隨著工業(yè)計算機科技快速發(fā)展，不斷創(chuàng)新的艾雷斯工控產(chǎn)品已不再僅僅局限于工業(yè)測控領(lǐng)域，更多高品質(zhì)的產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于機載（航空）、艦載（航海）等測控領(lǐng)域中，同時也在與某飛機工業(yè)公司關(guān)于“Y7-200A型飛機防冰系統(tǒng)適航性驗證飛行試驗”項目的合作中再次大顯身手。 該飛機試驗測試參數(shù)繁多，狀態(tài)復(fù)雜，變化快，測試精度高，而且測試系統(tǒng)性能要求很高；比較傳統(tǒng)的航空測試方法是先采用磁帶記錄機將需要測試的參數(shù)按一定的格式和次序以磁跡的形式記錄下來，然后等飛行結(jié)束后，根據(jù)磁帶上的磁跡與預(yù)先設(shè)定好的參數(shù)對應(yīng)關(guān)系，參數(shù)進行物理還原，數(shù)據(jù)處理及分析。這種方法有以下幾個缺點： 一、 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理徹底脫離，在測試過程中無法診斷測試結(jié)果是否合理，測試過程不直觀； 二、 難以確定測試系統(tǒng)是否正常； 三、 在測試參數(shù)復(fù)雜多樣的情況下在后期數(shù)據(jù)處理時參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系復(fù)雜； 四、 由于不能實時監(jiān)測參數(shù)的物理值，難以判斷測試系統(tǒng)工作的正確性，故不能有效利用飛行時間，增加試飛成本； 五、 設(shè)備成本昂貴，性能價格比低。 1．系統(tǒng)工作原理及硬件結(jié)構(gòu)組成 隨著工控機在測控領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛和成熟，與傳統(tǒng)的測控方式相比，工控機系統(tǒng)的功能更強大，性能更穩(wěn)定，在Y7-200A型飛機防冰系統(tǒng)適航性飛行試驗中，采用艾雷斯工控產(chǎn)品開發(fā)的一套64路高速數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示： 該數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主機部分采用艾雷斯科技Pentium級ACS-2410P工業(yè)電腦，并配套ACS-3802上架式17寸工業(yè)顯示器； 采集部分選用艾雷斯科技DAC-7112DG半長多功能數(shù)據(jù)采集控制卡，該卡有16路單端/8路差分A/D輸入通道，12位100KHz采樣速率，根據(jù)輸入信號大小不同每通道增益從0.5、1、2、4至8可編程設(shè)定，量程從±0.625、±1.25、±2.5、±10也可以軟件設(shè)定，轉(zhuǎn)換精度在最大增益時仍可達到0.04%FSR，卡內(nèi)具有1K字FIFO；同時板上還具有2路雙緩沖模擬量輸出通道和16路數(shù)字量輸入/輸出等功能。 由于在該試驗中，一次敏感元件（傳感器）的信號很小，而且信號的大小量程差別較大，最小的只有零點幾毫伏，那么選擇合適的前端信號調(diào)理板為數(shù)據(jù)采集板提供滿足量程及精度要求的輸入信號也變得非常重要。在系統(tǒng)中，我們選用了4塊艾雷斯科技DAT-7112DG多功能數(shù)據(jù)采集卡，DAT-7689D多路放大及轉(zhuǎn)換端子板作為DAC-7112DG的前端信號調(diào)理端子板，對各種傳感器的信號進行調(diào)理。該板具有16路差動輸入通道；通道增益從1、2、10、50、100、200、500到1000可開關(guān)設(shè)定；輸入量程從±10mV、±20mV、±50mV、一直到10V，精度在增益為1時可達0.02%，增益為1000時仍可達0.17%完全滿足測試系統(tǒng)要求；另外，該端子板的前端均采用螺釘連接，增加了信號連接的可靠度，減少因信號接觸不良引起的干擾，增強了系統(tǒng)的抗震動、抗沖擊能力。 在Y7-200A飛機防冰系統(tǒng)適航驗證飛行試驗中，需要測試的參數(shù)共為38個，其中，溫度參數(shù)18個，測試要求每秒鐘1次，測量精度±1攝氏度；壓力參數(shù)14個，測試要求每秒4次，測量精度±5%；電流、電壓參數(shù)各1個，測量精度±1%，同時要求每個測量周期不少于5分鐘，其中，流量測量采用的是皮托管流量測量法，該測量方法是通過測量流量管的靜壓和壓差并通過一定的流量系數(shù)換算進行間接測量的，所以四個流量參數(shù)可轉(zhuǎn)化成四個壓力和四個壓差參數(shù)，這樣整個系統(tǒng)共有42個測量參數(shù)。其中溫度采用K型熱電偶進行測量，信號隨溫度的變化從零點幾毫伏到幾毫伏不等；壓力采用精度高，響應(yīng)快的GGKY-1J系統(tǒng)絕對壓力傳感器進行測量，壓差采用CYC19系統(tǒng)壓差傳感器進行測量，壓力和壓差傳感器的信號最大均在50mV左右；精度優(yōu)于0.5%；電流、電壓采用WBE新型電流電壓傳感器，量程為50mV，精度為0.5%。 采用艾雷斯科技ACS-2410P/300W工業(yè)電腦、DAC-7112DG多功能數(shù)據(jù)采集控制卡和4塊DAT-7689D信號調(diào)理端子板構(gòu)成的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配合適當(dāng)?shù)那岸嗣舾性?，無論系統(tǒng)的穩(wěn)定性還是數(shù)據(jù)采集的精度和速度都完全滿足試驗測試要求。 2．軟件的開發(fā) 本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集速度快，數(shù)據(jù)存儲量大，實時性要求高，整個軟件采用C語言編寫，在Borland C++和DOS6.0環(huán)境下開發(fā)運行，共包含傳感器校驗及數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)實時采集記錄以及數(shù)據(jù)處理3個部分，其中數(shù)據(jù)采集部分采用了艾雷斯科技DAC-7112DG的隨卡示范程序。由于傳感器的性能、精度不一，在使用前均需進行標(biāo)定，確定其精度及線性度，所以在傳感器校驗和數(shù)據(jù)庫軟件模塊中首先將準(zhǔn)備使用的溫度，壓力、壓差、流量等傳感器的校定數(shù)據(jù)以及傳感器的編號，對應(yīng)的精度，線性度或有關(guān)系數(shù)等值存放數(shù)據(jù)庫，以便在參為數(shù)據(jù)物理值還原時調(diào)用；在實時數(shù)據(jù)采集模塊中，首先確定試驗測試狀態(tài)，給定試驗的據(jù)文件名，選擇采集通道并設(shè)置通道增益，選擇傳感器類型及編號等，然后進行測量，除必須將所有被測參數(shù)值記錄存盤外，還要按一定的周期將部分關(guān)鍵的參數(shù)物理值進行顯示，以便在測試過程中進行實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)問題，及時排除，以便有效利用每個飛行架次，控制試飛成本。 3．測試難點 試驗狀態(tài)復(fù)雜，整個系統(tǒng)試驗要求在飛機地面滑行和空中飛行兩種狀態(tài)下進行。在地面滑行時，飛行發(fā)動機工作狀態(tài)有單發(fā)和雙發(fā)空中慢車、巡航以及爬升等狀態(tài)，而且還要完成180度急轉(zhuǎn)彎。在空中飛行試驗中，分正常飛行和極限飛行兩種狀態(tài)，在正常飛行時，以300Km/h的速度分別在2Km,4Km,6Km高度巡航飛行，檢查并考核防冰系統(tǒng)的功能以及對飛機仰角姿態(tài)的影響，以上的測試環(huán)境給測試系統(tǒng)提出了嚴(yán)格的抗震動、抗加速度、抗超重、失重以及具備高速運動時能可靠運行的要求。 飛行防冰系統(tǒng)的各個分系統(tǒng)本身并不是連續(xù)工作的，而是按照一定的周期循環(huán)工作的，周期最長的為三分鐘，最短的僅為一分鐘，這就要求參數(shù)的測量值的連續(xù)有效的，測試數(shù)據(jù)本身不能出現(xiàn)斷續(xù)或丟失現(xiàn)象。 被測參數(shù)信號小，而且量程大小參差不齊，最大的為50mV以上，最小的只有零點幾毫伏，這就要求測試系統(tǒng)既有較寬的量程范圍，又要能滿足測量精度。 4．效益及前景 整套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)僅耗時兩個月，投資少，見效快，開發(fā)方便，按時完成了Y7-200A防冰系統(tǒng)飛行試驗的全部數(shù)據(jù)采集和處理工作，通過了民航適航飛行部門的檢查和認(rèn)證；同時該系統(tǒng)功能完善，性能穩(wěn)定，可靠性高，適用性好也得到了認(rèn)可和好評，取得了很好的時間效益和社會效益。 整套測試系統(tǒng)在機上安裝除了條例飛機機上裝要求外，并沒有經(jīng)過特殊的加工處理，體現(xiàn)艾雷斯的工控產(chǎn)品較強的抗沖擊、抗震動能力，同時在機上運行過程中也沒發(fā)現(xiàn)采集系統(tǒng)對飛機或飛機對采集系統(tǒng)產(chǎn)生明顯的干擾，充分顯示了艾雷斯產(chǎn)品優(yōu)良的EMC和EMI性能。