某型裝備自毀裝置專用測試臺設計

■ 王鵬 陳歡/軍藍科技集團總公司

0 引言

某型裝備修理量的日益增多給工廠完成生產任務帶來了挑戰(zhàn)。在該型裝備修理過程中，對自毀裝置的檢測主要通過兩種方式實現(xiàn)，一種是采用桁條式結構掛測自毀裝置的方式，使用綜合測試設備進行測試；另一種是使用通用儀器搭建測試平臺進行測試。兩種方式都存在不足：前者測試流程復雜，會加重綜合測試設備和桁條式結構的測試負擔；后者費時費力，且短接線多，存在安全隱患，影響裝備的修理效率和修理質量。因此，需要研制一種可單獨檢測自毀裝置的專用測試臺。

1 設計概念

自毀裝置是控制裝備自毀的重要部件，需要進行功能測試。自毀裝置專用測試臺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，還可以驗證修理結果，提高修理效率。

自毀裝置由兩個延遲時間為5.75s的延時電路和一個延遲時間為2s 的延時電路組成，工作過程如圖1 所示。當?shù)谝患壯訒r電路接收到+24V2A 直流信號后開啟第一級延時電路，經過5.75s 后，第一級延時信號開啟第二級延時電路，再經過5.75s 后，第三級延時電路接收到第二級延時信號，同時接收10Hz 方波中斷信號，開啟第三級延時電路，計時2s 后發(fā)送自毀指令。

圖1 自毀裝置工作過程

2 方案設計

根據(jù)測試項目的要求，計劃研制一個可直接測試、方便操作、數(shù)據(jù)實時顯示的自毀裝置專用測試臺。

該裝備自毀裝置專用測試臺主要由多路電源模塊、信號發(fā)生器、計時電路、雙備份選擇電路、開關、插頭/插座、電纜、機箱等組成。測試臺通過電纜為自毀裝置提供電源信號和控制信號，自毀裝置產生的三個延時信號通過電纜送至測試臺顯示。

2.1 原理設計

該型裝備自毀裝置專用測試臺的工作原理如圖2 所示。接通220V50Hz 電源后，多路電源模塊為信號發(fā)生器、計時電路和自毀裝置提供供電電壓，同時為自毀裝置提供啟動電壓。自毀裝置和測試臺之間通過電纜傳送信號，將測試臺產生的電源信號和控制信號輸入自毀裝置，自毀裝置的延時電路產生相關信號，通過電纜輸出至測試臺的三個計時電路，實時顯示延時時間。

圖2 測試臺工作原理圖

2.2 硬件設計

各硬件的主要功能：多路電源模塊是該測試臺的供電系統(tǒng)，為測試臺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信號；信號發(fā)生器產生自毀裝置需要的時鐘信號，通過電纜傳輸至自毀裝置；計時電路根據(jù)自毀裝置輸出信號的變化，完成三個延時電路的延時時間計時和顯示；雙備份選擇電路用于轉換自毀裝置中延時電路和備份延時電路的延時時間測試。

2.2.1 電源模塊的設計

電源模塊由兩個多路電源模塊組成，用于向測試臺各組成器件和自毀裝置提供電源信號。輸入AC220V50Hz的交流市電后，多路電源模塊1 產生DC+5V3A、+24V2A 的輸出，為信號發(fā)生器、計時器和繼電器提供供電信號，同時為自毀裝置提供啟動信號；多路電源模塊2 產生DC+24V5A 的輸出，為自毀裝置提供供電信號。本測試臺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，便于測試臺內部AC 轉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、欠壓等保護功能。

2.2.2 信號發(fā)生器的設計

信號發(fā)生器用于產生10Hz 方波信號，為自毀裝置的第三級延時電路提供控制信號，當控制信號停止發(fā)送時，第三級延時電路開始工作?？紤]測試臺的集成性，本測試臺選用某型PWM 信號發(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，該信號發(fā)生器具有體積小、抗噪聲能力強，成本低等特點。

2.2.3 計時電路的設計

計時電路是測試臺設計的關鍵部分，用于根據(jù)自毀裝置輸出信號的變化自動測量并顯示自毀裝置3個延時電路的延時時間。計時電路的功能由3 個毫秒計時器和7 個高速繼電器完成，計時電路的原理如圖3 所示，工作原理如下。

圖3 計時電路設計原理圖

當自毀裝置啟動時，繼電器P1 兩端產生電壓差，繼電器吸合，計時器U1 開始工作。自毀裝置第一級延時電路延時結束后，將第一級延時結束的低電平信號通過電纜發(fā)送至測試臺，繼電器P2、P3 同時吸合，繼電器P2 控制計時器U1 停止計時，此時計時器U1 面板上的數(shù)碼管顯示第一級延時時間，繼電器P3 控制計時器U2 開始計時。當自毀裝置第二級延時電路延時結束后，第二級延時結束的低電平信號發(fā)送至測試臺，繼電器P4、P5、P6 同時吸合，繼電器P4 控制計時器U2停止計時，此時計時器U2 面板上的數(shù)碼管顯示第二級延時時間，繼電器P6 用于自動切斷信號發(fā)生器的輸出信號，在輸出信號切斷的同時繼電器P5 控制計時器U3開始計時。當自毀裝置第三級延時電路延時結束后，第三級延時結束的低電平信號發(fā)送至測試臺，繼電器P7 吸合，計時器U3 停止計時，此時計時器U3 面板上的數(shù)碼管顯示第三級延時時間。測試臺選用某型毫秒計時器，短路計時，開路停止計時，再次短路立即復位，并重新開始計時。可以根據(jù)信號變化自動開始或停止計時，并保持計時數(shù)據(jù)。計時器計時精度為1ms，具有操作簡單、性能穩(wěn)定、成本低等特點。測試臺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損耗。

2.2.4 雙備份選擇電路的設計

雙備份選擇電路用于轉換自毀裝置上延時電路和備份延時電路的延時時間測試，通過金屬按鈕開關實現(xiàn)。

2.2.5 開關的設計

開關用于對多路電源模塊的能源供電進行通斷管理、對自毀裝置的啟動信號進行通斷管理，以及對雙備份選擇電路進行選擇管理。本測試臺選用某型金屬按鈕開關，該按鈕開關具有防腐蝕、抗壓強、抗溫性高、安裝方便等特點。

3 結束語

該測試臺根據(jù)被測產品的需要而設計，是自毀裝置延時時間的實時監(jiān)測設備。測試臺操作簡便，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間，提高了修理水平和修理質量，優(yōu)化了自毀裝置測試過程。該測試臺的研制填補了自毀裝置單獨測試修理的空白，為裝備修理打下基礎，具有一定的推廣價值。