0 引言

隨著科學技術的快速發展，特別是數字技術及各種大規模集成電路的廣泛應用，我國航空電子裝備發生了巨大變化，組成結構越來越復雜，功能越來越強大，技術含量越來越高，可靠性也有明顯提高，隨之裝備的三級卻修理難度越來越大，“木桶-短板-效應”現象越來越明顯，甚至可以說，已經成為提高裝備完好率和飛機出勤率的主要瓶頸之一。

為了適應現代戰爭對后勤的綜合保障能力要求，針對維修工作中原有測試設備的可視性、可操作性差，被測對象的接口定義、信號各不相同的特點，我們研制開發了基于LabvIEW的航空裝備通用測試系統。

基于LabVIEW的航空裝備通用測試系統的設計思想是，通過整合測試資源，實現測試資源的復用，使得在硬件資源一定的情況下，通過更改軟件和連接關系，就能實現多種被測對象的測試。

1 被測對象

航空裝備的可更換單元(Line Replace Unit，LRU)在內場進行維修時，需要檢測其功能好壞，由于不同的LRU接口定義不同，需要相應的適配器將其連入系統測試。同樣，在進一步檢測LRU中的印制電路板(Printed Circuit Board，PCB)時，由于PCB的類型和接口針腳數不盡相同，同樣需要相應的接口適配器將其連入系統，以便分析測試。

2 系統組成

系統主要由硬件平臺、軟件平臺和附件等組成。系統組成如圖1所示。

硬件平臺主要包括：測控計算機、接口適配器、連接線纜等。

軟件平臺負責控制測試過程的激勵模擬和數據采集，以及運用采集結果對故障進行推理，從而完成對被測對象的故障定位隔離。測試程序采用LabVIEW圖形化編程語言。

附件主要有電纜、工作臺、打印機等。

3 硬件設計

航空裝備通用測試系統是在工控機PCI總線的基礎上，通過軟件實現對PCI總線板卡的統一調度和控制，產生仿真所需的激勵通過接口適配器加載至被測對象的端子上，同時獲取相應的響應數據。通過軟件分析判斷，完成故障定位。通過對LRU和PCB的逐步測試，航空裝備通用測試系統可將故障定位在芯片級。系統結構如圖2所示。

3.1 測控計算機

測控計算機由工控機主機、顯示器、鼠標等外圍設備組成。工控機主機內含有基于LabVIEW的板卡(以下簡稱板卡)，提供模擬量輸入、輸出，離散量輸入、輸出、串行輸入、輸出，并行輸入、輸出等測試用激勵源。測控計算機是整個航空裝備通用測試系統的控制中心。

3.2 接口適配器

接口適配器主要完成被測對象和板卡之間的電氣、機械連接，實現信號的調理、匹配和轉接。必須根據被測對象的實際情況自行研制。不同的被測對象必須通過相應的適配器才能接入系統進行檢測。同時，適配器母板要預留足夠的空間，以備后期擴展。

電平轉換及驅動接口，主要用來完成被測對象和板卡之間電平的相互轉換。

離散量接收發送接口，主要是用來完成離散量信號的測試。

模擬量接收發送接口，主要是用來完成模擬量信號的測試。

預留測試資源接口，后期擴展開發備用。

測試孔，連接面板測試孔，將被測對象上的主要信號接出以供測試用。

3.3 鏈接線纜

外部連接線纜主要功能是為被測對象連接到適配器提供電氣、機械的連接。連接線纜的制作應當符合國軍標的有關要求，連接線纜插頭應具備防差錯功能。

4 軟件設計

應用軟件是系統正常運行的基礎。在充分分析航空裝備維修需求的基礎上，采用層次化、模塊化設計方法進行系統軟件的設計和開發。系統軟件具有良好的可視化人機界面，使用方便。

4. 1 操作系統與軟件開發環境

操作系統選用Windows XP。

開發環境：LabVIEW(laboratoiy vinual instrumentengineeing workbench，實驗室虛擬儀器工作平臺)，是一種用圖標代替文本進行創建應用程序的圖形化編程語言。傳統的文本編程語言根據語句和指令的先后順序決定程序的執行順序，而LabVIEW則采用數據流編程方式，它用圖標表示函數，用連線表示數據流方向，程序框圖中節點之間的數據流向決定了程序的執行順序。

LabVIEW是一個面向最終用戶的工具。它可以增強開發者構建自己的科學和工程系統的能力，提供了實現儀器編程和數據采集系統的便捷途徑。使用它進行原理研究、設計、測試并實現儀器系統時，可以大大提高工作效率。

與C和BASIC一樣，LabVIEW也是通用的編程系統，有一個完成任何編程任務的龐大函數庫。LabVIEW的函數庫包括數據采集、GPIB、串口控制、數據分析、數據處理等。LabVIEW標志顯示及數據存儲，等等。LabVIEW也有傳統的程序調試工具，如設置斷點、以動畫方式顯示數據及其子程序(子VI)的結果、單步執行等等，便于程序的調試。盡可能采用了通用的硬件，各種儀器的差異主要是軟件。可充分發揮計算機的能力，有強大的數據處理功能，可以創造出功能更強的儀器。用戶可以根據自己的需要定義和制造各種儀器。

4.2 軟件結構

LabVIEW包含大量的工具與函數用于數據采集、分析、顯示與存儲等。針對一個被測對象，編寫相應的測試程序，完成對被測對象的檢測和故障診斷并輸出結果。航空裝備通用測試系統軟件結構如圖3所示。

4.2 LabVIEW程序設計

航空裝備通用測試系統的測試程序按照LRU和PCB進行分配，一個LRU或者一個PCB對應一個測試程序。

每一個測試程序有四個獨立的功能模塊，但他們都是獨立的VI，沒有構成一個完整的系統，所以要將他們整合起來，實現函數的調用，其框圖如圖4所示。

針對LRU的測試是對整個可更換單元的功能性測試。一個簡單的航空裝備LRU測試系統如圖5所示。

針對PCB的測試是在前期LRU測試的基礎上，對電路板的電氣信號測試。一個簡單的航空裝備PCB測試系統如圖6所示。

5 結束語

基于LabVIEW的航空裝備通用測試系統的硬件和軟件通用性好，二次開發成本低，開發周期短。能滿足三級維修保障需求。對降低維修費用、提高裝備的完好率具有十分重要的意義，軍事和經濟效益也十分明顯。