.1 测试界面的设计实现
    系统测试软件界面,如图2所示。测试界面主要包括:4通道实时xyz三轴脉冲曲线、温度曲线显示模块,xyz三轴实时脉冲值温度值显示框,数据处理模块、系统参数设置模块、各通道通信参数设置模块、测试状态显示模块;数据处理主要包括:曲线显示模块、处理数据显示模块、处理曲线选择模块等。

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关键字:光纤陀螺  自动化测试系统  多通道  多线程

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0525/article_5161.html
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