基于gpib总线技术的热电池测试系统设计

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1、基于GPIB总线技术的热电池测试系统设计-电气论文基于GPIB总线技术的热电池测试系统设计肖志刚1，柳维旗2（1.军械工程学院，河北石家庄050003；2.军械技术研究所，河北石家庄050003）摘要：首先对热电池的测试需求进行分析，提出基于GPIB总线技术和LabVIEW软件平台的测试系统方案。在此基础上选用符合测试需求的GPIB功能模块和外部设备，介绍各组成硬件的功能和用途。按照热电池的测试需求采用Lab?VIEW编制测试软件，利用计算机控制测试系统的工作。该测试系统具有集成度高，兼容性好，可扩展性好的特点。关键词：热电池；测试系统；GPIB；LabVIEW中图分类号

2、：TN707?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2015）16?0160?03收稿日期：2015?02?23随着信息、智能技术的发展，新型弹药上的电源系统也越来越复杂，这就给电源性能测试带来了困难。目前弹载电源普遍采用一次性热电池作为一次电源[1]。为满足弹上热电池工作状态检测的要求，提高测试效率和精度，基于GPIB总线技术设计了弹上热电池测试系统。系统不但效率高、测量结果准确、一致性好，而且测量数据自动存档，便于计算机自动处理，可实现产品的品质管理。1热电池的测试需求分析热电池是热激活的一次性熔融盐电池，主要由加热系统和电堆等组成。它采用熔融盐作为电解质，

3、在常温下电解质呈固态，不导电；使用时利用激活机构起爆电点火器，点燃电池内部的加热系统，在很短时间内电池电堆升温使熔融盐电解质融化并导电，电池正负极通过导电的电解质进行电化学反应，将化学能转变为电能即可给外线路供电[2]。热电池放电实验原理图如图1所示。热电池测试的内容主要有热电池的激活时间、工作时间、工作电压、工作电流及表面温度等技术参数。由于热电池测试系统有激活电路和多路输出，需同时连接多台仪器，在弹上热电池工作时，还有来自导弹上的负载脉冲作用，不同的热电池其负载脉冲的幅值、作用时间及负载模式也不相同[3]。因此设计一套由计算机控制的测试系统，使热电池测试系统在测试时间

4、序列的准确性和负载的变换加载得到保证，实现弹上热电池性能的系统测试是十分必要的。测试系统具有如下功能：（1）通过计算机控制直流电源模块，实现对热电池的自动激活。（2）通过计算机控制电子负载，灵活地实现不同的负载特性。（3）所有测试数据自动保存到指定的数据文件中，在测试过程中，一些关键的输出信号可以进行实时采集与监控；同时可以将测试数据转化为标准格式数据文件以作为事后研究的数据。（4）用户可以将感兴趣的测试信号数据导出到文本文件中进行浏览和事后处理分析。2测试系统组成及特点2.1GPIB总线GPIB（GeneralPurposeInterfaceBus）是仪器与各种控制器（

5、如计算机）之间的一种标准接口。一个典型的GPIB测试系统包括一台测控计算机、一块GPIB接口卡和若干台GPIB仪器通过标准GPIB电缆连接而成。每台GPIB仪器有单独的地址，通过计算机实现对仪器的操作和控制[4]。GPIB目前是仪器、仪表及测试系统与计算机互连的主流并行总线，各个仪器公司生产的台式仪器中几乎都装备有GPIB接口。测试系统组成如图2所示。2.2硬件组成整个测试系统的核心是主控计算机。主控计算机控制各仪器的工作状态，分析处理采集的数据，显示打印结果。GPIB测试设备组合用于激励信号的产生，采集被测电池的数据。转接适配器提供被测部件和设备连接接口，用于连接测试设

6、备和被测对象，对信号进行变换。系统连接多组电子负载和程控电源[5]，可以选择其中的任何几个进行自由组合，根据不同热电池的测试需要进行切换或拼接设备，实现测试系统的通用型和可扩展性。本测试系统主要选用的模块包括：（1）可编程电源。6653A直流可编程电源主要用来提供热电池激活所需要的电信号，具备通用接口总线GPIB，可通过计算机对该仪器进行编程和控制。（2）电子负载。系统采用多通道可编程电子负载FT6600A，FT6600A具有恒压、恒流、恒阻和恒功率的功能，接口为GPIB标准总线。最多可安装6个模块，各模块独立操作。负载模块可实现自动均载，多模块可同时调用已定参数，可以模

7、拟任何波形或实际负载，使负载使用配置更灵活。通过计算机控制可编程负载，在热电池放电过程中通过计算机动态选择和切换，实现容性、阻性以及函数变化等特殊的负载特性。（3）数据记录仪。日图公司生产的WR1000热敏阵列记录仪是一种高性能的多通道高速数据记录仪，该仪器具有采样速度快、测量范围大、可采集电压信号和电流信号、工作稳定、抗干扰性好、可靠性高等特点[5]。使用时首先通过面板对仪器就采样频率、通道数等一系列参数进行必要的设置，在采样过程中其采样数据可以直接记录在记录纸上并同时存储在存储器中，等采样结束后通过记录纸或回放数据来分析和