攝譜分析儀器技藝在飛行數型測試裝置中運用
功能需求分析及虛擬儀器的設計方案根據飛參系統的功能及其維修檢測項目、參考值的要求，研制的檢測設備應具備有：在所有的部件正常連接時，可檢測整個飛行記錄系統的工作狀態；同時還可以檢測單個部件的工作狀態；可直接將飛參記錄器上的數據轉錄到計算機硬盤上。對于測試的信號由于檢測設備具有系統檢測和各組件單獨檢測的要求，檢測設備需要模擬產生的激勵信號和檢測信號數量遠遠超過飛參所要記錄的信號數量。通過對飛參系統所有信號的分析，飛參檢測設備要輸入和輸出的信號主要如下：直流信號、周期性信號（方波）、放大器信號（不共地差分輸出）、電阻（R）信號、交流信號（4. 7 V）、8個32位雙極連續代碼字、8位的ACK（自動檢測系統）并行碼（軟件可調）、12位并行碼（軟件可調）、控制信號： （23～29） V、（12. 6±0. 63） V、（0～0. 3） V、斷開。
檢測設備的硬件有工控機及其外設、電源模塊、電源控制模塊、模擬信號虛擬模塊、I/ O模塊、同位器模塊、PC總線模塊、頻率量信號虛擬模塊、串行接口模塊、信號適配器以及顯示屏等組成，其原理框圖如1所示。
在硬件的設計中考慮了測試原理、規模、經費等因素，采用基于PC的插卡型虛擬儀器組成方案。
同時數據采集與處理前具有信號調理器、A/ D或D/ A轉換器等前端硬件，以便對被測信號進行預處理。在線實時動態測量對數據采集有嚴格的要求，通過選擇相應的器件基本解決了精度、濾波、同步采樣、寬頻帶等一系列問題，低噪聲的問題則由屏蔽和接地來降低噪聲和利用多層板技術來處理的；而高速數據采集的問題主要集中在數據的高速傳輸上，比較有效的方法是采用DMA方式、雙口RAM、存儲器分段、多速采樣等技術。
32位雙極串行數據的發送飛參系統中，大氣數據參數和飛機姿態角是以數字信號形式傳送的，符合俄羅斯ГОСТ18977 - 79標準，與ARINC429標準在電氣特性上是完全一致的，均為32位雙極串行回零碼，以電脈沖形式發送，一個電脈沖就是一位。
12位并行碼信號的檢測對于Windows操作系統是采用多任務、多線程機制，飛參記錄器組件輸出12位并行碼信號后，采用I/ O接口讀取12位并行碼信號并儲存在工控機硬盤上。其并行碼檢測原理圖如2所示。
飛參記錄器輸出的12位并行碼幅值偏低，波形也不是完整的方波，還伴有一定的噪聲，采用LM224作為電壓比較器，并接成正反饋形式，提高比較翻轉的快速性，改善波形質量。并行碼經整形后錯位現象依然存在，因此在編程時首先采用連續兩次讀取后，相與為1的方法來判斷脈沖的存在，其次采用在兩個地址同步脈沖之間反復讀取數據脈沖再按位相或的方法，以保證每個數據脈沖不被漏讀。
并行碼的生成原理設計硬件邏輯電路生成12位并行碼，要隨意改變每個地址中的數據，將會非常復雜。考慮到并行碼的可調性、時序以及工作狀態切換的方便，采用工控機用定時器中斷的方法向I/ O發數據，控制產生符合要求的12位并行碼。
飛行參數記錄系統檢測設備的軟件采用CVI ，該軟件具有良好的交互性，可編輯儀器面板，定義儀器功能，硬件控制能力強、表達和運算能力強等特點。軟件的可重用性也是很重要的，為實現軟件的可重用性，采用模塊化程序設計思想是一個重要途徑。軟件包括初始化編程、性能檢測、結果處理、故障定位4個部分組成。
初始化編程初始化條件包含了硬件和軟件系統的全部信息。它包含各種板卡的地址、通訊參數、I/ O參數的初始化等，這類參數能保證設備正常、可靠地運行。
性能檢測測試軟件的流程主要包括系統自檢、選擇檢測部件、調用相應的檢測程序。整個程序采用模塊化設計，靈活方便，為以后的軟件、硬件升級提供了條件。檢測項目為用戶提供選擇窗口，由使用者選擇。
進入檢測過程的每個界面均可方便地進入和退出。
其流程如3所示。
檢測結果處理飛參檢測結果的處理是整個檢測工作的重要部分，要求檢測結果在屏幕上顯示、保存、打印和歷史查詢等。對飛參來說，對歷史數據的保存是有巨大意義的。檢測結果表格可由用戶設定成不同格式打印。為日后的修理及飛參資料的查詢創造了條件。
故障定位由于飛參系統對故障檢測的復雜性以及操作人員對其認識有限，性能檢測完畢后，也很難確定故障部位。所以考慮到這一點，充分利用飛參自檢的信息，要求在用戶操作界面上準確地提示故障部件，將故障部位縮小到硬件板卡甚至主要元器件上。
在軟件的設計上采用多線程技術增強了基于PC總線的插卡儀器輸入輸出應用的性能，可防止基于PC的檢測應用軟件，與插入式數據采集卡或使用標準接口的獨立儀器通信時產生的堵塞現象。并且多線程技術還將用戶界面顯示與數據采集分配在不同的線程上，降低數據采集與用戶界面顯示間的干擾，使每個線程能獨立地以最快速度運行，充分提高系統的檢測速度。
結論
隨著電子設備的發展和科學技術的進步，檢測設備功能越來越強，結構越來越復雜，傳統檢測設備難以滿足要求，為保證檢測設備的通用和統一，采用通用的自動測試設備已勢在必行。本文在掌握了飛機飛行記錄器的工作原理，測試并分析了其所有的信號，研究出基于虛擬儀器技術的檢測設備，具有自動化程度高、易操作和維修、檢測迅速準確、工作穩定的特點，為提高檢測和維修水平，提供了有力保障。
