摘 要：文章介紹了一套基于PC104架構(gòu)的數(shù)字式振動(dòng)測試儀檢測裝置。利用該裝置，可以對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測試儀各部件分別進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，并根據(jù)測量結(jié)果對(duì)測試儀進(jìn)行整體評(píng)判，給出調(diào)整報(bào)告。 關(guān)鍵詞：振動(dòng);PC104;實(shí)時(shí)測量 [b][align=center]Design of Test Instrument of Vibration Test device CHEN Peng，ZHU Gang[/align][/b] Abstract: A digital test device on the basis of PC104 is introduced in this article. The new device can take a real time detect for every part of the vibration test device in the engine, analyze the performance and give a report for the adjustment automatically. Key words: vibration; PC104; real time detect 1 概述 　　近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，軍用檢測設(shè)備也逐漸向數(shù)字化方向發(fā)展，為此，大量的模擬式檢測設(shè)備均進(jìn)行了數(shù)字化改進(jìn)。 　　振動(dòng)測試儀是飛機(jī)上用于測量發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣振動(dòng)強(qiáng)度信號(hào)的儀器。為保證其工作性能可靠，需定期對(duì)其離位測量校驗(yàn)。原進(jìn)口測量裝置為模擬式電子測量裝置，手工操作，使用繁瑣，精度低且成本高。文章介紹了一種以PC104計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)字化便攜式振動(dòng)測試儀檢測裝置。該設(shè)備全數(shù)字化設(shè)計(jì)，實(shí)時(shí)測量，可按照維護(hù)要求下達(dá)操作指令，省去了繁瑣的操作步驟，降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測試儀的檢測精度。 2 硬件設(shè)計(jì) 　　2.1 振動(dòng)測試儀及其檢測裝置介紹 　　振動(dòng)測試儀主要由2個(gè)振動(dòng)傳感器和1個(gè)信號(hào)放大電子組件組成。振動(dòng)傳感器基于電磁感應(yīng)定律，振動(dòng)時(shí)，傳感器內(nèi)部的線圈中會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)大小的感應(yīng)電動(dòng)勢。經(jīng)傳感器輸出的電壓信號(hào)，通過電子組件放大、檢波及變換后，將信號(hào)轉(zhuǎn)化為飛機(jī)可以接收的信號(hào)并通過指示器指示出來。 　　2.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 　　本檢測裝置可以按照維護(hù)要求對(duì)傳感器和電子組件實(shí)現(xiàn)離位測量。硬件系統(tǒng)主要由交流電源、直流電源、電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)、PC104計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、8038函數(shù)發(fā)生器、信號(hào)采集處理模塊、通訊模塊以及相應(yīng)調(diào)理電路等組成。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理如圖1。 [align=center] 圖1[/align] 　　振動(dòng)傳感器測試時(shí)，由電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)的頻率、幅度和加速度可調(diào)的機(jī)械振動(dòng)，傳感器感應(yīng)振動(dòng)并產(chǎn)生相應(yīng)電動(dòng)勢，并將其輸入A/D板進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。電子組件是測試的重點(diǎn)，其本身由115 V±15% 400 Hz ±10%的交流電源驅(qū)動(dòng)，計(jì)算機(jī)程序通過D/A轉(zhuǎn)換輸出一定大小電壓，控制函數(shù)發(fā)生器8038輸出頻率可調(diào)的正弦信號(hào)，此振動(dòng)模擬信號(hào)經(jīng)組件上的測量插座接入組件，經(jīng)組件調(diào)理放大后輸出相應(yīng)的電壓，此電壓同樣輸入A/D板進(jìn)行轉(zhuǎn)換。經(jīng)A/D板處理的采集數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)后，由計(jì)算機(jī)分析，并與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，最后給出測試報(bào)告。另外，系統(tǒng)同時(shí)提供通訊模塊，用戶可以將數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)進(jìn)行詳細(xì)分析。 　　2.3主要技術(shù)實(shí)現(xiàn) 　　PC104是一種專門為嵌入式控制而定義的IEEE-P996工業(yè)控制總線，其信號(hào)定義和PC/AT基本一致是一種優(yōu)化的、小型、堆棧式結(jié)構(gòu)的嵌入式控制系統(tǒng)，提供完備的外部接口。本系統(tǒng)中采用以486DXCPU為核心的pc104模塊，能夠很好地實(shí)現(xiàn)所需的實(shí)時(shí)測量任務(wù)，通過外部接口和外圍設(shè)備連接，完成輸入、顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等工作。數(shù)據(jù)采集處理模塊采用相應(yīng)的DMM-XT模塊，該模塊集成有16路12位A/D輸入和2路12位D/A輸出，最大采樣速率為100KHz可以實(shí)現(xiàn)工作電壓的精確測量。電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)采用某公司ES-1型通用振動(dòng)臺(tái),提供5-4500Hz頻率范圍的模擬振動(dòng)。通訊模塊則采用RS232-RS485轉(zhuǎn)換模塊，確保信號(hào)傳輸性能良好。數(shù)據(jù)通過RS485串行總線上傳到上位機(jī)后可以利用配套的軟件進(jìn)行獨(dú)立分析。 　　2.4 函數(shù)發(fā)生器電路的設(shè)計(jì) 　　函數(shù)發(fā)生器電路是電路設(shè)計(jì)的核心部分，本裝置中采用8038構(gòu)造頻率可調(diào)函數(shù)發(fā)生器。8038函數(shù)發(fā)生器是一種能產(chǎn)生方波、三角波、鋸齒波和正弦波的大規(guī)模集成電路。通過計(jì)算機(jī)可控制其產(chǎn)生頻率可調(diào)的正弦波。工作原理圖見圖2。測量用正弦波由三角波經(jīng)正弦波變換器變換而得并由2號(hào)引腳引出，將此信號(hào)接入待測電子組件為其提供正弦模擬信號(hào)。通過調(diào)整1kΩ和10kΩ兩個(gè)電位器，可以使正弦波失真度減小到0.5%左右。6號(hào)和8號(hào)引腳間的電壓由D/A控制，通過程序調(diào)節(jié)兩引腳間的輸入電壓，控制函數(shù)發(fā)生器按維護(hù)要求提供20～2000Hz頻率可變的信號(hào)。 [align=center] 圖2[/align] 3 軟件設(shè)計(jì) 　　該系統(tǒng)軟件基于DOS系統(tǒng)，以Borland c++3.1作為開發(fā)平臺(tái)，采用圖形化界面，通過中斷控制進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、存儲(chǔ)及性能判斷，軟件的流程圖如圖3所示： [align=center] 圖3[/align] 　　3.1 初始化模塊的編程 　　系統(tǒng)為DOS系統(tǒng)，因此設(shè)計(jì)了相應(yīng)的圖形處理、漢字字庫調(diào)用及擴(kuò)展內(nèi)存調(diào)用函數(shù)庫。圖形界面的編程一般直接通過程序在屏幕上畫圖，使得程序晦澀、冗長，且界面難以修改，為簡化操作，程序采用圖片調(diào)用的方式，通過程序?qū)LC文件的調(diào)用實(shí)現(xiàn)界面的編制，F(xiàn)LC文件可由相應(yīng)的圖形處理軟件繪制，界面美觀且修改方便。 　　3.2 數(shù)據(jù)采集模塊的編程 　　實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集處理模塊主要通過改寫1CH中斷程序完成，每隔25ms的時(shí)間自動(dòng)完成一次數(shù)據(jù)采集、性能判斷和測試數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，直到系統(tǒng)接收到停止測試的指令為止。 　　void interrupt（＊oldint）（void） 　　void interrupt newint（void） 　　void main（） 　　｛…… 　　oldint=getvect（0x1c）; 　　setvect（0x1c,newint）; 　?。? 　　void interrupt newint（void）] 　　｛ 　　outportb（0x43,0x36）; 　　outportb（0x40,0x86）; 　　outportb（0x40,0x74）; 　　……………（數(shù)據(jù)處理） 　　oldint（）; 　?。? 　　3.3 通訊模塊的編程 　　按設(shè)備要求提供獨(dú)立的通訊模塊，上位機(jī)的通訊程序通過Cbuilder5調(diào)用MSCOMM32控件實(shí)現(xiàn)，可運(yùn)行于windows95以上的操作系統(tǒng)下;PC104上的通訊程序則通過直接調(diào)用BC31自帶的bioscom（）函數(shù)完成對(duì)測試結(jié)果數(shù)據(jù)文件的上傳。 4 結(jié)束語 　　創(chuàng)新點(diǎn)：模塊化、數(shù)字化、智能化是軍用維修檢測設(shè)備發(fā)展的必然方向。正是基于此，設(shè)計(jì)開發(fā)了這套檢測裝置。該裝置提供友好的人機(jī)界面，簡化了操作，能精確有效地完成對(duì)某機(jī)載振動(dòng)測試儀地檢測，取得了良好的效果，達(dá)到預(yù)定的設(shè)計(jì)要求。 參考文獻(xiàn)： 　　張曉明,徐惠鋼.基于PC/104總線的多功能擴(kuò)展通信模塊的設(shè)計(jì)。微計(jì)算機(jī)信息，2004年 第5期，第43、44、59頁 　　郭維芹. 實(shí)用模擬電子技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，1999. 　　王永山等. 微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1999. 　　李軍等. 最新VESASVGA圖形圖像編程秘技.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1999.