专利名称：数据采集分析系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据采集分析系统特别涉及测试导引头低频噪声的数据采集分析系统
背景技术：
导引头具有低频噪声，导引头低频噪声会对采用导引头的弹造成弹的摆动很大， 有些甚至出现导引头碰框，甚至掉弹现象。目前，还没有一种专门的一种测试导引头低频噪声的专用设备。在国内外有很多多通道数据采集系统，但是专门针对导引头信号测试的数据采集系统却相当少，而实时分析导引头低频噪声的数据采集分析系统目前国内还没有。已有的数据采集系统只是能够实现比对简单的信号特征和时序的功能，还不能对导引头低频噪声现象做出分析。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种数据采集分析系统，该系统不仅能够对比复杂的信号特征和信号时序，还能够实时快捷准确分析导引头低频噪声。本发明的目的提供一种数据采集分析系统，包括信号源、信号调理盒、信号采集单元和信号输出单元，信号源作用是为了给数据采集分析系统提供信号输入，同时它也是被测件，信号源包括导引头测试台；信号调理盒的作用是将信号源输出的电压进行处理且保证信号不失真，同时能将电压进行调整和滤波抗干扰，信号调理盒也称为信号调理模块，包括含硬件触发电路、电压调整电路和滤波抗干扰�？椋布シ⒌缏酚氲缪沟髡缏分涫遣⒘模布シ⒌缏泛偷缪沟髡缏贩直鹩肼瞬ǹ垢扇拍？橹涫谴模恍藕挪杉？榈淖饔檬遣杉藕诺骼砗械髡甑男藕牛杉降氖菔凳毕允境隼矗⒔庑┦菪藕疟碚鞯牡献颂畔⒔馑悴⑶乙酝夹涡问较允境隼矗⑶冶４娉� MSiord格式，包括信号采集板和PC计算机，信号采集板安装在PC计算机中，信号采集卡通过PCI总线与PC计算机上的PCI卡槽相连接；信号输出单元将保存成MS-word格式的导引头输出信号和解算的弹体姿态信息打印输出，所述信号输出单元包括打印机；其中信号源通过信号线与信号调理盒连接，被测件的信号从信号源以模拟信号传输至信号调理盒；信号调理盒通过37D 口的传输线与信号采集卡连接，调理后的信号从信号调理�？橥ü齈CI总线传输的方式传输至信号采集卡；PC计算机和打印机之间通过USB接口进行连接。本发明提供的数据采集分析系统不仅能够对比复杂的信号特征和信号时序，还能够实时快捷准确分析导引头低频噪声。
图1是根据本发明的数据采集分析系统的结构示意图。图2是根据本发明的数据采集分析系统优选方式中的调理盒结构示意图。图3是根据本发明的数据采集分析系统优选方式中的硬件出发电路示意图。图4示出通过该本发明数据采集分析系统得到的导引头信号采集输出显示图像。图5示出根据本发明系统得到的地面坐标系俯仰、偏航有效舵转角曲线。图6示出根据本发明系统得到的地面坐标系俯仰、偏航弹体姿态角曲线。
具体实施例方式以下结合附图，通过具体实施方式
对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点随着这些说明将变得更为清楚、明确。本发明提供一种数据采集分析系统，包括信号源、信号调理盒、信号采集单元和信号输出单元，信号源包括导引头测试台，例如导引头信号发生器，该设备主要模拟激光导引头跟踪目标的过程，其作用是为了给数据采集分析系统提供信号输入，同时它也是被测件；信号调理盒的作用是将信号源输出的电压进行处理且保证信号不失真，同时能将电压进行调整和滤波抗干扰，信号调理盒也称为信号调理�？椋ê布シ⒌缏纺？�、 电压调整电路�？楹吐瞬ǹ垢扇拍？椋シ⒌缏纺？橛氲缪沟髡？橹涫遣⒘模シ⒌缏纺？楹偷缪沟髡？榉直鹩肼瞬ǹ垢扇拍？橹涫谴模恍藕挪杉？榈淖饔檬遣杉藕诺骼砗械髡甑男藕牛杉降氖菔凳毕允境隼矗⒔庑┦菪藕疟碚鞯牡献颂畔⒔馑悴⑶乙酝夹涡问较允境隼矗⑶冶４娉蒑Siord格式，包括信号采集板和PC计算机，信号采集板安装在PC计算机中，信号采集板通过PCI总线与PC计算机上的PCI卡槽相连接；信号输出单元包括打印机，将保存成MS-word格式的导引头输出信号和解算的弹体姿态信息打印输出；其中信号源通过信号线与信号调理盒连接，被测件的信号从信号源以模拟信号传输至信号调理盒；信号调理盒通过37D 口的传输线与信号采集卡连接，调理后的信号从信号调理�？橥ü齈CI总线传输的方式传输至信号采集卡；PC计算机和打印机之间通过USB接口进行连接。在根据本发明的数据采集分析系统中，所有输出信号均由导引头在测试台上的运动产生，包括导引头、陀螺状态信号等弹上信号。在优选的实施方式中，信号源通过16根信号线将被测件的信号传输给信号调理盒，信号源与信号调理盒之间的数据传输方式是16路模拟信号传输，模拟信号是电压在士 15V以内的正极性阶跃直流电压信号、正极性等宽调幅方波信号、双极性脉冲调宽方波信号、双极性正弦调制方波信号、和负极性单个方波。在根据本发明的数据采集分析系统中，信号调理盒用于调理从导引头传输来的信号，信号调理具有如下作用(1)提供硬件触发功能，即当硬件电平由高变低时，开始采集导引头信号，硬件触发通过电压的两种状态切换来实现，最初系统不上电时，触发端电压为 0，即低电平，等上电后电压变成高电压5V，此时就开始采集，也就是采集系统工作的零时点，该功能由硬件触发电路实现；(2)调整采集信号的电压，因为导引头输出信号当中有几路双极性信号电压都超过士 10V，而信号采集卡的电压值一般为5V或10V，所以需要硬件上加以调整，并且通过调理盒补偿调整信号所引起的误差。信号调理�？橥币脖Ｖち讼低车淖杩蛊ヅ�。信号调理盒主要包含硬件触发电路�？椤⒌缪沟髡缏纺？�、滤波抗干扰电路�？椋布シ⒌缏飞瓒ùシ⑻跫床杉跏剂愕悖北Ｖち俗杩蛊ヅ洌缪沟髡缏方杉缪狗段У髡讲杉宀杉姆段�。滤波抗干扰�？槎运杉男藕潘吹母扇�、毛刺进行处理。在信号调理盒中，硬件触发电路与电压调整电路之间是并行关系，没有相互连接的关系，而硬件触发电路和电压调整电路都与滤波抗干扰�？橹涫谴泄叵怠Ｔ诟荼痉⒚鞯氖莶杉治鱿低持校恳宦凡杉藕哦级懒⒂涤械缪沟髡？楹吐瞬ǹ垢扇拍？椋恳宦分涿挥写藕徒涣�。这样的设计确保整套系统的可靠性在优选的实施方式中，在信号调理盒中共包括16路信号线路，其中一路线路包括硬件触发电路和滤波抗干扰�？椋渲杏布シ⒌缏纺？橥ü藕畔哂胄藕旁戳樱瞬ǹ垢扇拍？橥ü�37D 口的传输线与信号采集卡相连，自信号源的信号经1根信号线传入硬件触发电路，经滤波抗干扰模块后通过37D 口的传输线传输至信号采集卡；其他15路信号各自分别包括电压调整电路和滤波抗干扰模块，其中电压调整电路通过信号线与信号源相连，滤波抗干扰�？橥ü�37D 口的传输线与信号采集卡相连，来自信号源的信号经15根信号线传入上述15路信号线路中的电压调整电路，经滤波抗干扰�？楹笸ü�37D 口的传输线传输至信号采集卡，如图2所示。在该优选的实施方式中，信号调理的过程主要是将采集到的信号幅值进行减半， 相位延迟小于0. 02ms处理，这样处理的原因是由于采集卡的采集电压值是士 10V，而采集的原始信号电压值可以到士 12V，因此需要将电压进行调整，同时为了不干扰原信号，进行了滤波抗干扰处理。因此，信号调理盒将信号源输出的信号电压进行一定的处理，且保证信号的真实准确性，同时能将信号电压进行一定的调整和滤波抗干扰，比如在电路上将电压幅值减半， 然后在PC计算机中处理电压值加倍，即可还原真实的信号。在根据本发明的数据采集分析系统中，信号采集�？榘ò沧霸赑C计算机中的信号采集板，信号采集板通过PCI总线与PC计算机上的PCI卡槽相连接。PCI总线是 PeripheralComponent Interconnect (外部部件互连标准)的缩写，它是目前PC机中使用最广泛的接口，几乎所有的主板产品上都带有这种插槽，PCI总线是一种高性能局部总线， 是为了满足外设间以及外设与主机间高速数据传输而提出来的。PCI总线是一种同步的独立处理器的32位或64位局部总线，最高工作频率为33MHZ，峰值速度在32位时为132MB/ s，64位时为264MB/S，总线规范由PCISIG发布。PCI总线具有如下显著特点高速性，即插即用性，可靠性，复杂性，自动配置，共享中断，扩展性好，多路复用，严格规范。在根据本发明的数据采集分析系统中，信号采集�？橹饕ü藕挪杉宀杉荩ü齈C计算机设置采样率，并将采集的数据显示在界面上，同时分析采集到的信号，可以测量采集到的信号如信号幅度、信号宽度并且进行信号缩放，通过分析采集信号，得到导引头进动过程曲线、地面坐标系俯仰、偏航有效舵转角曲线、以及地面坐标系俯仰和偏航弹体姿态角曲线等。信号采集卡和信号采集程序保证了导引头信号的实时采集、显示、测量、 时序对比等。信号分析程序根据采集的导引头主要信号进行投影等处理后得到导引头低频噪声输出曲线。在根据本发明的数据采集分析系统的信号采集分析程序中，关于信号采集程序部分，信号采集采用的采样率是2k，即0. 5ms 一个点，同时可以满足0-32通道采集，在本系统中比较灵活，可以根据实际需要进行设定；对于信号显示、测试和打�。允窘缑娣殖煽刂评�、测试数据显示栏、测试图形显示栏，可以通过使用鼠标和键盘缩放图形，通过测试，可以得出所采集信号的幅值和宽度，并将所采集的数据和经过分析的数据存储在硬盘中，或者将图形打印出来；关于信号分析程序部分，其主要是将采集到的信号从其中主要的记录信号通过滚转角投影在地面坐标系上，从而得到俯仰和偏航的有效舵转角、弹体姿态角曲线。在根据本发明的数据采集分析系统中，信号输出单元将word版的输出图形迅速打�。员阌诠こ倘嗽奔煅�、分析、存档，以备工作人员和计量测试人员快速查看被测件的功能正常与否。所述信号输出单元包括打印机。PC计算机和打印机之间通过USB接口进行连接。USB (Universal Serial Bus)通用串行总线，是由DEC，IBM, Inter, Microsoft, NEC等公司为简化PC与外设之间的互联而共同研究开发的一种免费的标准化连接器。USB支持四种基本的数据传输模式控制传输， 等时传输，中断传输及数据块传输。USB接口的主要特点为即插即用，可热插拔。在根据本发明的数据采集分析系统的具体实例中，导引头可以采用激光半主动导引头，可以是运用在末制导炮弹、末制导迫弹、激光制导炸弹等的导引头系列；导引头测试台采用导引头信号发生器，硬件触发电路如图3所示，电压调整电路和滤波抗干扰模块采用型号为S1105的标准隔离转换�？槟？�(北京阿尔泰科技发展有限公司，将其输出电压范围调整为40V)；信号采集卡使用基于PCI总线的PCI采集卡，其型号是PCI8602，PC计算机采用研华工控机IPC610，打印机采用HPLaserJet P4515n。根据本发明的数据采集分析系统的作业过程如下数据采集分析系统各组成部分都上电等待信号源开始工作，当信号源开始工作时有一个触发开关，开动触发开关后，整个PC计算机上的系统开始采集导引头输出的各路信号，并且实时显示出来，等导引头结束工作后，工作人员通过PC计算机上的系统显示观察信号正确与否，如果基本信号判断无误后，进行分析采集信号，得到导引头进动过程曲线，地面坐标系俯仰，偏航有效舵转角曲线， 以及地面坐标系俯仰，偏航弹体姿态角曲线。然后通过打印机将大图打印输出以备检查和存档。通过该数据采集分析系统得到的导引头信号采集输出显示图像示于图4中，根据导引头信号处理出来的地面坐标系俯仰、偏航有效舵转角曲线示于图5中，据导引头信号处理出来的地面坐标系俯仰、偏航弹体姿态角曲线示于图6中。根据本发明的数据采集分析系统成本低，体积�。啥雀撸莶杉看螅视诓杉治龅家返推翟肷�。在测试被测导引头的各路基本输出信号的基本电压特征的同时，也能够实现快速存储，显示和导引头低频噪声分析，而且实现的组成简单，操作方便，功能强大使用，打印快速，很大程度上提高工厂验收的效率。 以上通过范例性实施方式对本发明进行了详细说明，不过这些实施方式并不应理解为对本发明的限制，本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明的技术方案及其实施方式进行多种改进、替换或修饰，这些均应落入权利要求书限定的本发明保护范围内
权利要求
1.一种数据采集分析系统，其特征在于，所述数据采集分析系统包括信号源、信号调理盒、信号采集单元和信号输出单元，信号源包括导引头测试台，作用是为了给数据采集分析系统提供信号输入，同时它也是检测被测件；信号调理盒的作用是将信号源输出的信号电压进行处理且保证信号不失真，同时能将信号电压进行调整和滤波抗干扰，信号调理盒包括含硬件触发电路、电压调整电路和滤波抗干扰模块，硬件触发电路与电压调整电路之间是并连的，硬件触发电路和电压调整电路分别与滤波抗干扰�？橹涫谴模恍藕挪杉？榈淖饔檬遣杉藕诺骼砗械髡甑男藕牛杉降氖菔凳毕允境隼矗⒔庑┦菪藕疟碚鞯牡献颂畔⒔馑悴⑶乙酝夹涡问较允境隼矗⑶冶４娉� MSiord格式，所述信号采集�？榘ㄐ藕挪杉搴蚉C计算机，信号采集板安装在PC计算机中，信号采集板通过PCI总线与PC计算机上的PCI卡槽相连接；信号输出单元包括打印机，将保存成MSiord格式的导引头输出信号和解算的弹体姿态信息打印输出；其中信号源通过信号线与信号调理盒连接，被测件的信号从信号源以模拟信号传输至信号调理盒；信号采集板采集到的信号经PCI总线传输至PC计算机； PC计算机和打印机之间通过USB接口进行连接。
2.根据权利要求1所述的数据采集分析系统，其特征在于，所述导引头测试台为导引头信号发生器。
3.根据权利要求1或2所述的数据采集分析系统，其特征在于，硬件触发电路和电压调整电路分别通过信号线与信号源连接，滤波抗干扰�？橥ü�37D 口的传输线与信号采集卡相连。
4.根据权利要求1所述的数据采集分析系统，其特征在于，信号源通过16根信号线与信号调理盒连接。
5.根据权利要求4所述的数据采集分析系统，其特征在于，在信号调理盒中共包括16 路信号线路，其中一路线路包括硬件触发电路和滤波抗干扰�？椋渲杏布シ⒌缏纺？橥ü�1根信号线与信号源连接，滤波抗干扰模块通过37D 口的传输线与信号采集卡相连；其他15路信号各自分别包括电压调整电路和滤波抗干扰�？椋渲械缪沟髡缏贩直鹜ü�1 根信号线与信号源相连，滤波抗干扰�？橥ü�37D 口的传输线与信号采集卡相连。
6.根据权利要求1所述的数据采集分析系统，其特征在于，硬件触发电路提供硬件触发功能，即当硬件电平由高变低时，开始采集导引头信号。
7.根据权利要求1所述的数据采集分析系统，其特征在于，通过PC计算机设置采样率， 并将采集的数据显示在界面上，同时分析采集信号。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的数据采集分析系统用于采集分析导引头低频噪声。
全文摘要
本发明公开一种数据采集分析系统，包括信号源、信号调理盒、信号采集单元和信号输出单元。该数据采集分析系统不仅能够对比复杂的信号特征和信号时序，还能够实时快捷准确分析导引头低频噪声。其成本低，体积�。啥雀撸莶杉看螅缘家返推翟肷治鲎既罚视梅段Ч惴�。
文档编号G01R29/26GK102385007SQ20111033011
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者徐平, 林德福, 段鑫尧, 王伟, 王江, 王辉, 程振轩, 范军芳, 路宇龙 申请人:王伟
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