基于PXI总线的瞄准设备检定系统设计方案

1.

导弹瞄准设备集光学、精密机械、电子技术于一体，是导弹武器系统中的一个重要组成部分。，它的工作性能和使用精度直接影响了导弹的横向命中精度。在使用、运输、储存过程中，由于振动、冲击、温度变化及内部应力变化等因素，造成设备使用精度和主要性能指标发生变化，直接影响导弹瞄准精度和武器作战效能。因此，必须对瞄准设备进行定期检定和使用前复检。目前配备的传统计量检定系统大多体积庞大，操作复杂，自动化程度低、通用性差、无法实现伴随计量保障和靠前计量保障。

本文基于PXI总线和虚拟仪器的设计思想，设计并实现一种新型的导弹瞄准设备虚拟计量检定系统，对系统的硬件组成、检测原理和系统软件进行了论述。而且具有良好的通用性、扩展性，通过适当增加部分硬件接口和编制相应的软件就能实现其他型号瞄准设备的检测。实现了伴随计量保障和靠前计量保障任务，应用前景十分广阔。

2. PXI总线简介

PXI（PCI eXtension for Instrumentation）总线是美国国家仪器公司（National Instrumentation,NI）于1997年发布的模块化仪器总线规范。其核心是将高速PCI总线和Compact PCI模块结构的所有优越性能集于一身。PXI总线具有32/64位数据传输能力以及分别高达132MB/s和264MB/s的数据传输速度，另外，还支持PCI-PCI桥路扩展和即插即用。并增加了专门的系统参考时钟、触发总线、星形触发线和模块间的局部总线，以此来满足高精确度的定时、同步与数据通信要求。

PXI除使用嵌入式计算机，还可通过MXI-3接口，扩展PXI的系统控制，包括外接PC控制、多机箱扩展和更长的距离控制，扩大了PXI的应用范围，不但可以在一个PXI机架上插入8块插卡（1个系统模块和7个仪器模块 ），而且可以通过扩展接口MXI-3,以星形或菊花链连接多个PXI机箱。为了满足测控模块的需要，PXI总线不但提供了33MHz的系统时钟，还提供了10MHz的TTL参考时钟信号、TTL触发总线和12引脚的局部总线，使得同步、触发和时钟等功能的信号线均可以直接从PXI总线上获得，而不需要繁多的连线电缆。

PXI以容易承受的价格提供了其他价格昂贵测试平台（如VXI）上高精度仪器才具有的同步、定时特性。PXI模块仪器可以在不降低测量精度并节约研制经费的情况下，提供高性能的测试、测量和数据采集。

3. 系统方案

3.1 系统硬件组成

根据导弹瞄准设备被测设备的特点和各种测试参数的要求，综合各种因素，本系统选用美国NI公司的PXI产品作为系统采集设备来构建检定系统的硬件平台，系统采用基于PXI总线的外控计算机方案，硬件部分由便携工业计算机、光学检测设备和电子检测设备三大模块组成，如图1所示。

图1 系统硬件组成

工业笔记本电脑是系统的主控部分，它经由MXI-3控制套件连接PXI总线，通过其扩展槽中的各个功能卡及总线控制电子检测设备和光学检测设备，完成各信号的采集，并通过运用Visual Basic和Measurement Studio构建的虚拟计量软件系统，完成检测数据的分析处理和结果显示。

电子检测设备主要由PXI模块仪器、PCL720数字I/O模块、信号转接仪和其它附件、电缆组成，其中PXI模块仪器包括PXI-1002机箱、MXI-3控制套件和PXI-6052E多功能数据采集模块，NI-4060数字万用表模块。MXI-3控制套件连接主控计算机和PXI测试仪器，多功能数据采集模块、数字万用表模块完成信号的采集和处理，信号转接仪完成专用接口和通用接口的转接，并通过PCL720模块控制多路输入信号的通道分时选通。