本站原创【摘 要】根据某型导弹二次电源测试要求,设计了针对二次电源多路信号输出进行采集的自动化测量系统.该系统通过数字开关量I/O卡控制信号调理电路进行负载的转换和多路测量信号的切换.以AngilentGPIB板卡为基础,控制电子测量仪器对二次电源的静态和瞬态输出特性进行测量.软件平台基于Labview构建,具有成熟的开发流程和高可靠性.
【关 键 词】自动化测试系统；高可靠性；Labview
Abstract：Accordingtothetestrequirementofsecondarypowersupplyinmissile,automatedmeasurementsystemisdesignedforcollectingsecondarypowersupplymodulemulti-channeloutputsignal,thesignalmodulationcircuitryiscontrolledbythesystemwhichconvertstheloadandmulti-switchesthemeasuringsignalthroughthedigitalswitchI/Ocard,controllingelectronicmeasuringinstrumenttomeasurestaticortransientcharacteristicsofthesecondarypoweroutputbasedonAngilentGPIBboard.SoftwareplatformbuildonLabview,withamaturedevelopmentprocessandhighreliability.
Keywords：automatedmeasurementsystem；highreliability；Labview
1.引言
二次电源组件用于将弹体热电池输出的直流电变换成不同输出电压的多路隔离式直流稳定电源,为导弹飞行控制系统提供高可靠性的供电,在批生产时,需要对二次电源的输出特性做具有高效率、一定精度的自动化测试并可对数据进行有效的管理[1].本文针对二次电源的静态和瞬态输出特性测试指标,基于Labview虚拟仪器技术,设计出具有扩展性和高可靠性的自动化测试系统,解决了系统测试效率低,测试数据不易管理等问题[2].
2.测试系统的硬件设计
系统硬件主要由工控机（内置基于GPIB总线的Angilent82350B板卡和基于ISA总线的AdvantechPCI-734I/O卡）、示波器（TDS3012B）、数字多用表（KEITHLEY2000）、信号调理板、供电电源组成,其总体结构如图1所示.
测试系统的控制核心单元是工控机,测控板卡和通用测量仪器通过PCI总线接收控制、调度命令,同时进行数据采集、数据分析、数据存储、结果判断以及结果显示、打印报表等工作.
GPIB卡负责与示波器、多用表的通信,继电器I/O模块卡用于控制被测产品工作电源的输人/输出,以及一些控制逻辑的切换[3].
调理板上包含三组继电器阵列,通过I/O控制板控制不同继电器组达到控制目的.（提前已节）
标准仪器中万用表用来测量产品的直流特性；示波器用来测试产品的交流特性和启动特性；
3.测试系统软件设计
测试系统软件,分为测试控制、数据处理,系统设置三大功能模块,每个模块由不同的子功能VI组成,以实现仪器控制、数据处理和系统参数调整三大类的功能.软件总体架构如图2所示.
整体软件架构采用扁平化设计风格,即将更多的操作内容表现在一个操作平面中,同时弱化界面上无用的操作干扰,可以让操作者快速聚焦到测试软件核心工作流程中,降低误操作的概率和避免重复操作[4]软件在测试流程的搭建上采用封装流程子项VI,在框架中以静态引用的方式进行调用,为每个流程分支进行单独的内存管理.调用静态VI时加入完整的内存释放机制,防止进程间产生干扰（如图3所示）[5].
系统在测试时序上采用状态位机制设计,即在每个工作循环中设置标志位,工作循环相当于整个工作流中的状态,状态开始或结束触发标志位,引发下一个工作状态的执行,以保证测试系统工作时序的准确性[6].
3.1测试控制
测试控制模块负责选择信号调理板上不同的负载,选择产品输出通道,控制电源给产品加载不同电压.主要通过PCI总线改变734I/O板的输出,控制信号调理板上的继电器阵列,达到控制目的.控制模块的框图如图4所示.
3.2数据采集
数据采集模块通过读取示波器TDS3012B和KE2000多用表中的值来获取产品的测试数据.
在数据采集模块中,使用了KE2000的仪器驱动程序来设置多用表并读数,而示波器通过VISA库对示波器进行直接设置,主要设置示波器通道、触发电平、刻度、触发位置等参数.在产品测试过程中,使用多用表测试产品的直流特性,如电压值,使用示波器测试产品的交流特性和启动特性,如峰-峰值、启动过冲等.测试框图如图5所示[7].
3.3数据处理
3.3.1数据分析
从仪器中读取的数据是字符串类型的ASCii码,其中包含所有的测试信息,如以科学计数法表示的数据、测试通道、数据单位等信息,需要进行处理,提取数值、单位等信息,并将数值显示到前面板中.同时,根据预设标准值与提取数值对比,以此判断产品测试结果是否正确,如果数据错误,需要在前面板中标红显示（如图6所示）.3.3.2数据显示
产品的测试数据较多,因此在前面板采用表格控件显示测试数据,同时将判断模块的输出作为判断依据,改变表格的属性节点,将错误数据高亮标红.
3.3.3数据存储
测试数据需要根据生产实际需要,进行统一格式的存储,方便产品状态的跟踪和过程控制,也可以满足测试数据的统一上传管理需要.
通过LabSQL扩展功能,可对整体编程风格影响很小的基础上引入数据库管理（如图7所示）.
3.4报表生成
测试结束后需根据EXCEL模板生成测试记录卡.在EXCEL中按照测试记录卡格式设计好模板,然后调用LabVIEW中生成报表控件,在模板对应标签中依次添加数据
3.5数据传输接口
使用LABVIEW封装好的TCP/IP功能函数包,建立与怎么写作器端的连接,使客户端随时保证可连接状态,将测试数据按照一定封包标准实时上传.
4.系统应用效果验证
系统可有效完成二次电源各项电性能参数的测试以及测试数据的统一存储和上传.经过生产验证,该系统可极大的缩短二次电源的生产交付周期,同时具有良好的运行稳定性,满足二次电源组件实际生产要求.