摘 要： 文章介绍了一套基于PC104架构的数字式振动测试仪检测装置。利用该装置，可以对某型发动机振动测试仪各部件分别进行实时测量，并根据测量结果对测试仪进行整体评判，给出调整报告。
关键词： 振动;PC104;实时测量
Design of Test Instrument of Vibration Test device
Abstract: A digital test device on the basis of PC104 is introduced in this article. The new device can take a real time detect for every part of the vibration test device in the engine, analyze the performance and give a report for the adjustment automatically.
Key words: vibration; PC104; real time detect
1 概述
近年来，随着计算机技术的发展，军用检测设备也逐渐向数字化方向发展，为此，大量的模拟式检测设备均进行了数字化改进。
振动测试仪是飞机上用于测量发动机机匣振动强度信号的仪器。为保证其工作性能可靠，需定期对其离位测量校验。原进口测量装置为模拟式电子测量装置，手工操作，使用繁琐，精度低且成本高。文章介绍了一种以PC104计算机为核心的数字化便携式振动测试仪检测装置。该设备全数字化设计，实时测量，可按照维护要求下达操作指令，省去了繁琐的操作步骤，降低了工作人员的劳动强度，提高了测试仪的检测精度。
2 硬件设计
2.1 振动测试仪及其检测装置介绍
振动测试仪主要由2个振动传感器和1个信号放大电子组件组成。振动传感器基于电磁感应定律，振动时，传感器内部的线圈中会产生相应大小的感应电动势。经传感器输出的电压信号，通过电子组件放大、检波及变换后，将信号转化为飞机可以接收的信号并通过指示器指示出来。
2.2 硬件系统设计原理
本检测装置可以按照维护要求对传感器和电子组件实现离位测量。硬件系统主要由交流电源、直流电源、电动振动台、PC104计算机系统、8038函数发生器、信号采集处理模块、通讯模块以及相应调理电路等组成。硬件系统设计原理如图1。
振动传感器测试时，由电动振动台提供标准的频率、幅度和加速度可调的机械振动，传感器感应振动并产生相应电动势，并将其输入A/D板进行A/D转换。电子组件是测试的重点，其本身由115 V±15% 400 Hz ±10%的交流电源驱动，计算机程序通过D/A转换输出一定大小电压，控制函数发生器 8038输出频率可调的正弦信号，此振动模拟信号经组件上的测量插座接入组件，经组件调理放大后输出相应的电压，此电压同样输入A/D板进行转换。经A /D板处理的采集数据输入计算机后，由计算机分析，并与后台数据库中的标准数据相比较，最后给出测试报告。另外，系统同时提供通讯模块，用户可以将数据上传至PC机进行详细分析。
2.3主要技术实现
PC104是一种专门为嵌入式控制而定义的IEEE-P996工业控制总线，其信号定义和PC/AT基本一致是一种优化的、小型、堆栈式结构的嵌入式控制系统，提供完备的外部接口。本系统中采用以486DXCPU为核心的pc104模块，能够很好地实现所需的实时测量任务，通过外部接口和外围设备连接，完成输入、显示、数据存储等工作。数据采集处理模块采用相应的DMM-XT模块，该模块集成有16路12位A/D输入和2路12位D/A输出，最大采样速率为100KHz可以实现工作电压的精确测量。电动振动台采用某公司ES-1型通用振动台,提供5-4500Hz频率范围的模拟振动。通讯模块则采用 RS232-RS485转换模块，确保信号传输性能良好。数据通过RS485串行总线上传到上位机后可以利用配套的软件进行独立分析。
2.4 函数发生器电路的设计
函数发生器电路是电路设计的核心部分，本装置中采用8038构造频率可调函数发生器。8038函数发生器是一种能产生方波、三角波、锯齿波和正弦波的大规模集成电路。通过计算机可控制其产生频率可调的正弦波。工作原理图见图2。测量用正弦波由三角波经正弦波变换器变换而得并由2号引脚引出，将此信号接入待测电子组件为其提供正弦模拟信号。通过调整1kΩ和10kΩ两个电位器，可以使正弦波失真度减小到0.5%左右。6号和8号引脚间的电压由D/A控制，通过程序调节两引脚间的输入电压，控制函数发生器按维护要求提供20～2000Hz频率可变的信号。
3 软件设计
该系统软件基于DOS系统，以Borland c++3.1作为开发平台，采用图形化界面，通过中断控制进行实时采集、存储及性能判断，软件的流程图如图3所示：
3.1 初始化模块的编程
系统为DOS系统，因此设计了相应的图形处理、汉字字库调用及扩展内存调用函数库。图形界面的编程一般直接通过程序在屏幕上画图，使得程序晦涩、冗长，且界面难以修改，为简化操作，程序采用图片调用的方式，通过程序对FLC文件的调用实现界面的编制，FLC文件可由相应的图形处理软件绘制，界面美观且修改方便。
3.2 数据采集模块的编程
实时的数据采集处理模块主要通过改写1CH中断程序完成，每隔25ms的时间自动完成一次数据采集、性能判断和测试数据的存储，直到系统接收到停止测试的指令为止。
void interrupt（＊oldint）（void）
3.3 通讯模块的编程
按设备要求提供独立的通讯模块，上位机的通讯程序通过Cbuilder5调用MSCOMM32控件实现，可运行于windows95以上的操作系统下;PC104上的通讯程序则通过直接调用BC31自带的bioscom（）函数完成对测试结果数据文件的上传。
4 结束语
创新点：模块化、数字化、智能化是军用维修检测设备发展的必然方向。正是基于此，设计开发了这套检测装置。该装置提供友好的人机界面，简化了操作，能精确有效地完成对某机载振动测试仪地检测，取得了良好的效果，达到预定的设计要求。
参考文献：
张晓明,徐惠钢.基于PC/104总线的多功能扩展通信模块的设计。微计算机信息，2004年 第5期，第43、44、59页
