本发明公开了一种新型火工品综合等效设备及火工品等效测试方法，其中，所述等效设备包括测试系统控制模块(1)，热电池激活信号采集模块(2)、发动机点火信号采集模块(3)、引信输入信号采集模块(4)、信号测试结果显示模块(5)和引信开关功能模拟模块(6)，这样，通过一个核心控制器，可以在等效模拟每种火工品电路特性的同时，对多种火工品在系统中的工作时序进行完整的模拟，显著地提高了火工品测试覆盖性，解决了原来使用分布式测试手段时依靠人工判别工作时序的问题，避免了人工判别造成的误差。
一种新型火工品综合等效设备及其测试方法
技术领域
[0001] 本发明涉及武器火工品测试技术领域，具体涉及一种火工品综合等效设备及其测试方法。
背景技术
[0002] 导弹武器发射前，需要对导弹上的火工品电路进行测试，包括：引信产品的输入电源电路和起爆线路，热电池产品发火电路和输出电源电路，发动机产品发火电路。而火工品等效设备是一种利用特定电路模拟实际火工品特性，并能够在测试中对火工品相关电路工作状态进行模拟和显示的设备。
[0003] 目前火工品等效设备分为两种，一种是传统火工品等效器，另一种是电子火工品等效器。
[0004] 但是，以上两种火工品均只能针对单一火工品进行等效设计的，如模拟引信起爆电路，但在实际系统的使用中经常出现引信起爆电路、发动机点火电路和热电池点火电路同时存在的情况，单一功能的等效器难以完全满足测试需求。
[0005] 同时，以上两种火工品等效器均难以对工作时序进行完整测试，部分时序状态测不到，或仅能依靠人工判定，存在测试覆盖性差的情况，如发生火工品工作流程异常，会对武器系统的使用造成严重影响。
[0006] 因此，为克服传统火工品等效器和现有电子火工品等效器的上述缺点，亟需一种新型火工品综合等效设备及其测试方法。
发明内容
[0007] 为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种能够同时模拟多种火工品电阻特性、工作时序和通信方式的电路等效设备及其测试方法，克服了火工品的不可重复使用问题，解决了传统等效器不能同时模拟多种火工品的问题，并解决了对火工品工作时序的模拟测试问题，从而完成本发明。
[0008] 本发明一方面提供了一种新型火工品综合等效设备，具体体现在以下方面：
[0009] (1)一种新型火工品综合等效设备，其中，所述等效设备包括测试系统控制模块1，热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4、信号测试结果显示模块5和引信开关功能模拟模块6，其中，
[0010] 所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3和引信输入信号采集模块4为测试信号输入采集模块，用于对测试信号的电平转换和电信号状态采集；
[0011] 所述信号测试结果显示模块5用于显示热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4的测试信号输出状态；
[0012] 所述引信开关功能模拟模块6用于模拟引信的各开关功能；所述测试系统控制模块1用于读取热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3和引信输入信号采集模块4输出的测试信号，并同时控制信号测试结果显示模块5和引信开关功能模拟模块6响应。
[0013] (2)根据上述(1)所述的等效设备，其中，
[0014] 所述测试系统控制模块1分别连接热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4的输出端；和/或
[0015] 所述测试系统控制模块1还分别连接信号测试结果显示模块5和引信开关功能模拟模块6的输入端。
[0016] (3)根据上述(1)或(2)所述的等效设备，其中，
[0017] 在所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3和引信输入信号采集模块4的信号采集电路中，均分别采用限流电阻R1和第一光电耦合器U1串联设置；和/或[0018] 在所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3和引信输入信号采集模块4的信号采集电路中，均分别还设置有与第一光电耦合器U1串联的上拉电阻R2。
[0019] (4)根据上述(1)至(3)之一所述的等效设备，其中，所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4的信号采集电路彼此之间并联设置。
[0020] (5)根据上述(1)至(4)之一所述的等效设备，其中，所述信号测试结果显示模块5包括液晶显示单元51和信号指示灯单元52，优选地，
[0021] 所述液晶显示单元51与所述测试系统控制模块1连接，优选地，所述液晶显示单元51为LCD液晶显示器，例如LCD1602；和/或
[0022] 所述信号指示灯单元52与所述测试系统控制模块1连接，优选地，在所述信号指示灯单元52的显示电路中，由第一LED指示灯和电阻串联设置。
[0023] (6)根据上述(1)至(5)之一所述的等效设备，其中，所述引信开关功能模拟模块6包括引信开关模拟单元61和引信开关闭合显示单元62，优选地，
[0024] 所述引信开关模拟单元61由多路(例如四路)电路并联构成，优选地，每路电路中均分别采用电磁继电开关与电阻串联设置；和/或
[0025] 所述引信开关闭合显示单元62由多路(例如四路)电路并联构成，优选地，每路电路中均分别包括第二光电耦合器U2和第二LED指示灯串联设置。
[0026] 本发明另一方面提供一种火工品等效测试方法，具体体现在以下几个方面：
[0027] (7)一种火工品等效测试方法，优选采用本发明第一方面所述新型火工品综合等效设备进行，其中，所述火工品等效测试方法如下进行：
[0028] (1)打开等效设备的电源开关，设备上电开始工作，等待测试信号的输入；
[0029] (2)弹载计算机向热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4发送信号，所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4进行信号采集，并将采集信号发送至测试系统控制模块1；
[0030] (3)测试系统控制模块1接收到信号后控制信号测试结果显示模块5对信号输入状态进行显示；
[0031] (4)同时，当引信输入信号采集模块4有输出信号时，测试系统控制模块1控制引信开关功能模拟模块6模拟引信的开关功能，并对开关状态进行LED显示；
[0032] (5)任选地，记录相关数据；
[0033] (6)任选地，对测试数据及状态清零(例如通过按下设备的复位功能键)，等待进行下次测试。
[0034] (8)根据上述(7)所述的测试方法，其中，在步骤(1)之前进行如下操作：
[0035] (A)将弹载计算机引出的火工品线路(包括发动机点火电缆、热电池电缆和引信电缆)与所述综合等效设备连接；
[0036] (B)火工品综合等效设备连接供电电源，打开等效设备电源开关；
[0037] (C)对所述火工品综合等效设备进行测试前准备。
[0038] (9)根据上述(7)或(8)所述的测试方法，其中，步骤(C)中所述测试前准备包括以下子步骤：
[0039] (C.1)为引信提供地面装订电源；
[0040] (C.2)向引信发送基于RS422的信息；
[0041] (C.3)装订完成后断开地面装订电源；
[0042] (C.4)再上电测试装订是否正确。
[0043] (10)根据上述(7)至(9)之一所述的测试方法，其中，步骤(2)包括以下子步骤：
[0044] (2.1)弹载计算机向热电池激活信号采集模块2发送信号，热电池激活信号采集模块2接收到信号后进行热电池激活；
[0045] (2.2)热电池激活成功后，弹载计算机再向发动机点火信号采集模块3发送信号，发动机点火信号采集模块3接收到信号后依次进行一级发动机点火、二级发动机点火，完成发动机点火；
[0046] (2.3)发动机点火结束后，弹载计算机再向引信输入信号采集模块4发送信号，引信输入信号采集模块4接收到信号后依次进行引信工作电源打开、422通信、引信二级解保电源打开。
附图说明
[0047] 图1示出本发明所述新型火工品综合等效设备的功能结构示意图；
[0048] 图2示出本发明所述新型火工品综合等效设备的电路结构示意图；
[0049] 图3示出时钟晶振单元的电路结构示意图；
[0050] 图4示出电源稳压单元的电路结构示意图；
[0051] 图5示出系统复位控制单元和ISP程序下载接口的电路结构示意图；
[0052] 图6示出本发明所述测试方法的流程示意图。
[0053] 附图标号说明：
[0054] 1-测试系统控制模块；2-热电池激活信号采集模块；3-发动机点火信号采集模块；4-引信输入信号采集模块；5-信号测试结果显示模块；51-液晶显示单元；52-信号指示灯单元；6-引信开关功能模拟模块；61-引信开关模拟单元；62-引信开关闭合显示单元；R1-限流电阻；U1-第一光电耦合器；R2-上拉电阻；U2-第二光电耦合器。
具体实施方式
[0055] 下面通过附图对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。
[0056] 本发明一方面提供了一种新型火工品综合等效设备，如图1所示，所述等效设备包括测试系统控制模块1、热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4、信号测试结果显示模块5和引信开关功能模拟模块6。
[0057] 其中，所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3和引信输入信号采集模块4为测试信号输入采集模块，用于对测试信号的电平转换和电信号状态采集；所述信号测试结果显示模块5用于显示热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4的测试信号输出状态；所述引信开关功能模拟模块6用于模拟引信的各开关功能；所述测试系统控制模块1用于读取热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3和引信输入信号采集模块4输出的测试信号，并同时控制信号测试结果显示模块5和引信开关功能模拟模块6响应。
[0058] 根据本发明一种优选的实施方式，如图2所示，所述测试系统控制模块1采用51单片机，例如型号为AT89S51的51单片机。
[0059] 其中，所述51单片机采用USB接口的5V直流供电。
[0060] 在进一步优选的实施方式中，如图2所示，所述测试系统控制模块1分别连接热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4的输出端。
[0061] 在更进一步优选的实施方式中，如图2所示，所述测试系统控制模块1还分别连接信号测试结果显示模块5和引信开关功能模拟模块6的输入端。
[0062] 其中，所述测试系统控制模块1用于读取各输入测试信号采集模块(热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4)的采集结果，根据采集结果控制信号测试结果显示模块5的LED指示灯显示各输入测试信号的状态；同时通过单片机(即测试系统控制模块1)内部定时计数来计算相关输入测试信号的时序参数，并通过控制驱动LCD液晶显示器来显示时序参数；单片机(即测试系统控制模块1)根据火工品输入信号的状态来延时控制引信开关功能模拟模块6，模拟火工品的开关功能。
[0063] 根据本发明一种优选的实施方式，如图2所示，在所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3和引信输入信号采集模块4的信号采集电路中，均分别采用限流电阻R1和第一光电耦合器U1串联设置。
[0064] 其中，所述限流电阻R1用于模拟各火工品的电阻特性，而由于测试为高电压信号，而测试系统控制模块1和信号测试结果显示模块5的工作电压为弱电，因此通过采用光电耦合器作隔离，实现强电和弱电的隔离，通过配置光电耦合器外围电路的电阻阻值来实现电压转换。
[0065] 在进一步优选的实施方式中，如图2所示，在所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3和引信输入信号采集模块4的信号采集电路中，均分别还设置有与第一光电耦合器U1串联的上拉电阻R2。
[0066] 其中，光耦输出这部分作用相当于三极管，有光时相当于输出接地为低电平，无光时输出为高阻态，单片机IO口处如果没有上拉偏置(R2)，那么IO口采集到的电压就是一个不定态，设置R2(4.75KΩ)上拉电阻后，光耦无光时输出就可确定为高电平。该上拉电阻用于确定光耦不接通状态时采集到的输出状态为高电平。
[0067] 在本发明中，在所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3和引信输入信号采集模块4的信号采集电路中，当无信号输入状态时，输出端为数字逻辑低电平0V；当输入信号的电压值达到测试要求值时，第一光电耦合器内部电路导通，并在信号采集电路输出逻辑高电平，供测试系统控制模块1读取。同时，所述信号采集电路具有反应灵敏、抗电磁干扰能力强等特点。
[0068] 在更进一步优选的实施方式中，如图2所示，所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4的信号采集电路彼此之间并联设置。
[0069] 其中，将热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4的信号采集电路并联设置，然后再将信号输出端与测试系统控制模块1连接，将输出信号传输给测试系统控制模块1，实现对多个火工品进行信号测试。
[0070] 根据本发明一种优选的实施方式，所述信号测试结果显示模块5包括液晶显示单元51和信号指示灯单元52。
[0071] 在进一步优选的实施方式中，所述液晶显示单元51与所述测试系统控制模块1连接，优选地，所述液晶显示单元51为LCD液晶显示器，例如LCD1602。
[0072] 其中，所述信号显示单元51用于显示信号采集的时序结果，即显示信号采集的时间关系，所述LCD液晶显示器直接由51单片机端口来驱动控制。
[0073] 在更进一步优选的实施方式中，所述信号指示灯单元52与所述测试系统控制模块1连接，优选地，在所述信号指示灯单元52的显示电路中，由第一LED指示灯和电阻串联设置。
[0074] 其中，所述信号指示灯单元52用于显示各信号采集模块的信号采集结果。具体地，即当系统采集到相关的输入信号，则对应的信号指示灯被点亮，否则处于熄灭状态，第一LED指示灯电路直接由51单片机的IO口直接驱动控制。
[0075] 根据本发明一种优选的实施方式，如图2所示，所述引信开关功能模拟模块6包括引信开关模拟单元61和引信开关闭合显示单元62。
[0076] 其中，所述引信开关功能模拟模块6通过测试系统控制模块1与引信输入信号采集模块4的输入信号采集部分相结合，具体地，在采集到引信输入信号后，通过所述引信开关模拟单元61对引信输入信号进行多种(例如四种)不同延时的分路输出控制功能，并且，通过所述引信开关闭合显示单元62对火工品各路输出的状态进行显示功能(其中，各路的具体延时时间可根据需求对单片机程序进行灵活修改设定)。
[0077] 在进一步优选的实施方式中，所述引信开关模拟单元61由多路(例如四路)电路并联构成，优选地，每路电路中均分别采用电磁继电开关与电阻串联设置。
[0078] 其中，所述电磁继电开关由单片机输出开关信号经电流驱动器来实现开关控制。
[0079] 在更进一步优选的实施方式中，所述引信开关闭合显示单元62由多路(例如四路)电路并联构成，优选地，每路电路中均分别包括第二光电耦合器U2和第二LED指示灯串联设置。
[0080] 其中，每路电路中的第二光电耦合器U2用于识别该路电路中开关的闭合，然后由第二光电耦合器U2来判断并控制驱动第二LED指示灯来显示引信开关模拟单元61每路电路的闭合情况。
[0081] 在本发明中，在所述引信开关功能模拟模块6中，当单片机信号采集电路(测试系统控制模块1)捕获到有引信输入信号时，开始触发单片机内部定时器计数，当达到特定的延时时间，单片机输出对应引信输出通道的开关打开信号。如果引信输入信号端没有输入，则四路继电开关均处于断开状态，对应的四路输出状态指示灯处于熄灭状态；如果接收到引信的输入信号，四路继电开关分别根据对应的延时要求依次打开，各路开关闭合导通后，对应各路的引信输出的第二光电耦合器导通并驱动状态第二LED指示灯被点亮。
[0082] 根据本发明一种优选的实施方式，依次如图3～图5所示，所述等效设备还包括时钟晶振单元、电源稳压电源、系统复位控制单元和ISP程序下载接口。
[0083] 本发明另一方面提供了一种火工品等效测试方法，优选采用本发明第一方面所述新型火工品综合等效设备进行，其中，所述火工品等效测试方法如下进行：
[0084] (1)打开等效设备的电源开关，设备上电开始工作，等待测试信号的输入；
[0085] (2)弹载计算机向热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4发送信号，所述热电池激活信号采集模块2、发动机点火信号采集模块3、引信输入信号采集模块4进行信号采集，并将采集信号发送至测试系统控制模块1；
[0086] (3)测试系统控制模块1接收到信号后控制信号测试结果显示模块5对信号输入状态进行显示；
[0087] (4)同时，当引信输入信号采集模块4有输出信号时，测试系统控制模块1控制引信开关功能模拟模块6模拟引信的开关功能，并对开关状态进行显示；
[0088] (5)任选地，记录相关数据；
[0089] (6)任选地，对测试数据及状态清零(例如通过按下设备的复位功能键)，等待进行下次测试。
[0090] 根据本发明一种优选的实施方式，在步骤(1)之前进行如下操作：
[0091] (A)将弹载计算机引出的火工品线路(包括发动机点火电缆、热电池电缆和引信电缆)与所述综合等效设备连接；
[0092] (B)火工品综合等效设备连接供电电源，打开等效设备电源开关；
[0093] (C)对所述火工品综合等效设备进行测试前准备。
[0094] 在进一步优选的实施方式中，步骤(C)中所述测试前准备包括以下子步骤：
[0095] (C.1)为引信提供地面装订电源；
[0096] (C.2)向引信发送基于RS422的信息；
[0097] (C.3)装订完成后断开地面装订电源；
[0098] (C.4)再上电测试装订是否正确。
[0099] 在进一步优选的实施方式中，在步骤(C.2)中，发送的基于RS422的信息为引信开关功能模拟模块6的工作时序。
[0100] 其中，所述RS422为数据通道，相当于数据通信线。
[0101] 根据本发明一种优选的实施方式，步骤(2)包括以下子步骤：
[0102] (2.1)弹载计算机向热电池激活信号采集模块2发送信号，热电池激活信号采集模块2接收到信号后进行热电池激活；
[0103] (2.2)热电池激活成功后，弹载计算机再向发动机点火信号采集模块3发送信号，发动机点火信号采集模块3接收到信号后依次进行一级发动机点火、二级发动机点火，完成发动机点火；
[0104] (2.3)发动机点火结束后，弹载计算机再向引信输入信号采集模块4发送信号，引信输入信号采集模块4接收到信号后依次进行引信工作电源打开、422通信、引信二级解保电源打开。
[0105] 其中，信号全是由弹载计算机发出，本发明所述等效设备即是用于模拟弹载计算机发出的信号是否正确。
[0106] 本发明所具有的有益效果包括：
[0107] (1)本发明将引信、一级发动机点火、二级发动机点火、热电池等火工品电路特性进行了综合模拟，通过一个核心控制器，可以在等效模拟每种火工品电路特性的同时，对多种火工品在系统中的工作时序进行完整的模拟，显著地提高了火工品测试覆盖性，解决了原来使用分布式测试手段时依靠人工判别工作时序的问题，避免了人工判别造成的误差；
[0108] (2)本发明在等效模拟引信电阻特性的同时，对引信内部状态监测开关进行了模拟，利用指示灯显示开关通断，并将测试信号的时序参数以数字形式进行显示，相比传统等效器能够更为精确的模拟引信内部工作状态，提高了测试准确性；
[0109] (3)本发明提供的测试方法，是通过外接电源提供等效设备工作电源，通过弹载计算机程序控制热电池激活、一级发动机点火、二级发动机点火、引信供电电源打开、引信二级解保电源打开等动作，这样，人工操作少，操作简便，测试覆盖性高，测试结果可靠性高。
[0110] 实施例
[0111] 采用本发明所述火工品综合等效设备模拟热电池、发动机以及引信的特性，具体如下：
[0112] 首先，在进行模拟测试前进行如下操作：
[0113] (A)将弹载计算机引出的发动机点火电缆、热电池电缆和引信电缆与所述综合等效设备连接；
[0114] (B)火工品综合等效设备连接供电电源，打开等效设备电源开关；
[0115] (C)为引信提供地面装订电源，向引信发送基于RS422的信息，装订完成后断开地面装订电源，然后再上电测试直至装订正确。
[0116] 进行模拟测试：
[0117] (1)打开所述等效设备的电源开关，设备上电；
[0118] (2)弹载计算机按照工作时序向各信号采集模块发送测试信号，依次完成热电池激活、一级发动机点火、二级发动机点火、引信工作电源打开、422通信、引信二级解保电源打开；
[0119] (3)信号测试结果显示模块对上述(2)中的信号输入状态依次进行显示；
[0120] (4)同时，引信开关功能模拟模块中的4路开关电路依次实现闭合，并在闭合后对开关状态依次进行LED显示；
[0121] (5)测试结束后，记录相关数据；
[0122] (6)按下设备的复位功能键对测试数据及状态清零，等待进行下次测试。
[0123] 其中，重复上述实施例的操作多次，均成功实现了对火工品的模拟。
[0124] 以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。
