基于PXI总线的旋转试验台综合数据采集系统设计

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1、总第177期2013年第4期直升机技术HELICOPTERTECHNIQUETotalNo．177No．42013文章编号：1673-1220(2013)04-041-06基于PXI总线的旋转试验台综合数据采集系统设计秦强，吴志刚，邓细凤，白莉(中航工业直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要介绍了一种针对旋转试验台试验中基于PXI总线开发的综合数据采集系统的设计；详细阐述了系统的总体设计、硬件选型以及软件开发；在系统开发完成后对其进行测试验证，证明该系统可以满足旋转试验台的试验数据采集需求。关键词旋转试验台；综合数据采集

2、；PXI总线中图分类号：V216文献标识码：ATheDesignofaIntegratedDAQSystemBasedonPXI——BusforaRotatingTestStandQINQiang，wuZhigang，DENGXifeng，BAILi(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInstitute，Jingdezhen333001，China)AbstractAnintegrateddataacquisitionsystembasedonPXI—busWaSdevelopedinth

3、ispaper，whichappliedtoexperimentsinarotatingteststand．Generaldesign，thehardwareselectionandsoftwaredevelopmentforthesystemweredetailed．Itwasprovedbytheverificationtestthatthesys—ternCallmeetitsrequirementofthedataacquisitionfortherotatingteststand．Keywordsrotatedtest

4、stand；integrateddataacquisition；PXI—bus．0引言基于PⅪ总线开发的综合数据采集系统。在某个旋转试验台的试验中，需要同时测量旋转件(如桨叶)上的载荷、天平载荷、台架振动以及关键部件的温度等参数。由于被测参数的类型不同，其对应的传感器和输出的信号也有较大差异，因此试验台的数据采集系统需要能够同时采集各种类型的信号⋯。针对这种测试需求，本文阐述了一种1系统设计背景旋转试验台设计的最高转速低于2400rpm，试验中可能安装的最大桨叶数为5片，而试验台和试验件距离测试间的距离为30—35m，因而试验台

5、数据采集系统的性能指标需要充分考虑以下几个方面：收稿日期：2013—05—12作者简介：秦强(1983一)，男，江西景德镇人，大学，工程师，主要研究方向：地面综合试验。·42·直升机技术总第177期1)采集旋转信号的采样频率在采集信号时，为了保证信号的波形较平滑，一般需要信号的每个周期内至少有10个采样点，因此数据采集系统采集旋转信号的采样频率(．f)至少应当为旋转信号的最高频率(^。)的10倍，考虑最高转速为2400rpm，桨叶最多为5片，采集旋转信号的采样频率计算方法为Z=／0×10=2400rpm／60X5×10=2000

6、Hz。由此可知，当采样频率为2kHz时，数据采集系统可以满足试验台旋转信号的采集需求。2)采集振动信号的采样频率试验台架振动往往要分析到转速频率的10阶以上，而信号的每个周期内至少应该有10个采样点，因此数据采集系统采集振动信号的采样频率应至少为；f=2400rpm／60×10×10=4000Hz。因此，数据采集系统采集振动信号的采样频率为4kHz时可满足试验的采集需求。3)测试信号的长距离传输如果把数据采集器安装在测试问的话，试验台被测参数的信号传输到测试问的采集器要经过30m以上的长线，很容易造成长线传输引起的信号损失以及信

7、号线之间的干扰和串扰。避免出现这种情况的一种有效做法就是把采集器安装得尽可能接近试验现场和被测参数，再通过长距离通讯途径将采集到的数据传输到测试问的电脑上。综合上述因素可以得出旋转试验台的综合数据采集系统的需求，它应当满足2kHz的旋转信号采样频率、4kHz的振动信号采样频率以及采集器与电脑的长距离通讯等要求。此外，在通常的测试情况下，天平载荷的采样频率一般为1kHz，温度等缓变信号的采样频率一般为100Hz。2系统总体设计在进行旋转试验台的数据采集系统设计之前，首先应当根据试验需求确定系统所要完成的数据采集任务和性能指标，其次

8、，应当在满足性能指标的前提下，尽可能地提高系统的性价比。2J。根据试验台使用的传感器，各类试验测试参数采集形式如下：旋转参数以应变信号的形式采集，台架振动参数以振动信号的形式采集，其余的参数以电压信号的形式采集。2．1系统设计指标数据采集系统的设计要求如下：1)