基于PXI總線的瞄準(zhǔn)設(shè)備檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1.

導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)設(shè)備集光學(xué)、精密機(jī)械、電子技術(shù)于一體，是導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。，它的工作性能和使用精度直接影響了導(dǎo)彈的橫向命中精度。在使用、運(yùn)輸、儲(chǔ)存過(guò)程中，由于振動(dòng)、沖擊、溫度變化及內(nèi)部應(yīng)力變化等因素，造成設(shè)備使用精度和主要性能指標(biāo)發(fā)生變化，直接影響導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)精度和武器作戰(zhàn)效能。因此，必須對(duì)瞄準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行定期檢定和使用前復(fù)檢。目前配備的傳統(tǒng)計(jì)量檢定系統(tǒng)大多體積龐大，操作復(fù)雜，自動(dòng)化程度低、通用性差、無(wú)法實(shí)現(xiàn)伴隨計(jì)量保障和靠前計(jì)量保障。

本文基于PXI總線和虛擬儀器的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種新型的導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)設(shè)備虛擬計(jì)量檢定系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的硬件組成、檢測(cè)原理和系統(tǒng)軟件進(jìn)行了論述。而且具有良好的通用性、擴(kuò)展性，通過(guò)適當(dāng)增加部分硬件接口和編制相應(yīng)的軟件就能實(shí)現(xiàn)其他型號(hào)瞄準(zhǔn)設(shè)備的檢測(cè)。實(shí)現(xiàn)了伴隨計(jì)量保障和靠前計(jì)量保障任務(wù)，應(yīng)用前景十分廣闊。

2. PXI總線簡(jiǎn)介

PXI（PCI eXtension for Instrumentation）總線是美國(guó)國(guó)家儀器公司（National Instrumentation,NI）于1997年發(fā)布的模塊化儀器總線規(guī)范。其核心是將高速PCI總線和Compact PCI模塊結(jié)構(gòu)的所有優(yōu)越性能集于一身。PXI總線具有32/64位數(shù)據(jù)傳輸能力以及分別高達(dá)132MB/s和264MB/s的數(shù)據(jù)傳輸速度，另外，還支持PCI-PCI橋路擴(kuò)展和即插即用。并增加了專門的系統(tǒng)參考時(shí)鐘、觸發(fā)總線、星形觸發(fā)線和模塊間的局部總線，以此來(lái)滿足高精確度的定時(shí)、同步與數(shù)據(jù)通信要求。

PXI除使用嵌入式計(jì)算機(jī)，還可通過(guò)MXI-3接口，擴(kuò)展PXI的系統(tǒng)控制，包括外接PC控制、多機(jī)箱擴(kuò)展和更長(zhǎng)的距離控制，擴(kuò)大了PXI的應(yīng)用范圍，不但可以在一個(gè)PXI機(jī)架上插入8塊插卡（1個(gè)系統(tǒng)模塊和7個(gè)儀器模塊 ），而且可以通過(guò)擴(kuò)展接口MXI-3,以星形或菊花鏈連接多個(gè)PXI機(jī)箱。為了滿足測(cè)控模塊的需要，PXI總線不但提供了33MHz的系統(tǒng)時(shí)鐘，還提供了10MHz的TTL參考時(shí)鐘信號(hào)、TTL觸發(fā)總線和12引腳的局部總線，使得同步、觸發(fā)和時(shí)鐘等功能的信號(hào)線均可以直接從PXI總線上獲得，而不需要繁多的連線電纜。

PXI以容易承受的價(jià)格提供了其他價(jià)格昂貴測(cè)試平臺(tái)（如VXI）上高精度儀器才具有的同步、定時(shí)特性。PXI模塊儀器可以在不降低測(cè)量精度并節(jié)約研制經(jīng)費(fèi)的情況下，提供高性能的測(cè)試、測(cè)量和數(shù)據(jù)采集。

3. 系統(tǒng)方案

3.1 系統(tǒng)硬件組成

根據(jù)導(dǎo)彈瞄準(zhǔn)設(shè)備被測(cè)設(shè)備的特點(diǎn)和各種測(cè)試參數(shù)的要求，綜合各種因素，本系統(tǒng)選用美國(guó)NI公司的PXI產(chǎn)品作為系統(tǒng)采集設(shè)備來(lái)構(gòu)建檢定系統(tǒng)的硬件平臺(tái)，系統(tǒng)采用基于PXI總線的外控計(jì)算機(jī)方案，硬件部分由便攜工業(yè)計(jì)算機(jī)、光學(xué)檢測(cè)設(shè)備和電子檢測(cè)設(shè)備三大模塊組成，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件組成

工業(yè)筆記本電腦是系統(tǒng)的主控部分，它經(jīng)由MXI-3控制套件連接PXI總線，通過(guò)其擴(kuò)展槽中的各個(gè)功能卡及總線控制電子檢測(cè)設(shè)備和光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，完成各信號(hào)的采集，并通過(guò)運(yùn)用Visual Basic和Measurement Studio構(gòu)建的虛擬計(jì)量軟件系統(tǒng)，完成檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理和結(jié)果顯示。

電子檢測(cè)設(shè)備主要由PXI模塊儀器、PCL720數(shù)字I/O模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)接儀和其它附件、電纜組成，其中PXI模塊儀器包括PXI-1002機(jī)箱、MXI-3控制套件和PXI-6052E多功能數(shù)據(jù)采集模塊，NI-4060數(shù)字萬(wàn)用表模塊。MXI-3控制套件連接主控計(jì)算機(jī)和PXI測(cè)試儀器，多功能數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字萬(wàn)用表模塊完成信號(hào)的采集和處理，信號(hào)轉(zhuǎn)接儀完成專用接口和通用接口的轉(zhuǎn)接，并通過(guò)PCL720模塊控制多路輸入信號(hào)的通道分時(shí)選通。