楊學(xué)廣

摘 要：當(dāng)今，自動(dòng)化測(cè)試和控制在速度和品質(zhì)上的要求更高，Pxi平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。Pxi的特點(diǎn)是靈活、開(kāi)放，相輔相成的NI圖形化編程軟件LabVIEW力挺其在測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域的領(lǐng)先。

關(guān)鍵詞：Pxi測(cè)試系統(tǒng)；航空發(fā)動(dòng)機(jī)；機(jī)械性能；電氣性能

中圖分類號(hào)：V263.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.102

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是航空器的心臟，其主要性能直接決定了航空器的品質(zhì)。目前，多家航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠商已經(jīng)針對(duì)軍用的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了研究，研究的核心和重點(diǎn)為降噪、降低耗油量、新能源技術(shù)的應(yīng)用、大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和減少環(huán)境污染等。

1 Pxi測(cè)試系統(tǒng)概況

1987年，VXI誕生，IEEE1014-1987是當(dāng)時(shí)先進(jìn)的PC總線，加速了全球PC工業(yè)的發(fā)展。如今，基于PC插卡式的數(shù)據(jù)采集板已經(jīng)發(fā)展為PCI總線的模塊化自動(dòng)測(cè)試設(shè)備系統(tǒng)，成為全新的測(cè)試平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。PCI extensions for Instrumentation是面向儀器系統(tǒng)的PCI擴(kuò)展的一種通用測(cè)試系統(tǒng)總線，為測(cè)量和自動(dòng)化系統(tǒng)提供了高性能、高堅(jiān)固性、低成本的配置方案，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)正常飛行時(shí)的動(dòng)力來(lái)源。

Pxi技術(shù)至今已有18年的發(fā)展歷史，成為了自動(dòng)化測(cè)試和控制的主流平臺(tái)，也成為了高通道數(shù)據(jù)采集、混合信號(hào)測(cè)試、射頻與微波測(cè)試、半實(shí)物仿真等國(guó)防與航空航天測(cè)控應(yīng)用中的主導(dǎo)技術(shù)，多見(jiàn)于軍工、航空航天領(lǐng)域。軍工與航空航天行業(yè)具有特殊性，對(duì)各類測(cè)控設(shè)備的數(shù)字化、智能化和綜合化等科技水平要求較高，也加速了高性能的Pxi測(cè)控產(chǎn)品和系統(tǒng)級(jí)解決方案的創(chuàng)新。Pxi的發(fā)展思路是將計(jì)算機(jī)PCI總線擴(kuò)展到儀器，充分發(fā)揮PC各軟硬件的優(yōu)勢(shì)。圖1所示為Pxi總線測(cè)試系統(tǒng)組成形式，全新的18槽機(jī)箱采用了第三代PCI Express技術(shù)，每個(gè)插槽配備8條通道，以匹配24 GB/s的系統(tǒng)總帶寬，從而使任何測(cè)試和測(cè)量系統(tǒng)都能夠輕松滿足軍事和航空航天、機(jī)器監(jiān)測(cè)、自動(dòng)化和工業(yè)測(cè)試的未來(lái)需求。

圖1 Pxi總線測(cè)試系統(tǒng)

2 Pxi總線技術(shù)的優(yōu)越性

2.1 優(yōu)良的機(jī)械性能

Pxi融合了PC技術(shù)、儀器技術(shù)和歐卡機(jī)械規(guī)范，具備了軟件標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)傳輸速率高，縮短了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的時(shí)間；具有方便系統(tǒng)升級(jí)的模塊化設(shè)計(jì)；增加了特殊的冷卻和環(huán)境要求，并提供了兩種與標(biāo)準(zhǔn)Compact PCI系統(tǒng)的互操作方式，模塊化結(jié)構(gòu)具有標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)電源、集中冷卻和電磁兼容性能；具有價(jià)格低、易于集成、靈活性較好和開(kāi)放式工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)工作壽命內(nèi)的平均維護(hù)成本低。

2.2 優(yōu)異的電氣性能

Pxi保持了PCI總線所有的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)增加了一個(gè)10 MHz專用系統(tǒng)參考時(shí)鐘、總線型觸發(fā)線和本地線；具有公共觸發(fā)線、星形觸發(fā)總線、本地總線和槽間局部總線；高性能的I/O槽位更多；具有“即插即用”儀器驅(qū)動(dòng)程序，從而滿足了精確定時(shí)、同步和旁帶通訊的需要，符合工業(yè)環(huán)境應(yīng)用的堅(jiān)固設(shè)計(jì)。

3 Pxi測(cè)試系統(tǒng)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中的應(yīng)用

3.1 航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)

航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試參數(shù)具體包括以下6個(gè)方面：①直流電壓與交流電壓有效值信號(hào)，例如直流為±10 V，交流為36 V，交流115 V；②電阻值參數(shù)，例如電纜識(shí)別電阻、絕緣電阻、導(dǎo)通電阻等；③頻率信號(hào)，例如交流電源頻率、基準(zhǔn)信號(hào)等；④時(shí)序信號(hào)，例如啟動(dòng)信號(hào)、停機(jī)時(shí)間等；⑤穩(wěn)定信號(hào)，例如轉(zhuǎn)速補(bǔ)償電位等；⑥瞬態(tài)信號(hào)，例如半波峰值電壓、指令信號(hào)和起控信號(hào)等。

3.2 選配主要的Pxi模塊

Pxi模塊主要包括以下幾個(gè)：

Pxi6071E數(shù)據(jù)采集模塊：64路單端/32路差分模擬輸入，12位精度，采樣速度為1.25 MS/s，輸入范圍為±0.05～±10 V。

Pxi6711模擬輸入模塊：8路模擬輸出，12位分辨率，最大更新速率為1 MS/s，輸出范圍為±10 V。

Pxi4060數(shù)字萬(wàn)用表模塊：NI Pxi-4060為5位半萬(wàn)用表，讀取速度最高值為60次/s，直流測(cè)量0.02～250 VDC、0.02～10 A，電阻測(cè)量0.000 2～200 MΩ，交流測(cè)量0.02～250 Vrms、0.02～10 Arms，交流頻率0.02～25 kHz。

Pxi17921多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)模塊：該多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)是由24個(gè)2線繼電器組成的，配置分別為48×11線、12×14線和24×12線。Pxi8570擴(kuò)展模塊屏蔽銅電纜連接，距離最大值為10 m。

機(jī)箱選配：NI Pxi-1042帶通用電源的8槽3U Pxi機(jī)箱，內(nèi)置10 MHz參考時(shí)鐘、Pxi觸發(fā)總線、星型觸發(fā)和本地線。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：王霞〕