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應(yīng)用領(lǐng)域：
航空／國(guó)防

使用的產(chǎn)品：
NI USB-6008
LabVIEW 8.20

挑戰(zhàn)：
運(yùn)用NI的便攜式數(shù)據(jù)采集設(shè)備融合先進(jìn)的虛擬儀器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多路電阻、多路電流的精密測(cè)量和系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)的監(jiān)測(cè)，以較低的成本解決生產(chǎn)、調(diào)試和維修過(guò)程中的監(jiān)測(cè)任務(wù)。

應(yīng)用方案：
運(yùn)用NI的便攜式數(shù)據(jù)采集設(shè)備配合相應(yīng)的外圍電路，對(duì)監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行采集，使用NI的圖形化編程軟件LabVIEW對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、處理和記錄，實(shí)現(xiàn)了慣性制導(dǎo)系統(tǒng)溫控電路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

介紹：
本文根據(jù)監(jiān)測(cè)精度的需要，設(shè)計(jì)了精密穩(wěn)定的信號(hào)轉(zhuǎn)換電路，將需要監(jiān)測(cè)的電阻、電流和系統(tǒng)狀態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)碾妷盒盘?hào)；并根據(jù)監(jiān)測(cè)任務(wù)的需要選擇合適的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行采集，軟件采用LabVIEW實(shí)現(xiàn)，受益于labVIEW對(duì)NI數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品的完美支持，可以很方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示、處理和記錄等功能。

正文：

引言

慣性制導(dǎo)是利用陀螺儀和加速度表組成的慣性測(cè)量裝置測(cè)量飛行器的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，控制其按預(yù)定路線飛行的一種制導(dǎo)方式。整個(gè)制導(dǎo)系統(tǒng)一般由慣性測(cè)量組合、計(jì)算機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。慣性測(cè)量組合是保證制導(dǎo)精度的核心裝置，內(nèi)部裝有高精度的測(cè)量?jī)x器（包括陀螺儀、加速度表）和相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，這些器件必須工作在恒定的溫度環(huán)境下，才能達(dá)到高精度的測(cè)量要求，因此慣性測(cè)量組合內(nèi)部都設(shè)計(jì)有精密的溫度控制電路。本文所介紹的就是美國(guó)國(guó)家儀器公司的數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品在某型號(hào)慣性制導(dǎo)武器溫控電路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用。

監(jiān)測(cè)對(duì)象分析

為了縮短穩(wěn)定時(shí)間、提高控溫精度，慣性制導(dǎo)系統(tǒng)溫控電路采用多路控溫、多級(jí)控溫的方式，首先采用了溫度繼電器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初級(jí)控溫，待系統(tǒng)溫度升高到45℃時(shí)溫度繼電器斷開(kāi)，系統(tǒng)對(duì)外輸出28V“加溫好”指示信號(hào)；一級(jí)溫控和二級(jí)溫控電路采用PWM（脈寬調(diào)制）控制方式，一級(jí)溫控電路的控溫點(diǎn)為52℃，二級(jí)溫控電路的控溫點(diǎn)為60℃，由于一、二級(jí)溫控之間溫度梯度較小，從而保證了最終的控溫效果，一級(jí)和二級(jí)的控溫電路監(jiān)測(cè)主要通過(guò)監(jiān)測(cè)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)自帶的測(cè)溫鉑電阻阻值和加溫電流實(shí)現(xiàn)。

綜上所述，要完成對(duì)溫控電路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，需要對(duì)多路電阻、多路電流和“加溫好”信號(hào)進(jìn)行采集。對(duì)于鉑電阻阻值的監(jiān)測(cè)，考慮到電阻初始值較高，而變化量又較小，采用電橋法，輸出的微弱電壓信號(hào)經(jīng)儀表放大器放大到0~5V之間。由于電流的典型值最大高達(dá)18A左右，最小0.2A左右，為保證采集精度，我們選用高精度的霍爾效應(yīng)線性電流傳感器ACS712，選用量程20A的電流傳感器監(jiān)測(cè)總加溫電流，量程5A的電流傳感器監(jiān)測(cè)分路加溫電流。“加溫好”信號(hào)通過(guò)電阻分壓的方法將其將降為1~3V之間。這樣所有的待測(cè)信號(hào)都轉(zhuǎn)化為0~5V的電壓信號(hào)。

硬件系統(tǒng)組成

1)   鉑電阻阻值監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)

鉑電阻阻值監(jiān)測(cè)電路示意圖如圖1所示。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，最多需要監(jiān)測(cè)六路測(cè)溫鉑電阻的阻值，通過(guò)繼電器控制與驅(qū)動(dòng)電路分別將測(cè)溫鉑電阻作為一個(gè)橋臂接入橋式阻值測(cè)量電路，鉑電阻阻值的變化產(chǎn)生的電壓信號(hào)，經(jīng)儀表放大器AD620放大后送入數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

圖1 鉑電阻阻值監(jiān)測(cè)電路示意圖

2)   電流監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)

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