一种测控信号等效系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种测控信号等效系统，包括工控机、核心控制板和功率负载模块，所述核心控制板包括MCU模块、通信模块、压力信号变换电路和温度信号电路，所述工控机和MCU模块分别与通信模块电连接，所述压力信号变换电路和温度信号电路分别与MCU模块电连接，所述功率负载模块包括阀门及点火信号电路，所述阀门及点火信号电路与MCU模块电连接。本系统采用模块化、开放式通用结构设计，在不增加设备的情况下，能够模拟出外系统研发测试所需的多种激励信号，提高了研发测试的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种测控信号等效系统
本技术属于现代测试系统
，具体涉及一种测控信号等效系统。
技术介绍
等效器又称模拟器，用于模拟被测对象与检测系统各接口的外部电气特性，是测试系统的重要组成部分，既能够用于检测系统的自检以保证检测系统的有效性，也可用于培训检测系统的操作人员。现代测试设备特别是军用测试设备都要求配有测试对象的等效器，用于模拟火工品的工作机理与性能参数，火工品发射前，等效器通过RJ45接口与上位机连接，等效器上电自检成功后，将自检结果通过通讯命令帧反馈到上位机，上位机检测到等效器自检正常后，通过RJ45通讯接口发送命令，指示等效器按流程依次检测电磁阀线圈、点火器阻值、K偶、PT100温度信号、Hall信号等信号是否正常；工作时，等效器通过RJ45接口接收上位机指令，检测电磁阀工作电流、模拟输出K偶信号、PT100温度信号、Hall信号、DC4~20mA模拟传感器信号等供火工品控制系统使用，等效器的作用是模拟火工品的工作状态，以测试火工品控制系统。测控信号等效系统属于自动测试系统的变形，现有的等效系统一般是基于通路检测的思想，功能主要靠硬件实现，针对不同的模拟对象需设计几乎完全不同的硬件电路，导致通用性很差。且一般情况下，这种方案模拟的是对象的正常工作状态甚至是正常工作状态的简化，不便模拟故障状态。因此设计一种模块化、便携化、高精度、高可靠性且功能更加强大的系统是市场的必然需求。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的现有等效系统硬件设计复杂，通用性差的问题，设计一种测控信号等效系统，它采用模块化、开放式通用结构，嵌入式编程和上位PC机控制有机结合，使用以太网通讯和HMI人机交互，用户可以自行组态配置各种输出。一种测控信号等效系统，包括工控机、核心控制板和功率负载模块，所述核心控制板包括MCU模块、通信模块、压力信号变换电路和温度信号电路，所述工控机和MCU模块分别与通信模块电连接，所述压力信号变换电路和温度信号电路分别与MCU模块电连接，所述功率负载模块包括阀门及点火信号电路，所述阀门及点火信号电路与MCU模块电连接，所述通信模块为以太网通信芯片，所述工控机通过RJ45接口与以太网通信芯片连接，以太网通信芯片通过SPI接口与MCU模块连接，所述压力信号变换电路包括第一数模转换器和电压电流转换电路，所述第一数模转换器的数字信号输入端与MCU模块连接，第一数模转换器的模拟信号输出端与电压电流转换电路的输入端连接，所述温度信号电路包括第二数模转换器和电阻分压电路，所述第二数模转换器的数字信号输入端与MCU模块连接，第二数模转换器的模拟信号输出端与电阻分压电路的输入端连接。优选的，所述电压电流转换电路包括电流输出芯片、扩流三极管和MOS管，所述电流输出芯片的六脚与第一数模转换器的模拟信号输出端连接，电流输出芯片的二脚与扩流三极管的发射极连接，电流输出芯片的三脚分别与扩流三极管的集电极和MOS管的栅极连接，扩流三极管的基极与MOS管的漏极连接，MOS管的源极输出电流信号。优选的，所述电阻分压电路包括第十一电阻、第十三电阻和运算放大器，所述第十一电阻一端与第二数模转换器的模拟信号输出端连接，第十一电阻另一端分别与第十三电阻一端和运算放大器的三脚连接，第十三电阻另一端接地，所述运算放大器的一脚连接运算放大器的四脚，并输出电压信号。优选的，所述阀门及点火信号电路包括开关三级管、继电器、负载电阻和电流检测芯片，所述开关三级管的基极与MCU模块连接，开关三级管的集电极与继电器的五脚连接，继电器的一脚与负载电阻一端连接，负载电阻另一端连接电流检测芯片的一脚和电流检测芯片的二脚，电流检测芯片的七脚与MCU模块连接。与现有技术相比，本技术的优点是：1、本系统采用模块化、开放式通用结构设计，在不增加设备的情况下，能够模拟出外系统研发测试所需的多种激励信号，提高了研发测试的效率；2、上位机与控制模块采用以太网通讯，上位机可以实时显示输出状态，用户也可以组态配置在线控制输出信号；3、系统可以进行外部系统的故障模拟分析，帮助用户优化设计。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术原理框图；图2为本技术核心控制板功能框图；图3为本技术电压电流转换电路原理图；图4为本技术电阻分压电路原理图；图5为本技术阀门及点火信号电路原理图。图中：1、工控机；2、MCU模块；3、通信模块；4、压力信号变换电路；5、温度信号电路；6、阀门及点火信号电路。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本技术的保护范围有任何的限制作用。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。请参阅图1，一种测控信号等效系统，包括工控机1、核心控制板和功率负载模块，所述核心控制板包括MCU模块2、通信模块3、压力信号变换电路4和温度信号电路5，所述工控机1和MCU模块2分别与通信模块3电连接，所述压力信号变换电路4和温度信号电路5分别MCU模块2电连接，所述功率负载模块包括阀门及点火信号电路6，所述阀门及点火信号电路6与MCU模块2电连接。MCU模块2包括嵌入式处理芯片、晶振时钟单元电路、系统硬件复位电路及BOOT模式配置电路，嵌入式处理芯片使用意法半导体公司提供的基于M4内核的STM32F303ZE，其资源匹配及运算实时性均可以完全满足本系统需求，嵌入式处理芯片内嵌程序，实现信号处理和控制，同时保障高速通讯和对外部信号的快速响应。工控机1与嵌入式处理芯片使用以太网方式进行通信，为了简化以太网底层协议的开发难度，本系统所使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测控信号等效系统，其特征在于，包括工控机（1）、核心控制板和功率负载模块，所述核心控制板包括MCU模块（2）、通信模块（3）、压力信号变换电路（4）和温度信号电路（5），所述工控机（1）和MCU模块（2）分别与通信模块（3）电连接，所述压力信号变换电路（4）和温度信号电路（5）分别与MCU模块（2）电连接，所述功率负载模块包括阀门及点火信号电路（6），所述阀门及点火信号电路（6）与MCU模块（2）电连接，所述通信模块（3）为以太网通信芯片，所述工控机（1）通过RJ45接口与以太网通信芯片连接，以太网通信芯片通过SPI接口与MCU模块（2）连接，所述压力信号变换电路（4）包括第一数模转换器和电压电流转换电路，所述第一数模转换器的数字信号输入端与MCU模块（2）连接，第一数模转换器的模拟信号输出端与电压电流转换电路的输入端连接，所述温度信号电路（5）包括第二数模转换器和电阻分压电路，所述第二数模转换器的数字信号输入端与MCU模块（2）连接，第二数模转换器的模拟信号输出端与电阻分压电路的输入端连接。

【技术特征摘要】
1.一种测控信号等效系统，其特征在于，包括工控机（1）、核心控制板和功率负载模块，所述核心控制板包括MCU模块（2）、通信模块（3）、压力信号变换电路（4）和温度信号电路（5），所述工控机（1）和MCU模块（2）分别与通信模块（3）电连接，所述压力信号变换电路（4）和温度信号电路（5）分别与MCU模块（2）电连接，所述功率负载模块包括阀门及点火信号电路（6），所述阀门及点火信号电路（6）与MCU模块（2）电连接，所述通信模块（3）为以太网通信芯片，所述工控机（1）通过RJ45接口与以太网通信芯片连接，以太网通信芯片通过SPI接口与MCU模块（2）连接，所述压力信号变换电路（4）包括第一数模转换器和电压电流转换电路，所述第一数模转换器的数字信号输入端与MCU模块（2）连接，第一数模转换器的模拟信号输出端与电压电流转换电路的输入端连接，所述温度信号电路（5）包括第二数模转换器和电阻分压电路，所述第二数模转换器的数字信号输入端与MCU模块（2）连接，第二数模转换器的模拟信号输出端与电阻分压电路的输入端连接。2.如权利要求1所述的一种测控信号等效系统，其特征在于，所述电压电流转换电路包括电流输出芯片（U36）、扩流三极管（Q17）和MOS管（Q21），所述电流输出芯片（U36）的六脚与第一数模转换器的模拟信号输出端连接，电...

【专利技术属性】
技术研发人员：余伟翔，黎伟，
申请(专利权)人：湖南诺威测控技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43