■ 王鵬 陳歡/軍藍(lán)科技集團(tuán)總公司

0 引言

某型裝備修理量的日益增多給工廠完成生產(chǎn)任務(wù)帶來了挑戰(zhàn)。在該型裝備修理過程中，對(duì)自毀裝置的檢測主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，一種是采用桁條式結(jié)構(gòu)掛測自毀裝置的方式，使用綜合測試設(shè)備進(jìn)行測試；另一種是使用通用儀器搭建測試平臺(tái)進(jìn)行測試。兩種方式都存在不足：前者測試流程復(fù)雜，會(huì)加重綜合測試設(shè)備和桁條式結(jié)構(gòu)的測試負(fù)擔(dān)；后者費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且短接線多，存在安全隱患，影響裝備的修理效率和修理質(zhì)量。因此，需要研制一種可單獨(dú)檢測自毀裝置的專用測試臺(tái)。

1 設(shè)計(jì)概念

自毀裝置是控制裝備自毀的重要部件，需要進(jìn)行功能測試。自毀裝置專用測試臺(tái)作為自毀裝置的檢測工具，不僅可以提供測試數(shù)據(jù)、判定故障問題，還可以驗(yàn)證修理結(jié)果，提高修理效率。

自毀裝置由兩個(gè)延遲時(shí)間為5.75s的延時(shí)電路和一個(gè)延遲時(shí)間為2s 的延時(shí)電路組成，工作過程如圖1 所示。當(dāng)?shù)谝患?jí)延時(shí)電路接收到+24V2A 直流信號(hào)后開啟第一級(jí)延時(shí)電路，經(jīng)過5.75s 后，第一級(jí)延時(shí)信號(hào)開啟第二級(jí)延時(shí)電路，再經(jīng)過5.75s 后，第三級(jí)延時(shí)電路接收到第二級(jí)延時(shí)信號(hào)，同時(shí)接收10Hz 方波中斷信號(hào)，開啟第三級(jí)延時(shí)電路，計(jì)時(shí)2s 后發(fā)送自毀指令。

圖1 自毀裝置工作過程

2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)測試項(xiàng)目的要求，計(jì)劃研制一個(gè)可直接測試、方便操作、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示的自毀裝置專用測試臺(tái)。

該裝備自毀裝置專用測試臺(tái)主要由多路電源模塊、信號(hào)發(fā)生器、計(jì)時(shí)電路、雙備份選擇電路、開關(guān)、插頭/插座、電纜、機(jī)箱等組成。測試臺(tái)通過電纜為自毀裝置提供電源信號(hào)和控制信號(hào)，自毀裝置產(chǎn)生的三個(gè)延時(shí)信號(hào)通過電纜送至測試臺(tái)顯示。

2.1 原理設(shè)計(jì)

該型裝備自毀裝置專用測試臺(tái)的工作原理如圖2 所示。接通220V50Hz 電源后，多路電源模塊為信號(hào)發(fā)生器、計(jì)時(shí)電路和自毀裝置提供供電電壓，同時(shí)為自毀裝置提供啟動(dòng)電壓。自毀裝置和測試臺(tái)之間通過電纜傳送信號(hào)，將測試臺(tái)產(chǎn)生的電源信號(hào)和控制信號(hào)輸入自毀裝置，自毀裝置的延時(shí)電路產(chǎn)生相關(guān)信號(hào)，通過電纜輸出至測試臺(tái)的三個(gè)計(jì)時(shí)電路，實(shí)時(shí)顯示延時(shí)時(shí)間。

圖2 測試臺(tái)工作原理圖

2.2 硬件設(shè)計(jì)

各硬件的主要功能：多路電源模塊是該測試臺(tái)的供電系統(tǒng)，為測試臺(tái)各組成器件提供工作電壓，并通過電纜為自毀裝置提供工作電壓和啟動(dòng)信號(hào)；信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生自毀裝置需要的時(shí)鐘信號(hào)，通過電纜傳輸至自毀裝置；計(jì)時(shí)電路根據(jù)自毀裝置輸出信號(hào)的變化，完成三個(gè)延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間計(jì)時(shí)和顯示；雙備份選擇電路用于轉(zhuǎn)換自毀裝置中延時(shí)電路和備份延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間測試。

2.2.1 電源模塊的設(shè)計(jì)

電源模塊由兩個(gè)多路電源模塊組成，用于向測試臺(tái)各組成器件和自毀裝置提供電源信號(hào)。輸入AC220V50Hz的交流市電后，多路電源模塊1 產(chǎn)生DC+5V3A、+24V2A 的輸出，為信號(hào)發(fā)生器、計(jì)時(shí)器和繼電器提供供電信號(hào)，同時(shí)為自毀裝置提供啟動(dòng)信號(hào)；多路電源模塊2 產(chǎn)生DC+24V5A 的輸出，為自毀裝置提供供電信號(hào)。本測試臺(tái)選用某型多路電源模塊，該電源模塊小巧輕便，抗干擾能力強(qiáng)，便于測試臺(tái)內(nèi)部AC 轉(zhuǎn)DC 使用，還具備輸入防反接功能以及輸出過壓、短路、過流、輸入過壓、欠壓等保護(hù)功能。

2.2.2 信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)

信號(hào)發(fā)生器用于產(chǎn)生10Hz 方波信號(hào)，為自毀裝置的第三級(jí)延時(shí)電路提供控制信號(hào)，當(dāng)控制信號(hào)停止發(fā)送時(shí)，第三級(jí)延時(shí)電路開始工作。考慮測試臺(tái)的集成性，本測試臺(tái)選用某型PWM 信號(hào)發(fā)生器，供電電壓DC3.5 ～12V，頻率范 圍1Hz ～15kHz，輸出電壓1 ～24V，頻率精度≤2%，輸出電流5 ～100mA，該信號(hào)發(fā)生器具有體積小、抗噪聲能力強(qiáng)，成本低等特點(diǎn)。

2.2.3 計(jì)時(shí)電路的設(shè)計(jì)

計(jì)時(shí)電路是測試臺(tái)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，用于根據(jù)自毀裝置輸出信號(hào)的變化自動(dòng)測量并顯示自毀裝置3個(gè)延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間。計(jì)時(shí)電路的功能由3 個(gè)毫秒計(jì)時(shí)器和7 個(gè)高速繼電器完成，計(jì)時(shí)電路的原理如圖3 所示，工作原理如下。

圖3 計(jì)時(shí)電路設(shè)計(jì)原理圖

當(dāng)自毀裝置啟動(dòng)時(shí)，繼電器P1 兩端產(chǎn)生電壓差，繼電器吸合，計(jì)時(shí)器U1 開始工作。自毀裝置第一級(jí)延時(shí)電路延時(shí)結(jié)束后，將第一級(jí)延時(shí)結(jié)束的低電平信號(hào)通過電纜發(fā)送至測試臺(tái)，繼電器P2、P3 同時(shí)吸合，繼電器P2 控制計(jì)時(shí)器U1 停止計(jì)時(shí)，此時(shí)計(jì)時(shí)器U1 面板上的數(shù)碼管顯示第一級(jí)延時(shí)時(shí)間，繼電器P3 控制計(jì)時(shí)器U2 開始計(jì)時(shí)。當(dāng)自毀裝置第二級(jí)延時(shí)電路延時(shí)結(jié)束后，第二級(jí)延時(shí)結(jié)束的低電平信號(hào)發(fā)送至測試臺(tái)，繼電器P4、P5、P6 同時(shí)吸合，繼電器P4 控制計(jì)時(shí)器U2停止計(jì)時(shí)，此時(shí)計(jì)時(shí)器U2 面板上的數(shù)碼管顯示第二級(jí)延時(shí)時(shí)間，繼電器P6 用于自動(dòng)切斷信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)，在輸出信號(hào)切斷的同時(shí)繼電器P5 控制計(jì)時(shí)器U3開始計(jì)時(shí)。當(dāng)自毀裝置第三級(jí)延時(shí)電路延時(shí)結(jié)束后，第三級(jí)延時(shí)結(jié)束的低電平信號(hào)發(fā)送至測試臺(tái)，繼電器P7 吸合，計(jì)時(shí)器U3 停止計(jì)時(shí)，此時(shí)計(jì)時(shí)器U3 面板上的數(shù)碼管顯示第三級(jí)延時(shí)時(shí)間。測試臺(tái)選用某型毫秒計(jì)時(shí)器，短路計(jì)時(shí)，開路停止計(jì)時(shí)，再次短路立即復(fù)位，并重新開始計(jì)時(shí)?？梢愿鶕?jù)信號(hào)變化自動(dòng)開始或停止計(jì)時(shí)，并保持計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)。計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)精度為1ms，具有操作簡單、性能穩(wěn)定、成本低等特點(diǎn)。測試臺(tái)選用某型高速繼電器，該繼電器具有較高的絕緣電阻和較低的介質(zhì)損耗。

2.2.4 雙備份選擇電路的設(shè)計(jì)

雙備份選擇電路用于轉(zhuǎn)換自毀裝置上延時(shí)電路和備份延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間測試，通過金屬按鈕開關(guān)實(shí)現(xiàn)。

2.2.5 開關(guān)的設(shè)計(jì)

開關(guān)用于對(duì)多路電源模塊的能源供電進(jìn)行通斷管理、對(duì)自毀裝置的啟動(dòng)信號(hào)進(jìn)行通斷管理，以及對(duì)雙備份選擇電路進(jìn)行選擇管理。本測試臺(tái)選用某型金屬按鈕開關(guān)，該按鈕開關(guān)具有防腐蝕、抗壓強(qiáng)、抗溫性高、安裝方便等特點(diǎn)。

3 結(jié)束語

該測試臺(tái)根據(jù)被測產(chǎn)品的需要而設(shè)計(jì)，是自毀裝置延時(shí)時(shí)間的實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備。測試臺(tái)操作簡便，工作穩(wěn)定可靠，功耗低，測量精度高，讀數(shù)直觀，可縮短自毀裝置的測試修理時(shí)間，提高了修理水平和修理質(zhì)量，優(yōu)化了自毀裝置測試過程。該測試臺(tái)的研制填補(bǔ)了自毀裝置單獨(dú)測試修理的空白，為裝備修理打下基礎(chǔ)，具有一定的推廣價(jià)值。