基于PXI的便携式测控系统

2.1 硬件子系统的一般组成

一般情况下，工业信号是不能直接进入PXI模块进行测量的，因为有些信号不能直接测出，必须间接测量计算得出，或者是出于对仪器的保护，必须进行调理， 然后测量。PXI模块的控制信号已不能直接驱动执行机构，必须对控制信号进行调理。一般情况下，一个完整的硬件子系统通常包括输入信号调理、输出信号调 理、PXI测控模块、PC机，如图7所示：

　　常用PXI总线测控系统硬件子系统模型中，PXI测控模块是核心，其主要参数决定了测控系统的稳定性、可靠性、准确性。常用的通用测控模块， PXI生产厂商已经投入应用。我们只要根据测控的目的或要求，选用性价比最高的即可。输入信号调理和输出信号调理必须由集成商自行研制。无疑研制这些调理 也必须符合PXI相应的规范。现以航天测控公司开发的引信通用测试平台为例，简述PXI总线的测控系统的软硬件子系统。

2.2 某通用引信测试平台硬件子系统

"某通用引信测试系统"是采用PXI总线技术组建的引信通用测试系统，按照测试流程规定的步骤，自动完成引信中的电阻、电压、电流、电容、时间等参数的测试，并对测试参数作相应的处理。

引信测试中通常电阻、电压、电流、电容、时间等参数,在测试方法的设计中我们仍采用电子测量领域中有效的测量方法，即：

1）采用数字多用表作为电阻、电压、电流等基本参数的测量工具。为配合数字多用表的测量，并实现被测信号选择过程的自动化，引入了继电器采样开关，对多路测量信号采样后，单路输出至数字多用表测试端口进行测量。

2）考虑到测试平台的通用性，我们采用了继电器输出控制作为系统与被测对象的可灵活设置的连接端口。针对不同型号的引信，通过软件设置继电器输出控制开关 的端口连接关系，完成通道之间的转换与重组，并与继电器采样开关连接，是不同型号的引信在测试方法上达成一致。

3）对时间参数的测量采用通用计数器进行，对长时间计时可利用软件查询计数器溢出的次数，计算出时间总量即可。这种方式不仅可确保瞬间时段的测量精度，还能满足长时间测量的要求并确保测量精度。

4）对电容参数的测量，为简化设计、降低研制成本，在满足测量精度的前提下，我们将采用间接法（即通过测量RC时间常数推算电容的方法）测量电容。

硬件子系统主要分为如下几部分：PXI组合和供电控制及转接组合部分。PXI 组合主要由上位计算机、PXI模块和PXI总线组成，这是硬件子系统的核心。供电控制及转接组合部分主要由系统机箱、信号输入输出转接和引信供电电源部分 组成，这是硬件子系统的输入调理和输出调理。其中PXI部分主要完成信号的测试控制，供电控制与转接组合部分主要实现引信电源输出、信号输入输出等功能。 见图8：

　　PXI测控组合是测试平台的核心部分，其主要工功能是：组合PXI模块，在计算机的控制下，完成对引信各种参数的测试后，由PXI总线将测试数据传送到计算机，再由计算机进行后续的数据处理。其中，

1）PXI8330是连接计算机与PXI各个功能模块的通信桥，它是PXI系统中使用外部控制器的理想接口，也可以把多个主机箱连到一个接口上，因而具有很强的灵活性和很高的数据吞吐率。PXI8330模块安插在PXI机箱的最左边的插槽。

2）PXI4070为6位半数字多用表可对电压、电流、电阻等基本电参数进行高精度的测量。

3）PXI-6115为多功能数据采集模块，对电容充放电过程进行检测、外部模拟量进行测试和计数器计时等。

4）AMC4600为24路继电器通用开关模块，3块AMC4600可为系统提供72路继电器开关通道。用于为数字量多用表、通用计数器、数据采集模块提供测量输入通道，同时也可对电阻、电压、电流、电容、时间的测量进行隔离。

5）AMC4502为32路数字I/O模块，具有发送I/O数据和进行控制的功能。每个通道可以用作输入通道也可用作输出通道，且通道采用光电隔离。

6）AMC4306为16通道记时器模块。可同时对16路1微秒到420秒的时间间隔进行测量

2.3 时间信号的测量

PXI总线数字过程存储器AMC4306可用于对时间信号的测量。当模块进入准备就绪状态后可对十六个输入通道上的信号进行连续采样，根据触发方式不 同，在相应的条件下触发计时器开始计时。该模块能自动记录16通道端口的变化过程。AMC4306进行记时的时候，时间起时信号进入通道X，时间终止信号 进入通道Y。通道X的信号发生变化时，记时器记下此时通道X的状态变化相对于触发点的时间；通道Y的信号发生变化时，同样记时器也把该通道状态变化相对于 触发点的时间记录下来。通道Y和通道X两者的时间差即为被测试时间。当然AMC4306记时器模块的一个通道也可以进行时间测量，不论何时只要通道的信号 的状态发生改变，AMC4306就会把信号变化的时间点记录下来，这样通过状态变化差也就把时间记录下来。时间测试见图9、图10：