『壹』 陀螺轉速測量
http://www.wanfangdata.com.cn/qikan/periodical.Articles/jsjzdclykz/jsjz2000/0002/000215.htm
計算機自動測量與控制
COMPUTER AUTOMATED MEASUREMENT & CONTROL
2000 Vol.8 No.2 P.41～42
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導彈發射機構自動檢測裝置的研究與設計
李丹峰
摘要：介紹了一種由8031單片機控制的導彈發射機構的自動檢測裝置，詳述了其組成、工作原理和軟硬體設計方法。
關鍵詞：單片機；自動檢測；導彈發射機構；防空導彈
分類號：TP274；TJ768.3 文獻標識碼：A
文章編號：1007-0257(2000)02-0041-02
Research and Design of Automatic Testing Device for Missile Trigger Mechanism
LI Dan-feng
(Department of Electromechanic,Shaoguan University,Shaoguan 512003)
Abstract： A automatic testing device for the missile trigger mechanism controlled by 8031 single-chip microcomputer is presented, its principle of the work and software- hardware design are introced.
Key words:single-chip microcomputer; automatic test; missile trigger mechanism;air defense missile
1 引言
現有的攜帶型戰術防空導彈發射機構檢測儀，是供發射機構生產和檢驗使用的，待測參數較多，需由人工逐項讀數檢測，費時費力，且體積大、功耗大，不適宜部隊野外使用。實際上，非專業設計、檢測、維修人員在野外使用時，通常並不需要讀出每一項參數的具體數值，而是只要知道各項參數是否在規定的范圍之內即可。因此，有必要設計一種攜帶型發射機構自動檢測裝置，供野外使用時對發射機構的合格與否自動作出快速的判斷。
2 裝置構成
由於發射機構必須與發射筒及導彈對接以後才能正常工作，因此，該裝置一方面要具備對各項參數的檢測及判斷功能，另一方面，又要能提供一些模擬信號，以模擬發射機構的正常工作環境。該裝置主要由以下4部分構成。
2.1 參數檢測及判斷部分
該裝置要檢測頻率、轉速、時間、電壓等參數。
參數名稱 路數 量程 測量精度 信號類型
頻率
轉速
時間
直流電壓
交流電壓 1
1
5
4
3 0～100kHz
78～∞r/s
0～1s
-100V、-5V、
-25V、-10V
1V、2V、10V ±0.5kHz
±0.5r/s
±5ms
±0.5%
±0.5% 方波脈沖
方波脈沖
脈沖間隔
直流信號
正弦信號
各參數的允許范圍預先固化於程序存儲器的表格內，系統檢測到各項參數後，並不將它顯示出來，而是將它與允許值進行比較，如果全部參數均合格，則認為發射機構合格，否則，只要有一項不合格，就認為該機構不合格。
2.2 模擬信號部分
該裝置為發射機構正常工作提供了三路模擬信號：陀螺起轉信號(頻率連續增大的方波脈沖信號)、信息信號(標準的正弦信號)、位標信號(帶交越失真的正弦信號)。
2.3 機箱及面板
該裝置設計為攜帶型單機工作方式，面板上設有：電源開關及自動檢測按鈕(均帶LED指示)、復位按鈕；發控工作程序LED顯示；扳機操作揭示LED顯示；檢測判斷結果數碼管顯示；檢測介面插座。
2.4 直流穩壓電源
該裝置的電源為～220V輸入，-40V、-22V、+5V、+15V、-15V五路直流輸出。
3 設計原理
該裝置是一個8031單片機應用系統，其硬體結構如圖1所示，工作主流程如圖2所示。整個系統主要包括以下6個模塊：
圖1 系統硬體結構
圖2 工作主流程
3.1 陀螺起轉模擬及轉速測量
陀螺起轉信號是頻率連續增大的方波脈沖信號，其模擬及測量方法為：置8031單片機的T0為定時方式，從P1.0輸出定時中斷脈沖，改變T0的時間常數，即可得到不同頻率的脈沖信號。為得到較好的周期波形和較低的頻率，對脈沖信號進行分頻，然後通過電平轉換再到混頻電路，便可產生發射機構所需的模擬角位置感測器信號。當單片機通過機構工作狀態口檢測到起轉結束信號時，就將T0的時間常數鎖定，作為測量到的轉速信息，再調用參數轉換程序即得到轉速值。由於T0時間常數位數的限制，該裝置只能模擬和測量量程內的值，超出量程，即認為是最小或最大。
3.2 信息信號、位標信號的模擬及測量
信息信號是標準的正弦信號，而位標信號是帶交越失真的正弦信號，它們的產生和測量原理完全一樣，如圖3所示。將標準的(或帶交越失真的)正弦波形離散化為256個數值，存於EPROM的256個連續的存儲單元中(地址00H～FFH)，EPROM的地址信號(A0～A7)由兩個74LS191組成的分頻電路提供，其頻率與要產生的信息或位標信號的頻率相一致，這樣，EPROM就能按要求的頻率逐一地送出256個離散化的數字量，再經DAC0808的轉換，即可得到所需的模擬信號。在檢測過程中，信號的幅值由單片機程序經74LS273輸出數字量到DAC電路自動調整，當單片機通過機構工作狀態口檢測到發射機構內部對應的邏輯門翻轉時，就鎖定D/A電路的輸出，並將它作為檢測到的參數信息，調用參數標定程序就可得到待測值。與轉速模擬及測量相似，由於DAC是8位的，因此，在量程范圍內只能得到256個參數值，超出量程即認為是最小或最大，而每一個台階則近似為測量的精度。
圖3 信息、位標信號產生和測量原理圖
3.3 直流電壓測量
該裝置有4路不同量程的待測直流電壓，經比例運算電路的電平轉換後，由同一片8位ADC0809電路采樣到單片機內，通過數值標定程序得到所測參數。
3.4 頻率測量
設8031單片機T1為計數方式，將待測頻率信號輸入到T1端，在軟體延時4ms的時間內使T1計數，所得計數值乘以250即得待測頻率值，誤差近似為±0.25kHz。
3.5 時間測量
該裝置有4個待測脈沖間隔時間，測量方法一樣，均為軟體定時計數法。即通過采樣機構工作狀態口，在兩個脈沖間隔時間內，由程序每4ms對軟體計數器(8031的工作寄存器R7)加1計數一次，再用最終得到的計數值乘以4ms即是所測得的時間值，誤差近似為±4ms。
3.6 工作狀態檢測及數碼管、LED顯示
該模塊屬於簡單的並行開關量輸入輸出。工作狀態檢測用於輸入各種判斷信號；一位數碼管用於顯示檢測分析後的結果；LED用於指示機構的工作程序或對用戶進行操作提示(提示用戶摳動扳機到正確位置)。
4 結論
該裝置主要模塊的設計原理經實驗證明是可行的，且完全滿足檢測的精度要求。相對現有的檢測裝置，本設計具有小型化、智能化、操作使用簡單化、自動化等特點，具有現實的推廣意義。
作者簡介：李丹峰(1966-)，男，廣東韶關人，韶關大學機電系工程師，主要從事微機應用研究。
李丹峰（廣東省韶關大學機電系，韶關 512003）
參考文獻
〔1〕張友德.單片微型機原理、應用與實驗〔M〕.上海：復旦大學出版社，1996.
〔2〕白駒珩，雷曉平.單片計算機及其應用〔M〕.成都：電子科技大學出版社，1994.
收稿日期：1999-12-10
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