基于虚拟仪器的机载陀螺仪测试系统研究

liyf

                    ???? 虚拟仪器技术是软件代替部分硬件设计的技术，其中硬件模块实现信号的调理、采集和输出，而软件实现信号的处理、显示和产生。利用软件快速、灵活的运算处理能力，简化硬件模块功能，减少硬件模块体积，提高系统的稳定性和可靠性。另外，该技术只需更改软件就能满足大部分信号的测试，具有很强的灵活性和扩展性。
　　目前，传统的航空机载陀螺仪测试系统采用分立仪器搭建，具有成本高、自动化程度低、扩展性差的缺点，因此，这里提出一种基于虚拟仪器技术的航空机载陀螺仪自动测试系统的设计方案。
　　1 陀螺仪测试系统硬件设计
　　该系统硬件主要是以C8051F005单片机为核心，结合相应的外围电路实现A／D、D／A转换以及开关量的控制，采用模块化设计，通过RS-232总线与计算机控制系统进行通信。考虑到该系统设计的模块较多，且为了后续扩展，选用标准的3U工业机箱。其系统硬件原理图如图1所示。




　　C8051F005单片机实现对D／A转换器DAC714和A／D转换器TLC2543的控制，产生直流电压信号，经输出采样电路的电压／电流转换、放大，输出稳定的直流电流。使用D／A输出、A／D采样，与主控单片机形成闭环控制系统。可用键盘进行电流数值设定，用LED(发光二极管)进行显示，智能板卡数据采集框图如图3所示。




　　为了方便和规范测试系统程序的编写，将各个硬件模块的驱动编译生成动态库，由测试系统程序根据需要进行调用。系统程序开发过程中，硬件驱动和虚拟仪器界面的开发是重点。
　　硬件驱动设计是对智能板卡进行程控，方便测试系统程序的编写和集成。航空智能板卡驱动程序是上位机与下位机程序通信的纽带，通过调用驱动函数实现计算机对硬件的控制。虚拟仪器界面提供人机接口，操作员根据需要施加信号，实时监测信号。CVI提供了开发虚拟仪器界面的用户接口资源文件(*．uir)、各种控制和显示控件，用于模拟实际仪表界面。分析完成航空电源智能采集板上位机采集功能所需的各种控件。根据CVI软件编程，完成控件的编制，除了一些基本的控制显示控件外，还有一个示波器显示控件，它用于显示采集数据的波形。机载陀螺进行检测系统软件流程如图5所示。




　　4 结论
　　基于虚拟仪器技术的机载陀螺仪自动测试系统利用电子电路集成技术和虚拟仪器技术的优势，以及多总线设备互补的功能，实现了对多种型号陀螺仪的自动化测试，具有测试自动化程度高、成本低、易于扩展的特点。该项技术可以应用到航空航天、测控、医疗器械等领域。