電子測(cè)試技術(shù)在飛機(jī)維修中的應(yīng)用

歐仁俠 陳洪斌 張華磊 吉林醫(yī)藥學(xué)院 132013

電子測(cè)試技術(shù)在飛機(jī)維修中的應(yīng)用

歐仁俠 陳洪斌 張華磊 吉林醫(yī)藥學(xué)院 132013

機(jī)載電子測(cè)試設(shè)備大大提高了對(duì)飛機(jī)各系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控、性能檢測(cè)和故障診斷水平，已成為航空工業(yè)的重要課題。本文通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外測(cè)試技術(shù)在飛機(jī)維修中的應(yīng)用現(xiàn)狀，探討了電子測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，為我國(guó)電子測(cè)試技術(shù)的發(fā)展提供了理論依據(jù)。

電子測(cè)試技術(shù);飛機(jī)維修

引 言

隨著航空工業(yè)現(xiàn)代化水平的不斷提高，提高飛機(jī)各系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控、性能檢測(cè)和故障診斷水平，已成為航空工業(yè)的重要課題。同時(shí)，由于微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展，給自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了十分有利的技術(shù)平臺(tái)，目前測(cè)試技術(shù)在飛機(jī)維修中的發(fā)展主要集中在兩個(gè)方面，即機(jī)內(nèi)測(cè)試（Builtin Test，BIT）和自動(dòng)測(cè)試設(shè)備/系統(tǒng)（Auto Test Equipment/System，ATE/A T S）測(cè)試。

1.電子測(cè)試技術(shù)應(yīng)用于飛機(jī)維修的發(fā)展概述

電子測(cè)試技術(shù)分內(nèi)部測(cè)試和外部測(cè)試，分別由機(jī)內(nèi)測(cè)試設(shè)備（BIT）和自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.1 BIT技術(shù)

BIT技術(shù)是指對(duì)飛機(jī)內(nèi)部提供的檢測(cè)和隔離故障的自動(dòng)測(cè)試能力。其重要功能是把設(shè)備故障隔離到外場(chǎng)可更換單元(LRU)，從而改善飛機(jī)的測(cè)試性與診斷能力。

1）.BIT技術(shù)的重要作用

① 提高診斷能力。BIT技術(shù)以測(cè)試芯片、電路板、系統(tǒng)等各級(jí)故障，實(shí)現(xiàn)故障檢測(cè)與故障隔離自動(dòng)化。

② 簡(jiǎn)化維修設(shè)備。BIT技術(shù)的應(yīng)用可以大量減少維修資料、通用測(cè)試設(shè)備、備件補(bǔ)給庫(kù)存量、維修人員數(shù)量等。

③ 降低總體費(fèi)用。BIT技術(shù)在綜合試驗(yàn)、維修、檢測(cè)和提高設(shè)備可靠性等各個(gè)方面，能顯著降低產(chǎn)品全壽命周期費(fèi)用。

2）.BIT技術(shù)的應(yīng)用

目前，測(cè)試技術(shù)在測(cè)試性的研究中得到了廣泛應(yīng)用，為了判定復(fù)雜系統(tǒng)是否處于正常工作，或者為了發(fā)現(xiàn)并隔離故障，采用BIT技術(shù)已經(jīng)成為無(wú)可替代的選擇。

圖1 三級(jí)維修的維修過(guò)程

隨著這些先進(jìn)的測(cè)試設(shè)備大量的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的三級(jí)維修方式發(fā)生了根本性的變化。如美國(guó)對(duì)先進(jìn)飛機(jī)的維修：在基層級(jí)，BIT作為檢測(cè)并隔離故障到一個(gè)外場(chǎng)可更換單元（LRU）的基本工具；在中繼級(jí)，采用航空電子設(shè)備中繼維修級(jí)車間（也稱自動(dòng)測(cè)試設(shè)備ATE），對(duì)故障的LRU進(jìn)行檢測(cè)并隔離到車間可更換單元（SRU）；在基地級(jí)，采用自動(dòng)測(cè)試設(shè)備或更精確的專用測(cè)試設(shè)備將故障隔離到元器件，從而提高了故障診斷效率、縮短了診斷時(shí)間、顯著地降低維修成本和對(duì)維修保障人員的技能要求。三級(jí)維修的維修過(guò)程如圖1。

1.2 ATE/ATS技術(shù)

ATE/ATS是指自動(dòng)進(jìn)行功能或性能參數(shù)測(cè)試、評(píng)價(jià)性能下降程度或隔離故障的設(shè)備。ATE/ATS屬于被測(cè)設(shè)備外部的自動(dòng)測(cè)試設(shè)備，對(duì)被測(cè)設(shè)備采用脫機(jī)測(cè)試方式，ATE/ATS提供被測(cè)設(shè)備工作的外部激勵(lì)并對(duì)被測(cè)設(shè)備輸出響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量評(píng)估，完成被測(cè)設(shè)備的性能測(cè)試和故障診斷，把LRU中的故障隔離到內(nèi)場(chǎng)可更換單元（SRU），大大提高了維修保障效率。

1）.ATE技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

① 通用性好，能極大地提高資源利用率。ATE系統(tǒng)硬件大多是GPIB和VXI模塊，配備不同的軟件可以實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)試功能。

② 自動(dòng)化、智能化程度高。自動(dòng)迅速采集各種所需數(shù)據(jù)，利用人工智能技術(shù)，根據(jù)專家提供的特殊領(lǐng)域知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行推理和判斷，解決通常需要專家們才能決定的復(fù)雜問(wèn)題。

③ 靈活性高。先進(jìn)的測(cè)試技術(shù)和靈活組合的軟硬件結(jié)構(gòu)，建立通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的維修測(cè)試平臺(tái)，可以適應(yīng)多個(gè)測(cè)試對(duì)象和多種測(cè)試環(huán)境。

2）.我國(guó)ATE技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)從“八五”計(jì)劃開(kāi)始就安排了VXI技術(shù)的研究和攻關(guān)課題。目前，以國(guó)內(nèi)一批科研機(jī)構(gòu)和高等院校為代表的VXI技術(shù)跟蹤、研究和開(kāi)發(fā)單位，已從理論研究轉(zhuǎn)向?qū)嵱眯蚤_(kāi)發(fā)和研制，并已取得一些成果。以VXI總線為主流的測(cè)試系統(tǒng)已成為90年代后期自動(dòng)測(cè)試技術(shù)發(fā)展的方向。ATE技術(shù)是與被測(cè)對(duì)象的專業(yè)技術(shù)緊密聯(lián)系的，ATE系統(tǒng)的規(guī)模和功能完全由被測(cè)對(duì)象專業(yè)特征決定。因此，ATE系統(tǒng)體現(xiàn)了總線技術(shù)、數(shù)字測(cè)量技術(shù)、檢測(cè)接口技術(shù)、軟件技術(shù)和專業(yè)技術(shù)的綜合應(yīng)用水平。

2.飛機(jī)電子測(cè)試系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 智能決策技術(shù)

智能測(cè)試系統(tǒng)檢測(cè)到系統(tǒng)各關(guān)鍵測(cè)試點(diǎn)的信號(hào)后，經(jīng)過(guò)故障識(shí)別、診斷、隔離和定位之后，顯示故障狀態(tài)，就要求系統(tǒng)或操作員對(duì)故障位置、性質(zhì)和可能的危害性等進(jìn)行綜合評(píng)估，采取應(yīng)對(duì)措施，如啟動(dòng)備份、屏蔽故障、容錯(cuò)運(yùn)行、熱插拔更換備件等，這就涉及智能測(cè)試的決策問(wèn)題。需要以數(shù)學(xué)模型和定量分析方法為基礎(chǔ)，綜合利用知識(shí)工程、智能技術(shù)及其它相關(guān)技術(shù)，進(jìn)行創(chuàng)造性思維、邏輯推理和判斷等一系列活動(dòng)，幫助執(zhí)行人員了解該裝備目前狀況和所處的地位，處理含有判斷性、模糊性、創(chuàng)造性及環(huán)境易變性等任務(wù)。

2.2 虛擬儀器技術(shù)

虛擬儀器是充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，并可由用戶自己設(shè)計(jì)、定義的儀器。它通常由計(jì)算機(jī)、儀器模塊和軟件三部分組成。儀器模塊中的數(shù)據(jù)采集卡、GPIB卡、VXI模塊等僅用于信號(hào)的輸入輸出，儀器的功能主要靠軟件實(shí)現(xiàn)。通過(guò)編程，用戶可將它設(shè)計(jì)成能滿足特定需要的儀器。虛擬儀器在應(yīng)用中具有廣泛性，同一臺(tái)虛擬儀器可在更多場(chǎng)合使用。比如既可在電量測(cè)量、溫度測(cè)量中應(yīng)用，又可在振動(dòng)、運(yùn)動(dòng)和圖像等測(cè)量中應(yīng)用，甚至在網(wǎng)絡(luò)測(cè)控中應(yīng)用。

3. 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代飛機(jī)維修保障要求的日益提高，現(xiàn)代電子測(cè)試技術(shù)在飛機(jī)中的應(yīng)用已成為制約飛機(jī)發(fā)揮其效能，提高航空機(jī)務(wù)人員對(duì)飛行保障和管理質(zhì)量的關(guān)鍵因素。如今，智能化、虛擬儀器、VXI、PXI等已在飛機(jī)電子測(cè)試領(lǐng)域內(nèi)采用，并朝著通用、多功能、抗干擾、小型化和模塊化的方向發(fā)展。

[1]陳波,陳洪雨. 基于虛擬儀器技術(shù)的航空機(jī)載電子設(shè)備自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)[J].今日電子.2007,(1):69～70.

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[3]成孝剛,劉國(guó)慶,姜華, ATE測(cè)控平臺(tái)的研究與應(yīng)用[J]. 微計(jì)算機(jī)信息.2009，3(1):44～46.

[4]紀(jì)明霞,楊春英.機(jī)載設(shè)備ATE通用自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制.2005,13(12):1348～1350.

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.17.063

歐仁俠,女,1980.6 物理電子學(xué)研究生 吉林醫(yī)藥學(xué)院,教師,助教。