專利名稱：一種星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)，它用于對星載設(shè)備壽命試驗(yàn)的遠(yuǎn)距離遙控及數(shù)據(jù)處理。
技術(shù)背景在星載設(shè)備研制和工程系統(tǒng)開發(fā)等許多領(lǐng)域，為了獲得可靠性高、壽命長、 穩(wěn)定性高的應(yīng)用系統(tǒng)，必須對所采用的模塊設(shè)備進(jìn)行壽命實(shí)驗(yàn)，對其性能進(jìn)行 綜合評估。到現(xiàn)在為止，在星載設(shè)備研制和工程系統(tǒng)開發(fā)等許多領(lǐng)域的設(shè)備壽 命實(shí)驗(yàn)考核系統(tǒng)中，還大量存在實(shí)驗(yàn)人員值守、按時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)狀態(tài)參數(shù)，實(shí)驗(yàn) 結(jié)束后再把數(shù)據(jù)倒入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析等現(xiàn)象，這種實(shí)驗(yàn)過程需要人工完成長期 而繁重的實(shí)驗(yàn)狀態(tài)參數(shù)的測量、記錄和數(shù)據(jù)分析?；蛘唠m然有些壽命實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn) 了計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集，但是不能把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)、可靠地遠(yuǎn)程傳送給實(shí)驗(yàn)人員，實(shí)驗(yàn) 人員要了解實(shí)驗(yàn)情況，還必須親臨實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場，總之這種實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)始終不能離開 人工的參與。壽命實(shí)驗(yàn)具有測量狀態(tài)參數(shù)多、數(shù)據(jù)測量精度要求高、數(shù)據(jù)記錄 量大、長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的特點(diǎn)。傳統(tǒng)人工記錄和數(shù)據(jù)分析耗費(fèi)大量人力物力， 數(shù)據(jù)采集量少，故障或異常數(shù)據(jù)分析慢等缺點(diǎn)，已經(jīng)很難適應(yīng)壽命實(shí)驗(yàn)的發(fā)展 需要。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)狀態(tài)參數(shù)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 來解決上述星載設(shè)備研制中大量系統(tǒng)設(shè)備的壽命實(shí)驗(yàn)存在的技術(shù)問題。本發(fā)明的星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如附圖1所示，它包括壽命實(shí)驗(yàn)狀態(tài)參數(shù)測量的傳感器組及調(diào)理電路1、數(shù)據(jù)采集用的數(shù)字多用表2、實(shí)驗(yàn)系 統(tǒng)電源的開、關(guān)控制模塊3、計(jì)算機(jī)及數(shù)據(jù)處理軟件4和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備5。 整個(gè)壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)放在一個(gè)實(shí)驗(yàn)支架上，獨(dú)立于壽命實(shí)驗(yàn)的測評設(shè)備 之外，不影響設(shè)備的工作狀態(tài)。傳感器組及調(diào)理電路l把壽命實(shí)驗(yàn)壓力、位移 和溫度狀態(tài)參數(shù)的測量轉(zhuǎn)換為電信號的測量；數(shù)字多用表2對電壓、電流、電 阻參數(shù)進(jìn)行高精度測量，并把采集數(shù)據(jù)通過與計(jì)算機(jī)的RS232接口傳送給計(jì)算 機(jī)；實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源的開、關(guān)控制模塊3完成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開、關(guān)機(jī)控制；計(jì)算機(jī) 及數(shù)據(jù)處理軟件5對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲和分析，通過數(shù)據(jù)分析對實(shí)驗(yàn)狀 態(tài)做出判別，繪制參數(shù)變化的動(dòng)態(tài)曲線，實(shí)現(xiàn)參數(shù)曲線的保存和打印功能；遠(yuǎn) 程無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備5通過USB轉(zhuǎn)RS232接口與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的 遠(yuǎn)程定時(shí)發(fā)送、實(shí)驗(yàn)故障或異常的遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警和實(shí)驗(yàn)人員的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)査 詢和接收，實(shí)驗(yàn)人員通過發(fā)送控制指令實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1. 系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量具有精度高(最高精度達(dá)六位半)、通道數(shù)多(最高可 配置200個(gè)測量通道)、測量參數(shù)種類多(電壓、電流、電阻、熱阻測溫等) 和測量范圍大等優(yōu)點(diǎn)，可以通過軟件配置測量參數(shù)和通道。
2. 數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)現(xiàn)壽命實(shí)驗(yàn)狀態(tài)參數(shù)的自動(dòng)測量讀數(shù)、自動(dòng)數(shù)據(jù)存儲、 參數(shù)變化實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曲線顯示和自動(dòng)狀態(tài)參數(shù)的數(shù)據(jù)分析，用戶界面友好，應(yīng)用 方便；可以很方便配置測量通道和參數(shù)；可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)變化曲線的保存和打印， 不同測量參數(shù)曲線實(shí)現(xiàn)分頁顯示；可以啟動(dòng)和關(guān)閉遠(yuǎn)程無線傳輸設(shè)備。
3. 系統(tǒng)選用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的短信息業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程無線傳輸， 網(wǎng)絡(luò)覆蓋廣，傳輸可靠，無須增加接收終端設(shè)備，只要利用手機(jī)就能隨時(shí)隨地 了解實(shí)驗(yàn)情況，控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開機(jī)和關(guān)機(jī)，無須親臨實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場。
4. 建立了一套完善的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程分發(fā)機(jī)制，既能實(shí)現(xiàn)不同測量參數(shù)分發(fā)不同的實(shí)驗(yàn)人員，又能實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程無線定時(shí)發(fā)送、故障或異常實(shí)時(shí)報(bào)警 及遠(yuǎn)程終端(手機(jī))對實(shí)驗(yàn)狀態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)査詢等功能。5.系統(tǒng)具可移植性和延續(xù)開發(fā)能力，可滿足不同壽命實(shí)驗(yàn)的綜合應(yīng)用需 求?？稍诖嘶A(chǔ)上無須增加太多投入而延續(xù)擴(kuò)充測量項(xiàng)目，如增加測量通道就 可增加測量點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成示意圖，其中1是電 源電壓、電流、各種狀態(tài)參量(壓力、位移、溫度等)的傳感器組及調(diào)理電 路；2是數(shù)據(jù)采集的數(shù)字多用表；3是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源的開、關(guān)控制模塊；4是 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件；5是遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。圖2是本發(fā)明的星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成實(shí)例圖。 圖3是本發(fā)明的星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理軟件運(yùn)行界面實(shí) 例圖。
具體實(shí)施方式
下面以本發(fā)明在星載制冷機(jī)壽命實(shí)驗(yàn)的實(shí)際應(yīng)用為例，結(jié)合附圖2對本發(fā)明的星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)說明本發(fā)明包括壽命實(shí)驗(yàn)狀態(tài)測量的傳感器組及調(diào)理電路1、數(shù)據(jù)采集的數(shù)字多用表2、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源的開、關(guān)控制模塊3、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件4和遠(yuǎn)程 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備5 (包括SIM手機(jī)卡)。本發(fā)明選用鉑電阻(Pt100)作為制冷機(jī)冷頭和外殼的溫度傳感器，調(diào)理 電路采用恒流源激勵(lì)，把Pt100隨溫度變化的阻值變化轉(zhuǎn)換為隨溫度變化的電 壓的變化，因此，只要測量調(diào)理電路輸出的電壓就可以得到溫度，電壓和溫度 的變化關(guān)系通過最小二乘法進(jìn)行擬合，得到近似的電壓與溫度的關(guān)系表達(dá)式如26626V-29.60655V2+30.93682V3-14.89755V4+3.42525V5-0.29964V6 (1)本發(fā)明選用差動(dòng)變壓器(LVDT)型位移傳感器該位移傳感器采用差動(dòng)變壓 器原理設(shè)計(jì)，差動(dòng)變壓器是一種變壓器型的電感式機(jī)電轉(zhuǎn)換元件，將處于交變 磁場的磁芯位移，通過可動(dòng)磁芯產(chǎn)生的互感變化轉(zhuǎn)換成與該位移等基本線性關(guān) 系的電信號；根據(jù)輸出電信號的大小和極性，相應(yīng)計(jì)量位移或其他機(jī)械量的大 小和方向。壓力傳感器采用微型壓阻式壓力傳感器，這種傳感器的工作原理是 壓阻效應(yīng)。硅應(yīng)變片受力作用而產(chǎn)生變形，導(dǎo)致應(yīng)變片的阻值產(chǎn)生變化，變化 量與待測電壓成正比。本發(fā)明選用吉時(shí)利公司的高精度數(shù)字多用表2750作為制冷機(jī)壓縮機(jī)的電 源測量和制冷機(jī)狀態(tài)參數(shù)測量傳感器的輸出信號的采集設(shè)備，數(shù)據(jù)測量精度六 位半，2750是可選配高性能萬用表的五槽系統(tǒng)開關(guān)主機(jī)，根據(jù)測量的實(shí)際需要 選配插卡模塊，本發(fā)明選用7702通道采集卡，采用RS232連接計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn) 遠(yuǎn)程PC控制。本系統(tǒng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件通過RS232接口對2750的控制程序 調(diào)用吉時(shí)利公司提供的設(shè)備接口驅(qū)動(dòng)程序(2750 IVI Drive for VC++)，在應(yīng) 用該系統(tǒng)前，要安裝該設(shè)備的接口驅(qū)動(dòng)。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源的開、關(guān)控制模塊采用AT89S51單片機(jī)為控制器， 完成下位機(jī)指令的接收和執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)電源開、關(guān)機(jī)狀態(tài)的上位機(jī)信息傳送。采 用工業(yè)級繼電器為開關(guān)部件。本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理軟件采用Microsoft Visual C++6.0開發(fā)工具，計(jì)算機(jī)為工作平臺，操作系統(tǒng)為Microsoft Windows XPSP2，數(shù)據(jù)處理軟件運(yùn)行界面如附 圖3所示?？梢酝ㄟ^軟件界面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集設(shè)備的初始化、通道選擇和通道配置、 遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備的設(shè)置等。采集數(shù)據(jù)在界面上采用列表控件進(jìn)行顯示，每次采集 數(shù)據(jù)都記錄采集時(shí)間，并把采集數(shù)據(jù)及時(shí)保存為文本文檔，即使意外斷電，據(jù)也不會丟失。程序采用定時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)采集，采集時(shí)間間隔可以自由設(shè)定。
本發(fā)明數(shù)據(jù)處理軟件狀態(tài)參數(shù)的變化曲線采用VC調(diào)用MSChart控件的方式 來實(shí)現(xiàn)，不同的測量參數(shù)采用TAB控件分頁顯示。對于所需要的參數(shù)曲線，可 以圖片的形式保存起來，也可實(shí)現(xiàn)參數(shù)變化曲線的在線打印。
本發(fā)明的遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備采用西門子公司的TC35i模塊結(jié)合外圍器件來設(shè)計(jì)， TC35通信模塊具備GSM無線通信的全部功能，并提供標(biāo)準(zhǔn)的UART串行接口 ， 支持GSM07.05所定義的AT命令集的指令。由于計(jì)算機(jī)COM端口少，系統(tǒng)采用 USB轉(zhuǎn)RS232接口的方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備與計(jì)算機(jī)的通信連接。把SIM卡(中 國移動(dòng))正確安裝到遠(yuǎn)程傳輸設(shè)備的卡座上，就可以通過計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)發(fā)送 和接收信息了。
本發(fā)明將遠(yuǎn)程無線傳輸設(shè)備的發(fā)送和接收程序集成到采集軟件中，發(fā)送和 接收信息自動(dòng)顯示在界面上，通過軟件界面添加和刪除發(fā)送信息號碼。采集軟 件集成了一個(gè)合理的參數(shù)數(shù)據(jù)分發(fā)機(jī)制，通過定時(shí)函數(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的定時(shí)發(fā)送， 當(dāng)采集軟件對采集數(shù)據(jù)分析后，若發(fā)現(xiàn)參數(shù)異?；?qū)嶒?yàn)故障發(fā)生，例如實(shí)驗(yàn)系 統(tǒng)斷電等，進(jìn)行遠(yuǎn)程無線自動(dòng)報(bào)警。信息發(fā)送程序可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)查詢功能， 實(shí)驗(yàn)人員使用手機(jī)可以隨時(shí)隨地發(fā)送指令查詢當(dāng)前采集到的數(shù)據(jù)信息，了解實(shí) 驗(yàn)狀態(tài)并控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開機(jī)和關(guān)機(jī)。程序接收到查詢信息指令后啟動(dòng)識別子 程序，對接收到的指令和發(fā)送指令的手機(jī)號碼及預(yù)先設(shè)定的權(quán)限進(jìn)行判斷，只 有授權(quán)的號碼和正確的指令，系統(tǒng)才響應(yīng)參數(shù)的自動(dòng)信息返回和控制指令的執(zhí) 行。
權(quán)利要求
1.一種星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括壽命實(shí)驗(yàn)狀態(tài)測量的傳感器組及調(diào)理電路(1)、數(shù)據(jù)采集的數(shù)字多用表(2)、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)電源的開、關(guān)控制模塊(3)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件(4)和遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備(5)，其特征在于本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)還有一個(gè)遠(yuǎn)程無線傳輸設(shè)備(5)，用來對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程定時(shí)發(fā)送、實(shí)驗(yàn)故障或異常的遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警，使實(shí)驗(yàn)人員能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢、實(shí)驗(yàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)接收及發(fā)送控制指令實(shí)現(xiàn)壽命實(shí)驗(yàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在 于所說的遠(yuǎn)程無線傳輸設(shè)備(5)采用的是西門子TC35i的GSM通信模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種星載設(shè)備壽命實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它包括壽命實(shí)驗(yàn)狀態(tài)測量的傳感器組及調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集的數(shù)字多用表、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件和遠(yuǎn)程無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備。傳感器組及調(diào)理電路把實(shí)驗(yàn)參數(shù)的測量轉(zhuǎn)換為電信號的測量；數(shù)字多用表對壽命實(shí)驗(yàn)的電源和傳感器調(diào)理電路輸出的電參數(shù)進(jìn)行高精度測量，并把采集數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示、存儲和分析，繪制參數(shù)變化的動(dòng)態(tài)曲線，實(shí)現(xiàn)參數(shù)曲線的保存和打印功能；遠(yuǎn)程無線傳輸設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程定時(shí)發(fā)送、實(shí)驗(yàn)故障或異常的遠(yuǎn)程自動(dòng)報(bào)警和實(shí)驗(yàn)人員的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢，同時(shí)接收遠(yuǎn)程終端發(fā)送的控制指令，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開、關(guān)機(jī)的遠(yuǎn)程控制。
文檔編號G01M99/00GK101329225SQ20081004116
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月30日
發(fā)明者于勝云, 孫勝利, 陳福春 申請人:中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所