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一种多参数测试系统时间零点的校准装置及校准方法

阅读：1021发布：2020-10-07

专利汇可以提供一种多参数测试系统时间零点的校准装置及校准方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种多参数测试系统时间零点的校准装置及校准方法，校准装置包括多参数测试系统、气源发生装置和时间采集装置；气源发生装置包括气体压力发生器、电磁阀、测试工装和压力传感器，电磁阀的进气端与气体压力发生器相连，电磁阀的出气端连接有测试工装，压力传感器与测试工装连接，以测量测试工装的压力；时间采集装置包括多通道数字存储示波器；多参数测试系统包括计算机、信号采集卡、程控电源、直流电源、5V触发电源模块和电压信号转接盒，信号采集卡包括压力采集卡、扭矩采集卡、温度采集卡和力值采集卡。本发明可准确校准多参数测试系统各参数的时间零点。，下面是一种多参数测试系统时间零点的校准装置及校准方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多参数测试系统时间零点的校准装置，其特征在于，所述校准装置包括多参数测试系统、气源发生装置和时间采集装置；
所述气源发生装置包括气体压力发生器(7)、电磁阀(13)、测试工装(15)和压力传感器(8)，所述电磁阀(13)的进气端与所述气体压力发生器(7)相连，所述电磁阀(13)的出气端连接有测试工装(15)，所述压力传感器(8)与所述测试工装(15)连接，以测量所述测试工装(15)的压力；
所述时间采集装置包括多通道数字存储示波器(9)；
所述多参数测试系统包括计算机(1)、信号采集卡、程控电源(2)、直流电源(5)、5V触发电源模块(22)和电压信号转接盒(4)，所述信号采集卡包括压力采集卡(3)、扭矩采集卡(21)、温度采集卡(20)和力值采集卡(19)；
所述压力传感器(8)的电压信号线与所述电压信号转接盒(4)的输入端电气连接，所述电压信号转接盒(4)的输出端分别与所述信号采集卡的输入端，以及所述多通道数字存储示波器(9)电气连接，以将采集的压力信号，以及所述测试系统采集的扭矩信号、温度信号和力值信号传输给所述信号采集卡和所述多通道数字存储示波器(9)，所述信号采集卡的输出端与所述计算机(1)的输入端电气连接，所述计算机(1)与所述程控电源(2)电气连接，所述程控电源(2)分别与所述电磁阀(13)的控制端，以及所述多通道数字存储示波器(9)的电气连接，所述计算机(1)与所述5V触发电源模块(22)电气连接，所述5V触发电源模块(22)与所述多通道数字存储示波器(9)电气连接；所述直流电源(5)与所述压力传感器(8)电气连接。
2.根据权利要求1所述多参数测试系统时间零点的校准装置，其特征在于，所述气源发生装置还包括数显压力计(6)，所述数显压力计(6)与所述气体压力发生器(7)连接，用于测量所述气体压力发生器(7)的压力。
3.根据权利要求1所述多参数测试系统时间零点的校准装置，其特征在于，所述电磁阀(13)的进气端通过测试管(14)与所述气体压力发生器(7)相连。
4.如权利要求1至3任一所述校准装置的校准方法，其特征在于，包括：
设定所述电磁阀(13)处于关闭状态，所述气体压力发生器(7)开始蓄压，所述数显压力计(6)显示当前压力值；
所述计算机(1)发出点火指令控制所述程控电源(2)输出电压，触发所述电磁阀(13)打开释放所述气体压力发生器(7)中的压力，同时所述压力传感器(8)采集测试工装(15)中的压力值并将其转换为电压值输入至所述电压信号转接盒(4)，所述测试系统将采集的扭矩信号、温度信号和力值信号传输给所述电压信号转接盒(4)；
所述电压信号转接盒(4)将电压信号、扭矩信号、温度信号和力值信号输出至所述多通道数字存储示波器(9)中，同时将所述电压信号、扭矩信号、温度信号和力值信号输入至所述信号采集卡；
所述多参数测试系统处理显示所述各信号图像；
在发出点火指令时，所述计算机(1)同时将所述触发所述电磁阀(13)的27V电压和触发阀门的5V电压信号输入至所述多通道数字存储示波器(9)中，以所述多通道数字存储示波器(9)所采集的27V电压的时间零点为基准，对触发阀门的5V电压信号的时间零点进行修正，使5V电压信号的时间零点与27V电压的时间零点相同；
以所述多通道数字存储示波器(9)所采集的图像为标准，对所述多参数测试系统处理显示所述各信号的图像进行校准；
以27V电压的时间零点加上所述电磁阀(13)的标准启动时间为基准，对所述电压传感器产生的电压信号的时间零点进行修正，以及对所述多参数测试系统的扭矩信号、温度信号和力值信号的时间零点进行修正。
5.根据权利要求1所述的校准方法，其特征在于，所述电磁阀(13)的标准启动时间为所述程控电源(2)发出电压信号至电磁阀(13)启动时的时间。

说明书全文

一种多参数测试系统时间零点的校准装置及校准方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种多参数测试系统时间零点的校准装置及校准方法，属于多参数测试系统时间零点校准技术领域。

背景技术

[0002] 多参数测试系统主要应用于姿轨控发动机现场试验的测试。主要涉及参数有力值、温度、扭矩、压力等。在试验过程中测试软件发出点火指令控制程控电源同时输出27V点火电压和5V触发电压分别至姿轨控发动机的燃气发生器和阀门控制系统开始工作，此刻作为该次测试的时间零点。各参数以该时间零点为基础进行数据记录。由于姿轨控发动机的各项动作指令都是精确到毫秒级。如果各参数的时间零点不一致、以及27V点火电压和5V触发电压的时间零点不一致，都会造成后期数据分析过程中无法正确对应各参数之间的关系，影响姿轨控发动机飞行姿态的设计。常规的校准过程中只能保证各参数数值的准确性，不能实现以点火电压为时间零点基础开始采集各参数数据，所以无法保证各参数的时间零点的统一性。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题是：提供一种多参数测试系统时间零点的校准装置及校准方法，以解决现有校准方法存在的不能实现以点火电压为时间零点基础开始采集各参数数据，无法保证各参数的时间零点统一性，进而影响姿轨控发动机飞行姿态设计的技术问题。

[0004] 本发明的技术方案是：一种多参数测试系统时间零点的校准装置，所述校准装置包括多参数测试系统、气源发生装置和时间采集装置；

[0005] 所述气源发生装置包括气体压力发生器、电磁阀、测试工装和压力传感器，所述电磁阀的进气端与所述气体压力发生器相连，所述电磁阀的出气端连接有测试工装，所述压力传感器与所述测试工装连接，以测量所述测试工装的压力；

[0006] 所述时间采集装置包括多通道数字存储示波器；

[0007] 所述多参数测试系统包括计算机、信号采集卡、程控电源、直流电源、5V触发电源模块和电压信号转接盒，所述信号采集卡包括压力采集卡、扭矩采集卡、温度采集卡和力值采集卡；

[0008] 所述压力传感器的电压信号线与所述电压信号转接盒的输入端电气连接，所述电压信号转接盒的输出端分别与所述信号采集卡的输入端，以及所述多通道数字存储示波器电气连接，以将采集的压力信号，以及所述测试系统采集的扭矩信号、温度信号和力值信号传输给所述信号采集卡和所述多通道数字存储示波器，所述信号采集卡的输出端与所述计算机的输入端电气连接，所述计算机与所述程控电源电气连接，所述程控电源分别与所述电磁阀的控制端，以及所述多通道数字存储示波器的电气连接，所述计算机与所述5V触发电源模块电气连接，所述5V触发电源模块与所述多通道数字存储示波器电气连接；所述直流电源与所述压力传感器电气连接。

[0009] 优选的，所述气源发生装置还包括数显压力计，所述数显压力计与所述气体压力发生器连接，用于测量所述气体压力发生器的压力。

[0010] 优选的，所述电磁阀的进气端通过测试管与所述气体压力发生器相连。

[0011] 本发明还提供一种所述校准装置的校准方法，包括：

[0012] 设定所述电磁阀处于关闭状态，所述气体压力发生器开始蓄压，所述数显压力计显示当前压力值；

[0013] 所述计算机发出点火指令控制所述程控电源输出电压，触发所述电磁阀打开释放所述气体压力发生器中的压力，同时所述压力传感器采集测试工装中的压力值并将其转换为电压值输入至所述电压信号转接盒，所述测试系统将采集的扭矩信号、温度信号和力值信号传输给所述电压信号转接盒；

[0014] 所述电压信号转接盒将电压信号、扭矩信号、温度信号和力值信号输出至所述多通道数字存储示波器中，同时将所述电压信号、扭矩信号、温度信号和力值信号输入至所述信号采集卡；

[0015] 所述多参数测试系统处理显示所述各信号图像；

[0016] 在发出点火指令时，所述计算机同时将所述触发所述电磁阀的27V电压和触发阀门的5V电压信号输入至所述多通道数字存储示波器中，以所述多通道数字存储示波器所采集的27V电压的时间零点为基准，对触发阀门的5V电压信号的时间零点进行修正，使5V电压信号的时间零点与27V电压的时间零点相同；

[0017] 以所述多通道数字存储示波器所采集的图像为标准，对所述多参数测试系统处理显示所述各信号的图像进行校准；

[0018] 以27V电压的时间零点加上所述电磁阀的标准启动时间为基准，对所述电压传感器产生的电压信号的时间零点进行修正，以及对所述多参数测试系统的扭矩信号、温度信号和力值信号的时间零点进行修正。

[0019] 优选的，所述电磁阀的标准启动时间为所述程控电源发出电压信号至电磁阀启动时的时间。

[0020] 本发明的有益效果是：本发明可实现测试软件发出点火指令控制程控电源输出点火电流，并以接收到该点火电流作为时间零点开始各参数的采集，通过电磁阀的技术指标以及采集电磁阀的动作时间，可准确校准各参数的时间零点。附图说明

[0021] 图1校准装置整体示意图；

[0022] 图2校准方法流程示意图；

[0023] 图3电压信号转接盒接线示意图；

[0024] 图4示波器采集数据图像示意图；

[0025] 图5测试系统采集数据图像示意图

[0026] 图中，1-计算机，2-程控电源，3-压力采集卡，4-电压信号转接盒，5-直流电源，6-数显压力计，7-气体压力发生器，8-压力传感器，9-多通道数字存储示波器，10-第一电压信号线，11-第一27V电磁阀触发电源线，12-压力传感器供电线，13-电磁阀，14-测试管，15-测试工装，16-LAN线，17-第二电压信号线，18-第三电压信号线，19-力值采集卡，20-温度采集卡，21-扭矩采集卡，22-5V触发电源模块，23-5V触发阀门电源线，24-第二27V电磁阀触发电源线。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：

[0028] 请参阅图1至图5，根据本发明实施例一种多参数测试系统时间零点的校准装置，该校准装置包括多参数测试系统、气源发生装置和时间采集装置。

[0029] 气源发生装置包括气体压力发生器7、电磁阀13、测试工装15和压力传感器8，电磁阀13的进气端通过测试管14与气体压力发生器7相连，电磁阀13的出气端连接有测试工装15，所述压力传感器8与测试工装15连接，以测量测试工装15的压力。具体地，测试管14及测试工装15均为管状，其中测试管14的一端固定连接在气体压力发生器7上，而测试管14的另一端固定连接在电磁阀13的进气端上，在电磁阀13的出气端上安装有测试工装15，在测试工装15上安装有压力传感器8。

[0030] 优选的，气源发生装置还包括数显压力计6，数显压力计6与气体压力发生器7连接，用于测量气体压力发生器7的压力，以便在校准时能直观观测气体压力发生器7的工作状态。

[0031] 时间采集装置包括多通道数字存储示波器9，该多通道数字存储示波器9主要用来存储显示各种电压信号。

[0032] 多参数测试系统包括计算机1、信号采集卡、程控电源2、直流电源5、5V触发电源模块22和电压信号转接盒4，信号采集卡包括压力采集卡3、扭矩采集卡21、温度采集卡20和力值采集卡19，以采集测量姿轨控发动机的各种参数。

[0033] 压力传感器8的输出通过第二电压信号线17与电压信号转接盒4的输入端电气连接，电压信号转接盒4的输出端通过第三电压信号线18与信号采集卡的输入端，以及通过第一电压信号线10与多通道数字存储示波器9电气连接，以将采集的压力信号，以及测试系统采集的扭矩信号、温度信号和力值信号传输给信号采集卡和多通道数字存储示波器9，信号采集卡的输出端与计算机1的输入端电气连接，计算机1通过LAN线16与程控电源2电气连接，程控电源2分别通过第一27V电磁阀触发电源线11与电磁阀13的控制端，以及通过第二27V电磁阀触发电源线24与多通道数字存储示波器9电气连接，计算机1通过5V触发阀门电源线23与5V触发电源模块22电气连接，5V触发电源模块22与多通道数字存储示波器9电气连接；直流电源5通过压力传感器供电线12与压力传感器8电气连接。

[0034] 本发明实施例一种所述校准装置的校准方法，包括：

[0035] S1、设定使电磁阀13处于关闭状态，启动气体压力发生器7开始蓄压，数显压力计6显示当前压力值。

[0036] S2、计算机1发出点火指令控制程控电源2输出27V电压，触发电磁阀13打开释放气体压力发生器7中的压力，同时压力传感器8采集测试工装15中的压力值并将其转换为电压值输入至电压信号转接盒4，测试系统将采集的扭矩信号、温度信号和力值信号传输给电压信号转接盒4。

[0037] S3、电压信号转接盒4将电压信号、扭矩信号、温度信号和力值信号输出至多通道数字存储示波器9中，同时将电压信号、扭矩信号、温度信号和力值信号输入至信号采集卡，如图3所示。

[0038] S4、多参数测试系统处理显示各信号图像；

[0039] S5、在发出点火指令时，计算机1同时将触发电磁阀13的27V电压和触发阀门的5V电压信号输入至多通道数字存储示波器9中，以多通道数字存储示波器9所采集的27V电压的时间零点为基准，对触发阀门的5V电压信号的时间零点进行修正，使5V电压信号的时间零点与27V电压的时间零点相同。如图4所示，27V点火电压和5V触发电压的脉冲波形的起点一致，该起点作为时间零点。

[0040] S6、以多通道数字存储示波器9所采集的图像为标准，对多参数测试系统处理显示各信号的图像进行校准。

[0041] S7、以27V电压的时间零点加上电磁阀13的标准启动时间为基准，对电压传感器产生的电压信号的时间零点进行修正，以及对多参数测试系统的扭矩信号、温度信号和力值信号的时间零点进行修正，使得各测试系统各参数时间零点的统一性一致。具体地，电磁阀13的标准启动时间为程控电源2发出电压信号至电磁阀13启动时的时间。

[0042] 如测试系统各参数时间零点的统一性不一致，可对测试系统各参数时间零点进行修正后，重新校准。

[0043] 本发明可实现测试软件发出点火指令控制程控电源2输出点火电流，并以接收到该点火电流作为时间零点开始各参数的采集。通过电磁阀13的技术指标以及采集电磁阀13的动作时间，可准确校准各参数的时间零点，如公式(1)所。如各参数时间零点不一致可对测试软件进行时间修正，保证后期姿轨控发动机飞行姿态设计的准确性。

[0044] t0＝t1 (1)

[0045] t0为各参数以点火电压作为时间零点开始记录的时间。

[0046] t1为电磁阀13以点火电压作为时间零点开始动作的时间。

[0047] 另外，通过多通道数字存储示波器9可校准5V触发电压时间与27V点火电压时间是否一致，并以27V点火电压为时间零点进行修正，如公式(2)所示。

[0048] t2＝t3-t4 (2)

[0049] t2为5V触发电压时间与27V点火电压时间差值。

[0050] t3为5V触发电压时间。

[0051] t4为27V触发电压时间，t4＝0

[0052] 通过电磁阀13的技术指标和实际所测得的动作时间为50ms。如各参数的时间零点一致，那么测试系统所测得波形应在时间零点后延时50ms开始显示，如图5所示。

[0053] 根据公式(1)可知，测试系统各参数以点火电压作为时间零点开始记录的时间(t0)与电磁阀13以点火电压作为时间零点开始动作的时间(t1)均为50ms，完成各参数时间零点的校准。

[0054] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

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