2.4.1电压采样
在测试端J4接入被测某型号飞机雷电抑制器,在可编程智能LCD上选择该型号飞机雷电抑制器并开始测试,测试参数通过串口下载到C8051单片机。C8051单片机执行调压程序使可调精密高压电源输出45V,同时置HV ON为低电平,使光伏继电器U9的3和4引脚接通,V_ADJ 1为45V,再经过精密电阻R2 、R10、R13与可变电阻R14组成的分压电路,R10、R13 、R14串并联后的阻值为RX,通过调节可变电阻R14的阻值,使得RX等于1. 8kΩ,则电阻R1。两端电压VA:
在整个测试过程中采样点都是在高压工作区,高电压很有可能进入C8051单片机的A/D单元,为避免高压进入A/D单元烧坏单片机,在采样点两端并联了稳压管和高输入阻抗精密放大器。U8为高输入阻抗精密放大器(输入偏置电压最大5μV,输入偏置电流最大50pA),设计成跟随放大器,实现VA电压采样信号的高阻抗输入和低阻抗输出。
2.4.2电流采样
电流采样信号AD_ IN1输入范围为0~2. 42V,在2005采样电阻时,最大采样电流为12mA,最大采样电压为2. 42V。基于某型号飞机雷电抑制器的电流采样原理如下:
当V_ADJ 1为45V时,由于V_ADJ 1电压未达到该型号飞机雷电抑制器标称电压50. 3V,飞机雷电抑制器未开通,流过飞机雷电抑制器的最大漏电流不超过2μA,此电
在采样电阻R1。上产生约0. 4mV的压降可忽略。C8051单片机执行调压程序使可调精密高压电源输出步进升压,当V_ ADJ 1电压大于标称电压时,流经R15的电流增大;继续步进升压直至流经R5的电流达到5mA时,R15端电压为1V。电流信号输入到U8跟随放大器,实现电流采样信号的高阻抗输入和低阻抗输出。
3 软件设计
3.1下位机软件
软件设计中使用C51语言进行编程[51。程序设计是该飞机雷电抑制器测试仪的重点,可调精密高压电源高压输出、信号的采样和A/D转换、数据信号处理、判定飞机雷电抑制器的保护功能是否正常,可编程智能LCD的指令输入和显示输出指令均由C8051单片机的相应程序来实现。其程序流程如图4所示。
3.2上位机软件
上位机程序通过可编程智能LCD专用可视化集成开发工具Designer在Windows下轻松完成图形界面开发。该工具包含了开发所需的界面管理、配置、编辑、生成、模拟、下载等软件功能,可快速完成产品界面开发。
根据非线性伏安特性特点,首先应用软件MAT-LAB对飞机雷电抑制器测试数据进行处理,使用数值分析的办法得出带参量曲线拟合函数,最后使用可编程智能 LCD支持的JavaScript语言编写带参量曲线函数的特定程序。
当C8051单片机存储的采样数据达到一定量时,单片机读取存储器的数据,以串行方式发送到上位机可编程智能LCD,特定程序会对测试数据进行处理从而求得带参量曲线函数的参量,进而得到相应的飞机雷电抑制器伏安特性曲线函数。再通过显示程序模块使可编程智能LCD自动显示飞机雷电抑制器的伏安特性曲线、标称电压以及性能状态。
4 调试
经过安装调试,使用该款雷电抑制器测试仪对飞机雷电抑制器进行测试,测试界面以及测试结果如图5所示。
5 结束语
本文所设计的飞机雷电抑制器测试仪,具有体积小、携带方便的特点。该测试仪以C8051单片机为核心,通过C51语言程序设计控制,使得对D/A控制以实现可调精密高压电源输出、电压、电流的精确测量;通过可编程智能LCD显示飞机雷电抑制器的伏安特性曲线及其保护功能是否正常。经调试使用后,该测试仪工作稳定可靠,保证了雷电抑制器成品的装机质量,对飞机安全飞行有极其重要的作用。