岳瑞華，楊學(xué)猛

（第二炮兵工程大學(xué)302教研室，陜西 西安 710025）

0 引 言

大型測(cè)控設(shè)備在導(dǎo)彈、火箭、飛機(jī)等復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)和使用中的地位和作用至關(guān)重要。它既是復(fù)雜系統(tǒng)性能檢驗(yàn)與優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要手段，也是復(fù)雜系統(tǒng)發(fā)揮技術(shù)性能的重要保證。要確認(rèn)復(fù)雜系統(tǒng)的技術(shù)性能滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，保證其處于良好技術(shù)狀態(tài)，均須依賴測(cè)控設(shè)備。測(cè)控設(shè)備的技術(shù)性能狀態(tài)直接影響復(fù)雜系統(tǒng)的貯存、維護(hù)和使用；因此，必須通過經(jīng)常的計(jì)量檢定保證測(cè)控設(shè)備的技術(shù)性能處于良好狀態(tài)。

1 現(xiàn)狀分析

大型測(cè)控設(shè)備本身是一個(gè)復(fù)雜綜合的測(cè)控系統(tǒng)，傳統(tǒng)方法是定期或認(rèn)為必要時(shí)的計(jì)量檢定。但是，無(wú)論是人工手動(dòng)操作、分散拆卸式的計(jì)量檢定方法，還是自動(dòng)的、甚至伴隨式的計(jì)量檢定方法，都是逐級(jí)定點(diǎn)計(jì)量檢定，計(jì)量檢定與實(shí)際使用分離，存在著很大缺點(diǎn)：

（1）只對(duì)測(cè)控設(shè)備技術(shù)性能進(jìn)行檢定，而未對(duì)其現(xiàn)場(chǎng)的使用條件、輔助設(shè)備、檢定方法及操作人員技能等進(jìn)行必要的考核；

（2）被檢測(cè)控設(shè)備在兩次檢定之間的性能指標(biāo)缺乏考核和控制，被檢設(shè)備在往返途中可能受損而影響其技術(shù)性能；

（3）有些測(cè)控設(shè)備復(fù)雜、龐大，不便搬運(yùn)，現(xiàn)行的檢定方式造成了大量的人力、物力、財(cái)力消耗。

因此，在目前計(jì)量體制和方式下，使用方能動(dòng)性難以發(fā)揮，在關(guān)鍵時(shí)候也難以得到有力、有效的計(jì)量保障[1]。為解決上述問題，迫切需要進(jìn)行新的計(jì)量保障方式和技術(shù)研究[2-4]。

2 設(shè)計(jì)方案

一般情況下，由于大型測(cè)控設(shè)備的復(fù)雜性及其執(zhí)行任務(wù)性質(zhì)的重要性，經(jīng)常利用等效器對(duì)其進(jìn)行用前檢查[5]。等效器完全模擬了測(cè)控設(shè)備使用對(duì)象的測(cè)控通路和相關(guān)信號(hào)?？梢钥紤]改進(jìn)和提高等效器的性能指標(biāo)，使之成為大型測(cè)控設(shè)備的核查標(biāo)準(zhǔn)和傳遞標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱“核傳標(biāo)準(zhǔn)”），然后利用測(cè)控設(shè)備的等效器自檢流程，在測(cè)控設(shè)備自檢過程中實(shí)施對(duì)測(cè)控設(shè)備的測(cè)控功能和測(cè)量技術(shù)指標(biāo)的智能化檢驗(yàn)、存儲(chǔ)、判斷，數(shù)據(jù)在專業(yè)計(jì)量檢定人員認(rèn)可下產(chǎn)生最終計(jì)量檢定結(jié)論[6]。核傳標(biāo)準(zhǔn)除了計(jì)量檢定的功能外，還可以根據(jù)計(jì)量檢定和測(cè)試結(jié)果實(shí)施故障診斷與輔助決策。

核傳標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)充分利用計(jì)算機(jī)、測(cè)量、自動(dòng)控制、電磁兼容、環(huán)境適應(yīng)性控制等先進(jìn)技術(shù)成果，其技術(shù)指標(biāo)滿足大型測(cè)控設(shè)備的計(jì)量檢定需要[7]，其可靠性、牢固性、環(huán)境適應(yīng)性等同或高于大型測(cè)控設(shè)備相應(yīng)指標(biāo)，可以時(shí)刻伴隨大型測(cè)控設(shè)備對(duì)其進(jìn)行檢查和智能化計(jì)量檢定[8]。

3 核傳標(biāo)準(zhǔn)功能

核傳標(biāo)準(zhǔn)功能包括等效器功能、標(biāo)準(zhǔn)功能、操作正確性判斷功能、輔助故障診斷功能、自檢自校功能、交互式電子技術(shù)手冊(cè)功能、信息化支持功能等[9]。

（1）等效器功能（EQU）。核傳標(biāo)準(zhǔn)對(duì)大型測(cè)控設(shè)備實(shí)施測(cè)試檢查，因此，核傳標(biāo)準(zhǔn)必需具備等效器功能，即替代被測(cè)控對(duì)象的功能，能夠完成對(duì)測(cè)控系統(tǒng)硬件設(shè)備進(jìn)行檢查和對(duì)測(cè)控系統(tǒng)軟件進(jìn)行測(cè)試檢查。

（2）標(biāo)準(zhǔn)功能（C&TS）。核傳標(biāo)準(zhǔn)的輸出信號(hào)技術(shù)指標(biāo)和測(cè)量功能技術(shù)指標(biāo)，滿足大型測(cè)控設(shè)備的計(jì)量檢定要求。并且能夠作為核查標(biāo)準(zhǔn)和傳遞標(biāo)準(zhǔn)使用，保證大型測(cè)控設(shè)備的功能和技術(shù)指標(biāo)始終處于受控狀態(tài)。

（3）操作正確性判斷功能（OPCJ）。核傳標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)大型測(cè)控系統(tǒng)發(fā)來(lái)的信號(hào)和要求的響應(yīng)，比照核查標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的測(cè)控條件或測(cè)控步驟，做出操作正確性判斷。

（4）輔助故障診斷功能（AFD）。雖然核傳標(biāo)準(zhǔn)具備智能特性，但由于核傳標(biāo)準(zhǔn)在測(cè)試過程中處于被動(dòng)接收測(cè)控命令和信息狀態(tài)，測(cè)控系統(tǒng)本身引起測(cè)控命令和信息不能送出的故障，核傳標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法判斷，也無(wú)法做出診斷，尤其是頂層的測(cè)控命令和信息。

對(duì)于核傳標(biāo)準(zhǔn)可以預(yù)計(jì)的底層測(cè)控命令和信息、測(cè)控過程、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，若出現(xiàn)異?；蚬收锨闆r，核傳標(biāo)準(zhǔn)可以進(jìn)行輔助故障診斷，以便快速有效地分析排除故障。

（5）自檢自校功能[10]（SCSC）。核傳標(biāo)準(zhǔn)具備自檢自校功能，通過自檢，可以判定自身功能是否正常，可否連接測(cè)控系統(tǒng)實(shí)施測(cè)試。通過自校，可以接收上級(jí)計(jì)量檢定部門的量值傳遞，保證自身技術(shù)性能指標(biāo)在規(guī)定的范圍內(nèi)。

（6）交互式電子技術(shù)手冊(cè)功能（IETM）。核傳標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用專家系統(tǒng)、多媒體信息處理、數(shù)據(jù)庫(kù)管理以及電子出版等技術(shù)，將種類多、內(nèi)容繁的操作使用說明、維修過程指導(dǎo)、技術(shù)圖紙資料等信息精練組織為有機(jī)整體，構(gòu)成具有高度交互能力的智能化技術(shù)手冊(cè)，建立無(wú)紙張、人機(jī)和諧的交互式使用、維修環(huán)境。

（7）信息化支持功能（IS）。核傳標(biāo)準(zhǔn)具備信息化支持功能，可以實(shí)現(xiàn)信息的近距離有線傳輸、近距離無(wú)線傳輸、遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)傳輸。

4 核傳標(biāo)準(zhǔn)組成

核傳標(biāo)準(zhǔn)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)如圖1所示，軟件系統(tǒng)如圖2所示。

4.1 核傳標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)

核傳標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)由8部分組成：

（1）電纜連接器及接口。示于圖1最上部，包括與測(cè)控設(shè)備連接插頭座、計(jì)量檢定連接口、信息化連接口3類。與測(cè)控設(shè)備連接插頭座實(shí)現(xiàn)等效器與大型測(cè)控設(shè)備的連接，完成等效器檢查測(cè)控設(shè)備的目的。計(jì)量檢定連接口和信息化連接口是核傳標(biāo)準(zhǔn)特有的，計(jì)量檢定連接口可以把核傳標(biāo)準(zhǔn)需要量程溯源的量引到相應(yīng)接點(diǎn)，保證了核傳標(biāo)準(zhǔn)的可計(jì)量性。信息化連接口包括USB、以太網(wǎng)、無(wú)線傳輸、鍵盤、鼠標(biāo)等和信息化有關(guān)的接口，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，支持信息化技術(shù)應(yīng)用。

（2）等效器電路。等效被測(cè)控對(duì)象的電氣控制功能，比如某導(dǎo)彈等效器可以等效其控制系統(tǒng)、安全自毀系統(tǒng)、彈測(cè)系統(tǒng)，由彈上二次電源等效電路、配電分系統(tǒng)等效電路、點(diǎn)火分系統(tǒng)等效電路、穩(wěn)定分系統(tǒng)等效電路、制導(dǎo)分系統(tǒng)等效電路、控制系統(tǒng)其他綜合等效電路、安全自毀系統(tǒng)綜合等效電路、彈測(cè)等效電路等組成。

等效器電路主要以繼電器電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)完成對(duì)大型測(cè)控設(shè)備發(fā)出的開關(guān)控制信號(hào)做出響應(yīng)，響應(yīng)的方式有直接響應(yīng)和計(jì)算機(jī)響應(yīng)兩種。

直接響應(yīng)：如模擬被測(cè)控對(duì)象的儀器接通、清零復(fù)位、保險(xiǎn)裝置的開鎖或閉鎖、緊急斷電等。

圖1 核傳標(biāo)準(zhǔn)硬件系統(tǒng)框圖

圖2 核傳標(biāo)準(zhǔn)軟件系統(tǒng)框圖

計(jì)算機(jī)響應(yīng)：通過開關(guān)量輸入板由計(jì)算機(jī)響應(yīng)開關(guān)控制信號(hào)，如電池激活，平臺(tái)啟動(dòng)、調(diào)平、標(biāo)定、瞄準(zhǔn)，發(fā)射預(yù)令，發(fā)射主令等。計(jì)算機(jī)響應(yīng)后輸出相應(yīng)的數(shù)字量信號(hào)，如姿態(tài)角和加速度信號(hào)，轉(zhuǎn)電、脫插脫落等。

（3）靜態(tài)信號(hào)模擬電路。用于產(chǎn)生各種模擬量信號(hào)，如交直流電壓信號(hào)、頻率信號(hào)和波形信號(hào)，也可以產(chǎn)生等效的時(shí)序信號(hào)。主要由基準(zhǔn)電壓源、基準(zhǔn)頻率源、輸出信號(hào)產(chǎn)生電路、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路、定時(shí)計(jì)數(shù)電路等完成。

（4）測(cè)量電路。完成對(duì)來(lái)自測(cè)控信號(hào)的測(cè)量，包括模擬信號(hào)測(cè)量、時(shí)頻信號(hào)測(cè)量及其他信號(hào)測(cè)量。主要由被測(cè)信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集電路、光隔離輸入電路、定時(shí)計(jì)數(shù)電路等完成。

（5）控制電路?？刂齐娐酚脕?lái)控制各電路的接通與斷開、信號(hào)的接入與轉(zhuǎn)換等，協(xié)調(diào)整個(gè)核傳標(biāo)準(zhǔn)的工作。控制電路主要由數(shù)字控制電路、繼電器電路等完成。

（6）信息化接口。完成信息的轉(zhuǎn)換、發(fā)送和接收等功能。

（7）PC104計(jì)算機(jī)總線。嵌入棧接式PC104總線、PC104主板及其功能模板共同構(gòu)成PC104計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，體積小、重量輕，為核傳標(biāo)準(zhǔn)的硬件擴(kuò)充提供了技術(shù)可行性。

（8）電源電路。電源電路接受來(lái)自地面測(cè)發(fā)控系統(tǒng)的直流電源，經(jīng)變換產(chǎn)生核傳標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)需要的各種電源。

4.2 核傳標(biāo)準(zhǔn)軟件系統(tǒng)

軟件應(yīng)具備如下8個(gè)基本功能[11]：

（1）對(duì)硬件資源的掃描、注冊(cè)、初始化功能；

（2）對(duì)硬件資源的狀態(tài)監(jiān)視和控制功能；

（3）中斷、觸發(fā)、消息等資源的統(tǒng)一管理功能；

（4）自檢自校功能；

（5）滿足等效器狀態(tài)測(cè)試的全部功能；

（6）規(guī)范統(tǒng)一的測(cè)試函數(shù)；

（7）統(tǒng)一友好的人機(jī)界面；

（8）性能穩(wěn)定，運(yùn)行可靠。

同時(shí)，根據(jù)需要，核傳標(biāo)準(zhǔn)還滿足以下5個(gè)擴(kuò)展功能：

（1）輔助故障診斷功能；

（2）交互式電子技術(shù)手冊(cè)功能；

（3）操作正確性判斷功能；

（4）無(wú)線狀態(tài)（故障）設(shè)置功能；

（5）遠(yuǎn)程信息化支持功能等。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)大型測(cè)控設(shè)備現(xiàn)行計(jì)量檢定中存在的問題，研究利用等效器作為大型測(cè)控設(shè)備的核查標(biāo)準(zhǔn)和傳遞標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)大型測(cè)控設(shè)備自檢過程中實(shí)施測(cè)控功能和測(cè)量技術(shù)指標(biāo)的智能化檢驗(yàn)、存儲(chǔ)、判斷，進(jìn)一步產(chǎn)生計(jì)量檢定結(jié)論。此種計(jì)量檢定方法對(duì)于提高大型測(cè)試設(shè)備的計(jì)量檢定的經(jīng)常性、有效性、經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。

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