多控制器并行处理的安全和起爆电路测试装置

刘峰华，任朋利，邵志豪

（西安机电信息技术研究所 陕西 西安 710065）

多控制器并行处理的安全和起爆电路测试装置

刘峰华，任朋利，邵志豪

（西安机电信息技术研究所 陕西 西安 710065）

针对现有测试技术一次上电只能完成对单发引信测试且测试过程繁琐的缺点，提出基于多控制器并行处理的安全和起爆电路测试装置。该测试装置通过一台计算机、两个单片机和温度控制器构成了多机通讯控制系统，两个单片机通过相应的电源模块、触发模块和采集模块与多发被测安全和起爆电路相连，多机间通过串口通讯方式进行信息交换，获得多发被测安全和起爆电路的各种测试数据。分析和试验表明该测试装置能够很好的完成对多发被测安全和起爆电路的测试任务，具有测试效率高、实时性强、操作方便快捷、人为误差小等特点。

引信；并行处理；测试装置；控制系统

现代战争对引信的可靠性要求越来越高，产品的质量问题，越来越受到重视，引信产品的试验测试是保证产品质量，提高产品可靠性必不可少的环节[1]。现有的引信测试系统中，出现了使用DSP技术或CPLD技术对引信产品进行测试的方法。该方法虽然实现了对引信产品的自动测试，但一次上电只能完成对单发产品的测试，且操作过程复杂，设备实现成本高。现有测试系统在测量实时性、使用方便性存在不足。为此，本文提出了基于多控制器并行处理的安全和起爆电路测试装置。

1 背景技术

目前随着科技的发展及现代高科技战争的需求，出现了基于DSP技术或CPLD技术的引信自动化测试系统[2]。该测试系统为引信提供工作电源、各种控制信号并且设置参数，完成引信工作状态设置，同时采集引信输出的电源信号、各种控制命令的响应信号和特征参数，以判断引信的工作状态，进而判断引信性能是否合格。

该测试系统采用DSP芯片作为核心处理器，负责控制和调度其他各部分的协调运作，测试系统的工作流程，操作方法、显示界面、菜单设计也是由其完成；功能模块主要由CPLD芯片实现控制逻辑，在DSP命令控制下完成引信控制和状态监测等任务，实现对引信供电一次电压和一次电流的采集；存储模块负责保存监测过程中的重要数据以备查询；手动控制及显示模块实现对仪器面板的控制，它结合液晶显示屏和键盘、按键等为用户操作仪器提供操作平台，同时，检测到的参数、状态等也通过前面板显示通知用户，另外还负责异常状态下的报警。上述组成模块协调工作，共同完成引信综合检测的任务，其原理框图如图1所示。

图1 基于DSP技术或CPLD技术的引信自动化测试系统原理框图Fig. 1 Functional block diagram of automatic testing system based on DSP or CPLD technology

该测试系统实现了对单发引信产品的自动测试，但若将该测试方法应用于多发引信测试时，就存在控制模块的DSP芯片和功能模块的CPLD芯片算法繁琐、系统复杂的问题。

2 测试装置原理及特点

2.1 测试装置的原理

基于多控制器并行处理的安全和起爆电路测试装置通过一台计算机、两个单片机和温度控制器构成多机通讯控制系统，两个单片机通过相应的电源模块、触发模块和采集模块与多发被测安全和起爆电路相连，实现一次上电对多发安全和起爆电路的测试任务。该测试装置的原理框图如图2所示，其中1≤n≤8。

计算机通过RS422接口[3-5]与温度控制器[6]、控制器1和控制器2进行信息交换。计算机带有存储器和操控软件包，存储器中设有测试结果数据库，用于存储测试数据。操控软件包含有页面模块、控制模块、存储模块和打印模块。页面模块为用户操作仪器提供操作平台，设置测试条件，测试任务，对测试结果进行查询操作；控制模块控制和调度其他各部分协调运作；存储模块将测试条件相关项、测试温度、从控制器1和从控制器2上传的相关测试数据存入测试结果数据库中；打印模块在接收到打印命令时，从测试结果数据库中调用当前n发被测安全和起爆电路的测试数据进行打印，或打印查询获得的查询结果。

控制器1在接收到计算机发送的供电指令时，触发电源输出模块向n个被测安全和起爆电路供电并采集电源工作参数将采集结果上传给计算机；在接收到计算机发送的触发指令时，控制触发模块向n个被测安全和起爆电路提供触发信号。

控制器2接收到计算机发送的解保信号采集指令时，控制前级解保采集模块采集n个被测安全和起爆电路输出的前级解保信号并将采集的结果上传给计算机，控制主级解保采集模块采集n个被测安全和起爆电路输出的主级解保信号并将采集的结果上传给计算机；控制器2接收到计算机发送的起爆信号采集指令时，控制前级起爆采集模块采集n个被测安全和起爆电路输出的前级起爆信号并将采集的结果上传给计算机，控制主级起爆采集模块采集n个被测安全和起爆电路输出的主级起爆信号并将采集的结果上传给所述计算机。

2.2 测试装置的特点

图2 安全和起爆电路测试装置的原理框图Fig. 2 Functional block diagram of safety and initiation circuit test device

该测试装置通过多控制器并行处理的方法，实现向被测安全和起爆电路自动供电，并获得多发被测安全和起爆电路的工作电流、前级解保输出的电压和时间值、主级解保输出的电压和时间值、前级起爆输出的电压值和主级起爆输出的电压和时间值等测试数据，与目前的测试方法相比，测试效率大幅提高。

与图1不同，图2将图1中的存储模块、手动控制和显示模块、控制模块的功能进行整合后，利用一台计算机便可实现。该计算机按照一定的时序向温度控制器和两个单片机发送相应的操控指令，通过两个控制器获得被测安全和起爆电路的测试数据并将测试数据存放到预制的数据库中。与目前的测试技术相比，本测试装置具有智能化程度高、实时性强、操作简单、人为误差小的特点。

与目前的测试方法相比，增加温度测量装置，使得该测试装置能够对被测安全和起爆电路在不同温度下的工作情况进行测试，以便设计人员更好的了解不同工作环境对测试产品性能的影响。

3 试验验证

3.1 使用情况

目前，基于多控制器并行处理的安全和起爆电路测试装置已在科研实践中使用，主要用于低频引信的安全和起爆电路的测试，该测试装置可以完成向多发被测安全和起爆电路供电并检测其工作电流、发送触发信号，并采集多发被测安全和起爆电路输出的两路解保控制信号的电压及时间和两路起爆控制信号的电压及时间。使用过程中，该测试设备性能稳定，使用效果良好。

3.2 测试结果的精度分析

该测试装置不仅需要对多发被安全和起爆电路的功能进行测试，还要对其性能参数进行测试。被测安全和起爆电路输出的电压幅度要求满足24～27 V，控制器1和控制器2内置的ADC具有8位的采样分辨率，其理论值可以达到最小0.013 V的测量精度，完全能够满足引信电压幅度的测量要求。被测安全和起爆电路的解保时间幅度要求满足（600±50）ms，起爆延时时间幅度要求满足（930±20）μs，在40 MHz晶振下工作的采样模块，其内部的定时器的最小计数单位为0.025 μs，高于测量精度，完全能够满足解保时间、起爆延时时间的测量要求。

对8发安全和起爆电路进行5次测试的实际测试结果见表1所示。从表1可以看出该测试装置不但能满足安全和起爆电路的测试要求，而且与示波器测试的数据相比具有一致性高的优点。

3.3 测试装置测试内容的完备性分析

安全和起爆电路在正常工作时将输出多路解保控制信号和多路起爆控制信号，数据量大。测试装置应对被测引信产品具有完备的检测性。一是测试点要求全面，二是实时性要求高，不能因为测试数据量大而省略中间环节的测试数据，基于多控制器并行处理的安全和起爆电路测试装置可同时对多发被测安全和起爆电路的多路输出信号进行测试，保证测试的全面性、完备性。

表1 测试结果Tab.1 Test results

3.4 测试过程的方便性

基于多控制器并行处理的安全和起爆电路测试装置，将繁琐的测试过程整合为具有联系的，可由中央控制器集中控制的测试设备，测试根据多发被测安全和起爆电路的实际使用情况制定专用测试流程，采用一键启动自动执行，测试结束后集中显示并存储测试数据的方式。操作流程简单，使用方便，测试方法规范，受人为操作影响小，且节约人力资源。

4 结 论

文中提出了基于多控制器并行处理的安全和起爆电路测试装置。该装置通过一台计算机、两个单片机和温度控制器构成了多机通讯控制系统，两个单片机通过相应的电源模块、触发模块和采集模块与多发被测安全和起爆电路相连，多机间通过串口通讯方式进行信息交换，获得多发被测安全和起爆电路的各种测试数据。分析和试验表明该测试装置能够很好的完成对多发被测安全和起爆电路的测试任务，具有测试效率高、耗时少、实时性强、操作方便快捷、人为误差小等特点。拟进一步研究对不同类型被测引信用测试装置通用化的问题。

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A fuze test device based on multi-controller parallel processing

LIU Feng-hua, REN Peng-li, SHAO Zhi-hao
（Xi’an Institute of Electromechanical Information Technology, Xi’an 710065, China）

The present fuze test device has disadvantages of only a fuze testing and complicated process. A fuze test device based on multi-controller was put forward in the paper. The system was made up of a computer and two MCU and tempreture sensor . Two MCU are connected with the multiple fuze by the corresponding power supply circuit, trigger circuit and sampling circuit, Controllers exchange information via a serial port communication, access to test data of the multiple fuze.Analysis and experiment showed that the test device can be very good completion of multiple testing tasks.The test device was of high test efficiency, strong real-time performance, convenient operation, low human error etc.

fuse; parallel processing; test device; control system

TN06

A

1674-6236(2014)03-0114-03

2013–06–24 稿件编号：201306159

刘峰华(1979—)，女，陕西西安人，硕士，工程师。研究方向：引信控制电路及其测试技术。