平臺加溫控制器自動化測試系統(tǒng)

　　摘要：本文在深入了解平臺系統(tǒng)的基礎上，設計了一套用于平臺自動加溫控制系統(tǒng)。系統(tǒng)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，并結合平板電腦實現(xiàn)對平臺系統(tǒng)的加溫、測溫。系統(tǒng)軟件部分采用LabVIEW軟件平臺，充分利用LabVIEW特有的多線程軟件架構，實現(xiàn)對平臺系統(tǒng)的加溫方式選擇、測溫數(shù)據(jù)記錄、溫度報警顯示。系統(tǒng)研制完成后進行老練考核系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性，并與標準儀器比對測試數(shù)據(jù)，比對結果表明，該系統(tǒng)具有測量誤差小，測量數(shù)值穩(wěn)定等特點。系統(tǒng)參與了平臺系統(tǒng)不同環(huán)境下的試驗，試驗結果表明該系統(tǒng)具有便攜、易維護的特點。

　　引言

　　三軸陀螺穩(wěn)定平臺(以下簡稱平臺)的主要作用是在火箭內按制定的戰(zhàn)術技術指標，建立一個與火箭的角運動無關的導航坐標系，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操作、人為監(jiān)測的方式，數(shù)據(jù)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，火箭相關的測試設備需要進一步技術改造，平臺加溫控制器自動化測試系統(tǒng)(以下簡稱系統(tǒng))利用當前測控領域的新技術，借助于現(xiàn)代計算機測控技術，完成對平臺內腔的加溫預熱，結合表頭溫控實現(xiàn)平臺二級溫控，確保平臺內陀螺和加速度計表頭溫度穩(wěn)定。同時實時監(jiān)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(tǒng)內陀螺和加速度計環(huán)境穩(wěn)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(shù)據(jù)依據(jù)。

　　1 系統(tǒng)設計

　　本系統(tǒng)是為實現(xiàn)對平臺的加溫、測溫，記錄測試數(shù)據(jù)和系統(tǒng)使用過程。此外，系統(tǒng)還需適應不同環(huán)境下的使用，降低遠距離測量過程中的誤差，提高測試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可靠性。

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

　　1.1 系統(tǒng)硬件組成

　　系統(tǒng)硬件由電阻測量模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、繼電器模塊、溫控器模塊、平板電腦組成。系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。

　　電阻測量模塊測量平臺系統(tǒng)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，測試線纜阻值會引起測試偏差，電阻測量模塊采用了三線制測量的方法，消除線纜誤差，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。