CN112344810B - 导弹武器测试设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种导弹武器测试设备，包括：用于与导弹上各火工品连接器相连的火工品转接装置；用于与导弹控制器连接的弹上测试转接装置；用于与地面测发控设备连接的地面测试转接装置；测试主机，分别通过连接器与火工品转接装置、弹上测试转接装置、地面测试转接装置相连，用于进行火工品等效测试、对导弹控制器的开关量或模拟量或通信接口进行功能测试、对地面测发控设备的接口进行测试。本申请实施例提供的导弹武器测试设备能够对导弹武器的接口及时序信号的多个测试项目进行测试，结构简单，能提高测试效率。

Description

导弹武器测试设备

技术领域

本申请涉及武器测试技术，尤其涉及一种导弹武器测试设备。

背景技术

导弹武器的研制过程需要进行严格的测试，地面测试设备和等效测试设备是对弹上电气***进行测试的产品，主要负责弹上电气***的通信测试、时序测试、接口测试等。随着战术导弹武器的快速发展，小型化、轻量化、通用化、低成本设计成为主要的发展方向。弹上电气***的集成度越来越高，功能也越来越强大，但是对弹上电气***进行测试的地面测试设备和等效测试设备依然采用的是分布式设计方式，由各个单机单位负责生产及研制。目前分布式测试设备的主要缺陷是：

1、测试设备种类多，测试开设复杂：目前常用的地面测试设备包括示波器、电阻阵列、模拟量采集设备、地面等效器、转发器等，设备种类相对较多，每次测试所需要的测试设备均不相同，导致在测试前需要大量时间准备测试环境，浪费人力物力，降低测试效率；

2、测试设备重复率较高：由于测试设备采用分布式设计，传统方式是由各个单机单位负责生产及研制，为每个测试内容都需要生产一套测试设备，这导致测试设备重复率较高，例如每个单位在配备测试设备时均配有工控机，但功能大同小异，这造成大量的浪费，从而提高了产品成本；

3、数据判断复杂，人为因素多：传统的测试设备均是用于采集设备，只能保存原始数据，不能根据测试项目自动判读，需要人为参与对数据进行解算，并进行判读，这样测试导致测试过程中要花费大量的时间整理和判读数据，降低测试效率。

发明内容

为了解决上述技术缺陷之一，本申请实施例中提供了一种导弹武器测试设备。

本申请实施例提供一种导弹武器测试设备，包括：

用于与导弹上各火工品连接器相连的火工品转接装置；

用于与导弹控制器连接的弹上测试转接装置；

用于与地面测发控设备连接的地面测试转接装置；

测试主机，分别通过连接器与火工品转接装置、弹上测试转接装置、地面测试转接装置相连，用于进行火工品等效测试、对导弹控制器的开关量或模拟量或通信接口进行功能测试、对地面测发控设备的接口进行测试。

本申请实施例提供的技术方案，采用用于与导弹上各火工品连接器相连的火工品转接装置、用于与导弹控制器连接的弹上测试转接装置、用于与地面测发控设备连接的地面测试转接装置；还采用测试主机分别通过连接器与火工品转接装置、弹上测试转接装置、地面测试转接装置相连，用于进行火工品等效测试、对导弹控制器的开关量或模拟量或通信接口进行功能测试、对地面测发控设备的接口进行测试，则采用本实施例所提供的测试设备就能够实现以上各种测试项目，通过数量较少的测试设备就能够完成测试任务，缩短测试前准备工作的时间，减少人力物力的消耗，提高测试效率，降低生产和测试的成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的导弹武器测试设备的结构框图；

图2为本申请实施例提供的导弹武器测试设备中火工品转接装置分别与测试主机和火工品连接器相连的结构框图；

图3为本申请实施例提供导弹武器测试设备中火工品转接装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的导弹武器测试设备中弹上测试转接装置分别与测试主机和弹上控制器相连的结构框图；

图5为本申请实施例提供导弹武器测试设备中弹上测试转接装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供导弹武器测试设备中地面测试转接装置分别与测试主机和地面测发控设备相连的结构框图；

图7为本申请实施例提供的导弹武器测试设备中地面测试转接装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的导弹武器测试设备中测试主机的结构示意图；

图9为图8中FPGA数字控制板的结构示意图；

图10为图9中等效电路的结构示意图。

附图标记：

1-测试主机；11-主控器控制板；12-工控单元；13-电源单元；

2-火工品转接装置；21-火工品连接器；

3-弹上测试转接装置；31-弹上控制器；

4-地面测试转接装置；41-地面测发控设备。

具体实施方式

为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实施例提供一种导弹武器测试设备，用于对导弹等武器的弹上***和地面***进行测试。

图1为本申请实施例提供的导弹武器测试设备的结构示意图。如图2所示，本实施例提供的导弹武器测试设备包括：测试主机1、火工品转接装置2、弹上测试转接装置3和地面测试转接装置4。

其中，火工品转接装置2用于与导弹上各火工品连接器相连，弹上测试转接装置3用于与导弹控制器相连，地面测试转接装置4用于与地面测发控设备相连。上述导弹上各火工品连接器、导弹控制器、地面测发控设备都是已有的设备，本实施例提供的各转接装置根据已有设备的接口对应连接。例如：传统的方案中，导弹控制器的第一接口和第二接口对应与测试设备相连，则本实施例中，导弹控制器的第一接口和第二接口与弹上测试转接装置3相连。

测试主机1分别通过连接器与火工品转接装置2、弹上测试转接装置3、地面测试转接装置4相连，用于进行火工品等效测试、对导弹控制器的开关量或模拟量或通信接口进行功能测试、对地面测发控设备的接口进行测试。火工品转接装置2、弹上测试转接装置3、地面测试转接装置4内设置有相应的收发电路、转换电路等，起到接口转换和数据传输的作用。

测试主机1中集成有对火工品、导弹控制器及地面测发控设备进行测试的功能，例如：将传统测试方案中每一个测试所采用的控制器具备的功能现在都集成在测试主机1内，具体可以通过设置测试主机1的硬件结构、运行程序等方式来实现。

当测试主机1与火工品转接装置2组合时，与弹上电缆中各火工品连接器连接，便可以通过测试主机1开始火工品等效测试。当测试主机1与弹上测试转接装置3组合时，与弹上控制器连接后，可以开始控制器开关量、模拟量和通信接口的功能测试。当测试主机1与地面测试转接装置4组合时，可以完成地面测发控的接口测试。

本实施例提供的技术方案，采用用于与导弹上各火工品连接器相连的火工品转接装置、用于与导弹控制器连接的弹上测试转接装置、用于与地面测发控设备连接的地面测试转接装置；还采用测试主机分别通过连接器与火工品转接装置、弹上测试转接装置、地面测试转接装置相连，用于进行火工品等效测试、对导弹控制器的开关量或模拟量或通信接口进行功能测试、对地面测发控设备的接口进行测试，则采用本实施例所提供的测试设备就能够实现以上各种测试项目，通过数量较少的测试设备就能够完成测试任务，缩短测试前准备工作的时间，减少人力物力的消耗，提高测试效率，降低生产和测试的成本。

火工品转接装置2是将电缆网中火工品连接器转接成语等效便携测试设备的连接器。在上述技术方案的基础上，本实施例提供一种火工品转接装置2的实现方式：

图2为本申请实施例提供的导弹武器测试设备中火工品转接装置分别与测试主机和火工品连接器相连的结构框图，图3为本申请实施例提供导弹武器测试设备中火工品转接装置的结构示意图。

如图2和图3所示，火工品转接装置2包括：用于与导弹上各火工品连接器21相连的多个接口、与测试主机1相连的四个主机接口、以及用于连接导弹上各火工品的接口。

火工品转接装置2与火工品连接器21相连，具体是与火工品连接器21的两个连接端70-1和71相连，长度为500mm。火工品转接装置2上设置有多个用于控制火工品工作的测点，可以外接示波器或者笔录仪对波形进行记录或测试。

火工品转接装置2与测试主机1相连，具体是通过四个主机接口与测试主机1的四个连接端CS-2、CS-3、CS-4和CS-5相连，长度为800mm。火工品转接装置2用于将火工品连接器21发来的时序信号通过相应的连接端发送给测试主机1，以使测试主机1内的等效电路对时序信号进行测试处理，以获知火工品相应设备的工作状态及接口状态。

火工品转接装置2分别与测试主机1和火工品连接器21相连的端子和数据传输方式可以采用多种，本实施例不做限定，以能够在二者之间传送数据即可。

弹上测试转接装置3是将弹上控制器对外连接器转换为可与等效便携测试设备的连接器。本实施例提供一种弹上测试转接装置3的实现方式：

图4为本申请实施例提供的导弹武器测试设备中弹上测试转接装置分别与测试主机和弹上控制器相连的结构框图，图5为本申请实施例提供导弹物体测试设备中弹上测试转接装置的结构示意图。

如图4和图5所示，弹上测试转接装置3与弹上控制器31相连，具体是与弹上控制器31的三个测试连接端ZD-1、ZD-5和ZD-6端相连。弹上测试转接装置3能够接收弹上控制器31发出的开关量信号和模拟量信号，也能够能够弹上控制器31发出开关量信号和模拟量信号，并能够与弹上控制器通过串行接口RS422进行数据传输和测试、通过以太网进行数据传输和测试、以及通过控制局域网络(Controller Area Network，简称：CAN)总线进行数据传输和测试。

弹上测试转接装置3与测试主机1相连，具体是与测试主机1的五个连接端CS-2、CS-3、CS-4、CS-5和NET1相连，长度为1000mm。弹上测试转接装置3能够根据测试主机1发出的信号向弹上控制器31发出开关量或模拟量信号，也可以通过RS422、以太网或CAN总线向弹上控制器31发送信号。弹上测试转接装置3还能够将弹上控制器31发送来的模拟量信号、数字量信号以及通过各通信总线发来的信号发送给测试主机1，以使测试主机1进行处理和分析，以获知弹上控制器31的工作状态及各接口状态。

弹上测试转接装置3分别与测试主机1和弹上控制器31相连的端子和数据传输方式可以采用多种，本实施例不做限定，以能够在二者之间传送数据即可。

地面测试转接装置4是将地面测发控设备连接的连接器转换成与等效便携测试设备的连接器。本实施例提供一种地面测试转接装置4的实现方式：

图6为本申请实施例提供导弹武器测试设备中地面测试转接装置分别与测试主机和地面测发控设备相连的结构框图，图7为本申请实施例提供的导弹武器测试设备中地面测试转接装置的结构示意图。

如图6和图7所示，地面测试转接装置4与地面测发控设备41相连，具体是与地面测发控设备41的数字量输入输出端、RS422接口和弹地脱插接口相连，用于接收地面测发控设备41发出的开关量信号，向地面测发控设备41发出开关量信号，以及通过RS422接口和弹地脱插接口传送数据和测试。

地面测试转接装置4与测试主机1相连，具体是与测试主机1的五个连接端CS-3、CS-4、CS-7、NET1和NET2相连，长度为1000mm。地面测试转接装置4能够根据测试主机1发出的信号向地面测发控设备41发出开关量信号，也可以通过RS422、和TC总线向地面测发控设备41发送信号。地面测试转接装置4还能够将地面测发控设备41发送来的数字量信号以及通过各通信总线发来的信号发送给测试主机1，以使测试主机1进行处理和分析，以获知地面测发控设备41的工作状态及各接口状态。

地面测试转接装置4分别与测试主机1和地面测发控设备41相连的端子和数据传输方式可以采用多种，本实施例不做限定，以能够在二者之间传送数据即可。

本实施例提供一种测试主机1的实现方式：

图8为本申请实施例提供的导弹武器测试设备中测试主机的结构示意图。如图8所示，测试主机1包括：主控器控制板11、工控单元12和电源单元13。其中，主控器控制板11用于在火工品等效测试、对导弹控制器的开关量或模拟量或通信接口进行功能测试、对地面测发控设备的接口进行测试过程中采集测试数据。工控单元12通过数字总线与主控器控制板11进行通信。工控单元12用于接收主控器控制板11采集到的数据，并经过处理分析后产生控制指令发送给主控器控制板11，以使主控器控制板11通过连接器向火工品转接装置、弹上测试转接装置和地面测试转接装置发出控制信号。电源单元13用于向主控器控制板11和工控电源12供电。

根据上述各单元的功能，本实施例提供一种具体的实现方式：

工控单元12包括主板，主板上设置有控制芯片、芯片***电路及接口电路，接口电路包括RS232接口电路、通用串行总线(Universal Serial Bus，简称：USB)接口电路及以太网NET接口电路。控制芯片能够运行上位机软件，控制主控器控制板11完成测试，采集和存储测试数据，并进行测试智能判读。

电源单元13接收市电AC220V，并将市电进行交直变换以及直流降压变换后，转换为主控器控制板11和工控单元12需要的直流信号。

图9为图8中FPGA数字控制板的结构示意图。如图8和图9所示，主控器控制板11包括：主控器、以及各自与主控器相连的等效测试电路、输入输出接口电路、RS422接口电路和CAN总线接口电路。其中，主控器可以为本领域常用的处理器或微控制器，也可以为现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，简称：FPGA)。本实施例采用FPGA作为主控器，则主控器控制板也可以称为FPGA数字控制板。

RS422接口电路包括：RS422驱动器及相关电路。CAN总线接口电路包括CAN总线控制器及相关电路。输入输出接口电路包括：开关量采集电路、开关量输出电路、模拟量采集电路和模拟量输出电路。

其中，开关量采集电路包括：开关量采集模块及光耦隔离模块，光耦隔离模块连接在开关量采集模块与FPGA之间。开关量采集模块接收10路开关量信号，输出6路第一电压信号以及4路第二电压信号。

开关量输出电路包括：开关量输出模块及开关量驱动模块，开关量驱动模块连接在开关量输出模块与主控器之间。开关量驱动模块产生6路第一电压信号及4路第二电压信号，开关量输出模块根据开关量驱动模块产生的6路第一电压信号及4路第二电压信号发出10路开关量信号。上述第一电压信号为28V，第二电压信号为5V

模拟量采集电路包括：模数转换器和数字隔离模块，数字隔离模块连接在模数转换器与主控器之间，模数转换器接收4路模拟量信号并转换为数字量信号。

模拟量输出电路包括：数模转换器和数字隔离模块，数字隔离模块连接在数模转换器与主控器之间。数模转换器根据数字量隔离模块发出的信号产生4路模拟量信号。上述模拟量信号的幅值为-10V至+10V。

等效电路是采用等效电路和开关管实现电路通道的选择，与火工品转接装置2一起完成弹上电气***的时序功能测试。等效测试电路包括：依次连接的等效电路、运算放大器、模数转换器和数字隔离模块，其中，数字隔离模块与主控器相连。等效电路的输入端接收4路时序信号，如通过火工品转接装置2接收到的时序信号。本实施例中，等效测试电路的数量为7组，可以同时对7组时序信号进行测试。

图10为图9中等效电路的结构示意图。如图10所示，等效电路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、测量电阻R1、第一功率电阻R2和第二功率电阻R3。其中，第一开关的数量为4个，具体为图10中的开关K1、开关K2、开关K3和开关K4，各第一开关的前端分别接收一路时序信号的正相信号。

第二开关为图10中的开关K5，与测量电阻R1串联形成第一测试通道。第三开关为图10中的开关K6，与第一功率电阻R2串联形成第二测试通道。第四开关为图10中的开关K7，与第二功率电阻R3串联形成第三测试通道。第一测试通道、第二测试通道和第三测试通道并联后所形成的线路的前端与各第一开关的后端相连。

另外，运算放大器的正相输入端接收4路时序信号的正相信号，反相输入端接收4路时序信号的反相信号。运算放大器的反相输入端还与第一测试通道、第二测试通道和第三测试通道并联后所形成的线路的后端相连。

运算放大器的输出端与模数转换器ADS8678的输入端相连，模数转换器ADS8678的输出端与数字隔离器ISO7762相连。

FPGA数字控制板实现开关量和模拟量的输入输出功能、多种等效电路的模拟和实时电压采集功能，并提供1路CAN总线接口和3路RS422接口，该芯片集成隔离电源和隔离通信芯片。工控单元实现各个测试功能的控制和管理，数据显示和处理。电源单元实现对上述所有功能模块提供有效、稳定、可靠的工作电源。

FPGA作为控制芯片，具备10路开关量信号接收，其中6路输入电压28V和4路输入电压5V开关量信号，持续高电平有效；10路开关量输出，其中6路输出28V开关量信号和4路输出5V开关量信号；设计4路模拟信号采集功能，模拟输入量范围为-10V～10V，单通道采样率为200kSps；4路DA模拟量输出，输出DAC分辨率为16位。

FPGA数字控制板卡共7组28路等效电路信号输入。被测件输入的电压信号经过负载等效电路，负载等效电路采用7个单向导通开关管对4个电路通道进行控制，每通道电流承载能力高于20A瞬时电流，其中2个功率电阻在测试中可并联使用，并联电阻的数量由被测件输入信号需求决定，测量电阻用于检测电压是否正常。FPGA数字控制板卡通过运放将输入信号电压控制在0～5V，再经过ADC采样与FPGA通信完成测试。FPGA发送开关管控制信号经过数字隔离后经过数字位移寄存器将控制信号转为并行信号，实现对开关管的控制，通过单向导通开关管对电路通道进行控制。

本实施例中的测试主机1为便携式设计，将内部模块设计成便携计算机的形式。机箱尺寸为508.4mm×428.3mm×132mm，方便单手提拿。箱体上设置有翻盖显示器，该显示器为工业显示器，用于显示人机交互和测试状态，具备防震性能。箱体上设置有104键盘和触摸鼠标以及测试设备状态指示灯。机箱的一侧面开设散热孔，采用风冷散热设计。机箱的另一侧面设有6个航插测试接口CS-2、CS-3、CS-4、CS-5、CS-6、CS-7，用于与三个转接装置相连。

对导弹武器进行的火工品测试可通过FPGA数字控制板，与火工品转接装置2测试弹上火工品的时序是否正常。FPGA数字控制板通过测试主机1与火工品转接装置2连接。

对导弹武器进行的弹上功能测试可通过FPGA数字控制板，与弹上测试转接装置3测试弹上电气***各个接口是否功能正常。FPGA数字控制板通过测试主机1与弹上测试转接装置3连接。

对导弹武器进行的地面功能测试可通过FPGA数字控制板，与地面测试转接装置4测试测试地面电气***各个接口是否功能正常。FPGA数字控制板通过测试主机1与地面测试转接装置4连接。

上述组合式的导弹武器测试设备通过测试主机1与不同的转接装置组合实现弹上及地面不同的测试项目，实现地面测试设备的集成化设计，减少地面测试设备种类和数量，提高产品复用率。测试主机采用便携式设计，可以有效提高产品的开设效率，同时可运行智能判读软件，实现数据的快速判读，减少人为因素，提高测试效率。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种导弹武器测试设备，其特征在于，包括：

用于与导弹上各火工品连接器相连的火工品转接装置；

用于与导弹控制器连接的弹上测试转接装置；

用于与地面测发控设备连接的地面测试转接装置；

测试主机，分别通过连接器与火工品转接装置、弹上测试转接装置、地面测试转接装置相连，用于进行火工品等效测试、对导弹控制器的开关量或模拟量或通信接口进行功能测试、对地面测发控设备的接口进行测试；

所述测试主机包括：主控器控制板、工控单元和电源单元；

所述主控器控制板用于在火工品等效测试、对导弹控制器的开关量或模拟量或通信接口进行功能测试、对地面测发控设备的接口进行测试过程中采集测试数据；

工控单元，通过数字总线与主控器控制板进行通信；所述工控单元用于接收主控器控制板采集到的数据，并经过处理分析后产生控制指令发送给主控器控制板，以使主控器控制板通过连接器向火工品转接装置、弹上测试转接装置和地面测试转接装置发出控制信号；

电源单元，用于向主控器控制板和工控单元供电；

所述主控器控制板包括：主控器、以及分别与主控器相连的等效测试电路、开关量采集电路、开关量输出电路、模拟量采集电路、模拟量输出电路、串行接口RS422电路和控制器局域网络CAN总线电路；

所述等效测试电路包括：依次连接的等效电路、运算放大器、模数转换器和数字隔离模块，其中，数字隔离模块与主控器相连；所述等效电路的输入端接收4路时序信号；

所述等效电路包括：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、测量电阻、第一功率电阻和第二功率电阻；

第一开关的数量为4个，各第一开关的前端分别接收一路时序信号；

第二开关与测量电阻串联形成第一测试通道，第三开关与第一功率电阻串联形成第二测试通道，第四开关与第二功率电阻串联形成第三测试通道；第一测试通道、第二测试通道和第三测试通道并联后所形成的线路的前端与各第一开关的后端相连。

2.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述开关量采集电路包括：开关量采集模块及光耦隔离模块，光耦隔离模块连接在开关量采集模块与主控器之间；所述开关量采集模块接收10路开关量信号，输出6路第一电压信号以及4路第二电压信号。

3.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述开关量输出电路包括：开关量输出模块及开关量驱动模块，所述开关量驱动模块连接在开关量输出模块与主控器之间；所述开关量驱动模块产生6路第一电压信号及4路第二电压信号；所述开关量输出模块根据开关量驱动模块产生的6路第一电压信号及4路第二电压信号发出10路开关量信号。

4.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述模拟量采集电路包括：模数转换器和数字隔离模块，数字隔离模块连接在模数转换器与主控器之间；所述模数转换器接收4路模拟量信号并转换为数字量信号。

5.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述模拟量输出电路包括：数模转换器和数字隔离模块，数字隔离模块连接在数模转换器与主控器之间；所述数模转换器根据数字量隔离模块发出的信号产生4路模拟量信号。

6.根据权利要求1所述的测试设备，其特征在于，所述火工品转接装置包括：用于与导弹上各火工品连接器相连的多个接口、与测试主机相连的四个主机接口、以及用于控制导弹上各火工品工作的旋钮。

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