某导弹测试设备电路板智能检测系统设计

字量通道、时序量通道进入检测系统的数据采集卡;数据采集卡能够产生控制信号，控制模拟量切换电路对模拟量的通道进行控制，使得需要检测的模拟量进入检测系统，而无关的模拟量则被隔离，此外，计算机作为系统的激励源能产生相应的激励信号通过ISA总线和数据采集卡送到信号调理板，用作电路板的检测信号，这也是测试系统硬件的主要功能。

测试系统采用模块化设计，根据导弹测试设备电路板检测系统的需求，系统主要由电源转换模块、恒流源模块、开关切换模块、输入模块和输出模块、A/D转换模块和D/A转换模块组成。电路板智能检测系统硬件功能模块组成图如图4所示。

为了实现上述功能，本系统设计了相应的接口电路来实现对数据采集卡的控制和通道切换，完成数据采集和检测的功能。由于数据采集卡本身具备电压测试功能，所以可以直接用来测试电压，不需要设计电压接口电路，其他电流、电阻、电容、电感等接口电路及测试方法如下。

2.1 电流的测试方法

在电路板检测的过程中，及时准确地掌握电流的大小非常重要，而数据采集卡不具备直接对电流信号进行采集量化的能力，系统采用了间接方法进行测量。在本测试系统中，让测试电流直接流过标准电阻实现I-U转换从而间接对电流进行测量，电流测量的原理图如图5所示。

在测试电路的设计中，通过并联电压负反馈放大电路，编程控制四个继电器的切换，让电流依次流过不同数量的电阻来实现I-V转换。图5中的放大器采用LM324来实现，由于放大器的输入电阻很高，可以认为被测电流全部流过标准电阻。由电路的基本原理可以知道，放大器的输入电压为，输出电压，输出电压与输入电流成正比。通过编程控制继电器切换不同的电阻，就能够得到不同的量程。通过本测试方法，较好地满足了电路板上小电流的测量。

2.2 电阻的测试方法

电阻的在线测试一般根据电路等效三角形结构采用电隔离技术来实现，其测试原理图如图6所示。

图6中与被测试电阻并联的两个等效电阻被运放隔离，在运放的一端加入一个标准的测量信号，通过转换电路后就可以得到一个标准的信号输出，根据计算，可得：。

2.3 电容的测试方法

电容的测量采用理想运算放大器来消除电容两端旁路等效阻抗的影响，实现电容的在线隔离从而进行测量，其测试电路图如图7所示。

由数据采集卡的模拟输出端口产生一个固定频率的交流信号，它激励转换电路，得到一个与被测试电容成正比的交流电压信号V_o，V_o通过数据采集卡采集到计算机以后，通过软件实现信号的二阶带通滤波，滤除固定频率以外的杂波，再经AC/DC VI函数转换后得到与被测试电容成正比的电压V。通过多组数据求得比例值K后，就可以根据比例值计算出被测试电容容值大小，可见转换电路的实质是反相微分和积分电路。

由电路图计算可得：， 。可以看出，被测电容与输入电压V_o成正比，从而实现的转换。通过改变R₁和R₂的比值和电容C₁的大小，就可以扩大电容的测量范围。

3 系统软件设计与实现

根据导弹测试设备电路板检测系统所要实现的功能和系统硬件的具体规划，系统软件采用模块化设计，主要包括以下几个功能模块：系统自检模块、参数设置模块、数据采集与处理模块、数据库管理模块、故障诊断模块。

系统自检模块通过自激励—自测试的方法检测系统本身工作是否正常;参数设置模块设置所测量的数据类型及量程;数据采集与处理模块实现信号动态接入控制，完成导弹测试设备测试信号的采集，并将所采集的信号转换成系统所需要的电压信号;数据库管理模块用于保存测试数据及相关信息，添加和更改与故障定位有关的信息数据;故障诊断模块依据所采集到的信号状态与数据库中的标准值进行比较，判断所测信号是否正常，若不正常将故障定位，并给出维修建议。系统测试流程图如图8所示。

4 实验验证

测试所使用光电转换电路原理图如图9所示。

该光电转换电路能将接收到的光信号转换成正脉冲信号。当光信号投射到光敏三极管VT2上以后，直接转变成电信号，VT2导通，由VT3、C2、L1组成的选频放大器对产生的电信号进行放大，最后由4011芯片整形产生正脉冲信号输出。在对印刷电路板进行路内测试之前，需将被测试电路板上的所有器件、接点标出。可以看到，该电路板共有11个接点，分别标为No1-No11。按照元气件的编号、类型、所连接接点号、阻抗器件的标称数值创建一个数据库文件。对于阻抗器件，用户需要给出被测试器件的合格范围，即给出最大和最小字段中的具体数值，如图10所示。

测试界面根据当前所测试器件的不同类型显示不同的界面。如果系统所测试的是阻抗性器件，系统会显示输入和