基于PXI總線的瞄準設(shè)備檢定系統(tǒng)設(shè)計方案

1.

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。

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。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。

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。