1 引言

導彈瞄準設(shè)備集光學,、精密機械,、電子技術(shù)于一體，是導彈武器系統(tǒng)中的一個重要組成部分,。它的工作性能和使用精度直接影響了導彈的橫向命中精度,。在使用,、運輸、儲存過程中,，由于振動,、沖擊、溫度變化及內(nèi)部應力變化等因素,，造成設(shè)備使用精度和主要性能指標發(fā)生變化,，直接影響導彈瞄準精度和武器作戰(zhàn)效能。因此,，必須對瞄準設(shè)備進行定期檢定和使用前復檢,。目前配備的傳統(tǒng)計量檢定系統(tǒng)大多體積龐大，操作復雜,，自動化程度低,、通用性差、無法實現(xiàn)伴隨計量保障和靠前計量保障,。為此,，本文基于PXI總線和虛擬儀器的設(shè)計思想，設(shè)計并實現(xiàn)一種新型的導彈瞄準設(shè)備虛擬計量檢定系統(tǒng),，對系統(tǒng)的硬件組成,、檢測原理和系統(tǒng)軟件進行了論述。

2 PXI總線簡介

PXI（PCI eXtension for Instrumentation）總線是美國國家儀器公司（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132MB/s和264MB/s的數(shù)據(jù)傳輸速度,，另外,，還支持PCI-PCI橋路擴展和即插即用。并增加了專門的系統(tǒng)參考時鐘,、觸發(fā)總線,、星形觸發(fā)線和模塊間的局部總線，以此來滿足高精確度的定時,、同步與數(shù)據(jù)通信要求,。

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

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

3. 系統(tǒng)方案

3.1 系統(tǒng)硬件組成

根據(jù)導彈瞄準設(shè)備被測設(shè)備的特點和各種測試參數(shù)的要求,，綜合各種因素，本系統(tǒng)選用美國NI公司的PXI產(chǎn)品作為系統(tǒng)采集設(shè)備來構(gòu)建檢定系統(tǒng)的硬件平臺,，系統(tǒng)采用基于PXI總線的外控計算機方案,，硬件部分由便攜工業(yè)計算機、光學檢測設(shè)備和電子檢測設(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,，通過其擴展槽中的各個功能卡及總線控制電子檢測設(shè)備和光學檢測設(shè)備，完成各信號的采集,，并通過運用Visual Basic和Measurement Studio構(gòu)建的虛擬計量軟件系統(tǒng),，完成檢測數(shù)據(jù)的分析處理和結(jié)果顯示。

電子檢測設(shè)備主要由PXI模塊儀器,、PCL720數(shù)字I/O模塊,、信號轉(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)字萬用表模塊,。MXI-3控制套件連接主控計算機和PXI測試儀器,，多功能數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)字萬用表模塊完成信號的采集和處理,，信號轉(zhuǎn)接儀完成專用接口和通用接口的轉(zhuǎn)接,，并通過PCL720模塊控制多路輸入信號的通道分時選通。

3.2 系統(tǒng)軟件

在平臺系統(tǒng)軟件的開發(fā)過程中,，選擇了面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具Visual Basic 6.0加Measurement Studio 6.0標準軟件包和Visual C++ 6.0混合編程的方式,。其中Visual Basic 6.0加Measurement Studio 6.0完成系統(tǒng)主程序編制,，Visual C++ 6.0完成動態(tài)鏈接庫的編制。

計量檢定系統(tǒng)需對多種型號的瞄準設(shè)備實施檢定,，而對每臺不同的設(shè)備進行檢定的方法和要

求各不相同,。為使系統(tǒng)軟件具有良好的可靠性、易維護性及易擴展性,，軟件編程設(shè)計時采用了層次化設(shè)計方法,，并遵循了規(guī)范化、模塊化的設(shè)計原則,，軟件系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示,。

圖2 軟件功能結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)分為多個型號系列，每個型號系列中包含多個不同型號的瞄準設(shè)備檢定模塊,。軟件設(shè)計中,，對每種型號的武器裝備均設(shè)計了檢定程序、初始化和自檢,、數(shù)據(jù)庫查詢,、幫助指導等功能模塊。對每個檢定程序模塊又分別設(shè)計了I/O控制,、數(shù)據(jù)庫調(diào)用,、數(shù)據(jù)處理及分析、檢定結(jié)果顯示輸出,、檢定表格生成,、打印等子模塊。在模塊化的程序結(jié)構(gòu)中,，每個程序模塊均是一個獨立的功能單元,，如果需要對某個檢定項目進行修改，只需修改相應的程序模塊即可,，而不會影響其他的程序模塊,，而且，這種模塊結(jié)構(gòu)可以方便對檢定程序進行功能擴展及實現(xiàn)與其他系統(tǒng)的集成 ,。

3.3 系統(tǒng)檢測原理

瞄準設(shè)備需要檢測的有電量和時頻兩類信號,，系統(tǒng)工作時，主控計算機按照規(guī)定的檢測程序,，控制信號轉(zhuǎn)接箱中的繼電器,，依次接通設(shè)備被測點與相應的測試模塊的信號通道，被測電子設(shè)備的信號通過信號轉(zhuǎn)接箱上的專用接口和通用接口轉(zhuǎn)接到PXI機箱中的PXI-6052E數(shù)據(jù)采集模塊和NI-4060數(shù)字萬用表模塊進行采集,，實時測量該被測點的工作狀態(tài),，測量數(shù)據(jù)通過MXI-3接口卡送入主控計算機進行處理，經(jīng)過軟件程序的分析計算和比較判斷，實時顯示檢測結(jié)果,。當需要檢測同一點位的多個不同狀態(tài)指標時（電壓,、電流、頻率）,，可以控制信號轉(zhuǎn)接箱中的繼電器將信號分成多路,，分別輸入到相應的測試模塊進行檢測；對于需要專用信號源提供外部信號進行檢測的瞄準電子設(shè)備,，通過MXI-3控制器控制函數(shù)發(fā)生器模塊,，向測試通道施加外部激勵信號，同時檢測該通道的信號響應,。這種靈活的控制方式,，使整個自動檢測變得非常簡便、可靠,，實現(xiàn)了多點位,、多通道、多狀態(tài)的實時檢測,。

4 結(jié)束語

該計量檢定系統(tǒng)體積小,，方便攜帶，成本低,。其硬件設(shè)備檢測精度高,、功能齊全，能完成各種信號的采集和處理,。而且具有良好的通用性,、擴展性，通過適當增加部分硬件接口和編制相應的軟件就能實現(xiàn)其他型號瞄準設(shè)備的檢測,。實現(xiàn)了伴隨計量保障和靠前計量保障任務,，應用前景十分廣闊,。

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