王振華，蕭耀友

(中國人民解放軍91515部隊，海南 三亞 572000)

某型導(dǎo)彈控制系統(tǒng)電池為銀鋅貯備電池組，其現(xiàn)有測試設(shè)備采用較為陳舊的某通用型銀鋅電池測試儀，主要測量彈上一次電池組的氣體發(fā)生器橋絲電阻、加熱器電阻及電池絕緣電阻等激活前的各種電氣參數(shù)。其測試方法為全手動測試，測試過程復(fù)雜，易產(chǎn)生人工操作、讀數(shù)、記錄等誤差。針對此情況設(shè)計了一種基于PC機的自動化、數(shù)字化、安全可靠的測試儀，可完成電池組氣體發(fā)生器電阻、加熱和保溫電阻及絕緣電阻等參數(shù)的自動測量或手動測測試，滿足測試過程快速、準確、安全、可靠的要求。

1 總體設(shè)計

系統(tǒng)由PC機、控制單元（測量系統(tǒng)）、顯示屏及電源電路等組成，如圖1所示?？刂茊卧蓸蚪z電阻（小電阻）測量電路、絕緣電阻測量電路、數(shù)據(jù)巡檢電路、程控放大電路、A/D轉(zhuǎn)換電路及光繼電器等組成；PC機完成數(shù)據(jù)接收處理及數(shù)據(jù)顯示功能。測量量程分別為0~20Ω小電阻和1~100MΩ絕緣電阻。系統(tǒng)軟件采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的編程思想，構(gòu)建人機交互、數(shù)據(jù)處理過程。

圖1 系統(tǒng)方框圖

2 硬件設(shè)計

2.1 橋絲電阻測量電路設(shè)計

氣體發(fā)生器橋絲電阻要求精度高，阻值較小，安全性要求高。本設(shè)計采用DC12V作為整機的輸入電源，保證被測對象的安全、可靠。測量范圍為0~20Ω。橋絲電阻測量原理如圖2所示。

圖2 橋絲電阻測量原理框圖

電源經(jīng)過限流電阻R（提高安全性）、10mA恒流管提供電阻測量電流，經(jīng)繼電器轉(zhuǎn)換電路將被測電阻接入測量回路，測量電流流過被測電阻Rx，再流經(jīng)標準電阻Rs，Rx和Rs兩端的電壓Vx和Vs經(jīng)模擬開關(guān)分時選通、程控放大、送入A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量經(jīng)計算機系統(tǒng)處理后得出被測電阻阻值，得出的測量值與系統(tǒng)預(yù)置的參數(shù)進行比較判斷，得出合格與否的結(jié)論，并將測量值和判斷結(jié)果送顯示屏顯示。其運算關(guān)系為：

其中，Rx：被測電阻；Vx：被測電阻兩端電壓；Rs：標準電阻；Vs：標準電阻兩端電壓。

2.2 絕緣電阻測量電路設(shè)計

絕緣電阻測量電路測量量程為1~100MΩ，原理如圖3。

圖3 絕緣電阻測量原理框圖

R為限流電阻；Rv、Ri為分壓電阻，Rv上電壓Vv，Ri上 電 壓 Vi；Rv/Ri=k，Rv和 Ri上 總 壓 V=kVi；Rx為被測電阻，Rs為電流取樣電阻，Rs上電壓Vs。

2.3 數(shù)據(jù)巡檢電路

繼電器轉(zhuǎn)換陣列原理框圖如圖4所示。

圖4 繼電器轉(zhuǎn)換陣列原理框圖

被測信號經(jīng)過繼電器陣A和繼電器陣B中的相應(yīng)繼電器送入測量通道，可通過譯碼驅(qū)動控制繼電器陣A和繼電器陣B中的繼電器，任意選擇測量通道來完成對被測對象的測試，可選測量方式方便、靈活。針對被測對象接口固定，將繼電器陣A和繼電器陣B設(shè)計在一塊印制板上實現(xiàn)通道切換，簡化設(shè)計，提高可靠性。測量時，自動切換被測通道和被測點擬采用高可靠微型繼電器進行切換。通過繼電器陣列既切換測量電源輸入回路至被測電阻，接通取樣回路從被測電阻上取樣電壓。

3 軟件設(shè)計

采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法和思路，各功能模塊化、子程序化，增加程序的可讀性與交互性?？梢赃x擇自動測試或手動測試，測試流程圖（自動測試）如圖5所示。

圖5 測試工作流程圖

主界面下通過下拉菜單選擇相應(yīng)電池組（型號配備相應(yīng)電池組測試配置文件，根據(jù)型號不同對出廠產(chǎn)品裝載不同電池組測試配置文件），在啟動測試后自動按順序測量每個通道的電阻值和絕緣電阻，對測試結(jié)果進行顯示和自動判讀。

3.1 檢測設(shè)備自檢

檢測設(shè)備自檢包括上電自檢和測試自檢。上電自檢包括存儲單元清零、程序初始化、輸出電流值檢查、接口檢查等。上電自檢通過后，即可進行測試自檢；上電自檢若出現(xiàn)異常則不允許進行測試操作，通過指示燈、上位機顯示屏進行提示，并對故障進行定位。測試自檢：將測試堵頭連接到測試電纜測試端，運行自動測試程序，對單元和測試電纜進行檢查。該過程與真實的測試過程一致。

3.2 對被測設(shè)備測試及數(shù)據(jù)處理

將被測設(shè)備連接到測試電纜測試端；接通供電開關(guān)，單元上電自檢，然后自動運行測試程序，對被測設(shè)備的電阻進行測量；在每一項電阻測量時，將結(jié)果與標準參數(shù)（或判據(jù)）進行對比，給出判斷結(jié)論，顯示該項測量結(jié)果，并將測量結(jié)果實時保存。如果測量過程中出現(xiàn)故障，則停止測量并通過上位機顯示屏提示。用測試主機對測試數(shù)據(jù)進行處理，以數(shù)據(jù)庫形式貯存完整測試信息。測試過程中將數(shù)據(jù)上傳到主機中。主機對測試數(shù)據(jù)進行處理，形成包含被測件編號、參數(shù)序號、參數(shù)名稱、判據(jù)、測量值及結(jié)論等的完整的測試信息貯存在數(shù)據(jù)庫中；在主機上實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的瀏覽、查詢和打印。

4 系統(tǒng)調(diào)試

利用本系統(tǒng)對一個高精度高阻值的電阻箱比對實驗對測試儀的準確度進行測試，測量結(jié)果如表1所示。從表1可知，測試儀的準確度達到±1%，多次重復(fù)比對實驗，準確度很穩(wěn)定，基本保持不變。

表1 系統(tǒng)調(diào)試數(shù)據(jù)比對表

5 結(jié)語

該設(shè)計以安全可靠為研制指導(dǎo)思想，專用于某型戰(zhàn)略導(dǎo)彈控制系統(tǒng)電池組回路阻值及各接點到外殼絕緣電阻進行測試，利用PC機瀏覽、查詢以及打印測量數(shù)據(jù)和判斷結(jié)論，避免人工操作、讀數(shù)、記錄中產(chǎn)生的失誤，滿足測試過程快速、準確、安全、可靠的要求。