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目录 1

第一章　测控系统配置与选择 1

1.1　基本概念 1

1.1.1　测控系统的主要功能与特点 1

1.1.1.1　测控系统的主要功能 1

1.1.1.2　系统的特点 3

1.1.2　测控系统基本工作原理 4

1.1.2.1　模拟量输入通道（子系统） 5

1.1.2.2　数字量输入通道（子系统） 9

1.1.2.3　脉冲、频率和周期量输入通道（子系统） 9

1.1.2.4　模拟量输出通道（子系统） 10

1.1.2.7　信号调理器 11

1.1.2.6　脉冲量输出通道 11

1.1.2.5　数字量输出通道（子系统） 11

1.1.3　测控系统主要技术指标的含义及测定方法 12

1.1.3.1　模拟量输入通道（子系统） 12

1.1.3.2　模拟量输出通道（子系统） 28

1.1.3.3　数字、频率、脉冲量输入输出子系统 34

1.1.3.4　动态测试分析系统 36

1.2　系统选择与配置的考虑 41

1.2.1　数据采集系统 41

1.2.1.1　数据采集系统的分类 41

1.2.1.2　系统的采集方式 45

1.2.1.3　系统的触发方式 46

1.2.1.4　选择和配置系统的几点考虑 46

1.2.2.1　计算机控制系统的类型 50

1.2.2　控制系统 50

1.2.2.2　系统的控制策略 52

1.2.2.3　系统性能必须满足控制任务和工艺要求 53

1.2.2.4　系统运行可靠性要求 53

1.2.2.5　对过程I/O通道的要求 53

1.2.2.6　其它要求 54

1.2.3　振动测试与分析系统 55

1.2.3.1　振动测试的基本内容 55

1.2.3.2　振动测试与分析系统的分类 55

1.2.3.3　振动测试与分析系统的特点 56

1.2.3.4　振动测试与分析系统的配置考虑 56

1.2.4　数据处理、显示、报警和输出 56

1.2.4.1　数据的预处理 56

1.2.4.4　试验数据和图形显示要求 57

1.2.4.2　数据的计算处理 57

1.2.4.3　状态监视和报警要求 57

1.2.4.5　数据回放要求 58

1.2.4.6　试验报告打印及绘图仪作图 58

1.2.5　应用环境考虑 58

1.3　测控系统软件选择 59

1.3.1　软件选择的一般原则 59

1.3.1.1　操作系统选择 59

1.3.1.2　程序设计语言选择 60

1.3.1.3　应用软件选择 62

1.3.2　影响软件选择的几个因素 63

参考文献 63

2.1.2.1　组成 64

2.1.1 特点 64

2.1.2　组成与工作原理 64

2.1 AMC-100集中式通用测控系统 64

第二章　测控系统硬件 64

2.1.2.2　工作原理 65

2.1.2.3　系统的扩展 65

2.1.3　主要技术指标 65

2.1.3.1　模拟量输入子系统 66

2.1.3.2　模拟量输出子系统 66

2.1.3.3　数字量和频率／脉冲量输入子系统 66

2.1.3.4　数字量和脉冲量输出子系统 66

2.1.4　模板 67

2.1.4.1　AMC-103输入／输出总线转换板 68

2.1.4.2　AMC-113机箱控制器板 69

2.1.4.3　AMC-122 12位A/D转换板 70

2.1.4.4　AMC-124 14位A/D转换板 72

2.1.4.5　AMC-140固态开关采样板 73

2.1.4.6　AMC-150变压器隔离采样板 74

2.1.4.7　AMC-181模拟数字校准板 76

2.1.4.8　AMC-141/142模拟量输出板 76

2.1.4.9　AMC-137数字量输入板 77

2.1.4.10　AMC-135中断型数字量输入板 79

2.1.4.11　AMC-184频率／脉冲量输入板 80

2.1.4.12　MMC-138/01数字量输出板 81

2.1.4.13　AMC-138/02继电器型数字量输出板 82

2.1.4.14　AMC-185脉冲串输出板 83

2.1.5　AMC-100S信号调理器 84

2.1.5.1　特点 84

2.1.5.2　组成与工作原理 84

2.1.5.4　模板 85

2.1.5.3　主要技术指标 85

2.2.1 特点 90

2.2.2　组成与工作原理 90

2.2.3　主要技术指标 90

2.2　AMC-200分布式测控系统 90

2.2.4　AMC-203 AMC/PC104接口板 91

2.3　AMC-300高速高精度测控系统 92

2.3.1 特点 92

2.3.2　组成与工作原理 92

2.3.3　主要技术指标 94

2.3.4　模板 95

2.3.4.1　AMC-302/01、02高速缓冲器及控制器板 95

2.3.4.2　AMC-321数据采集控制逻辑板 96

2.3.4.3　AMC-326程控增益放大器及A/D转换器板 98

2.3.4.5　AMC-370 4通道前置放大器板 99

2.3.4.4　AMC-382校准存储及D/A板 99

2.3.4.6　AMC-371 4通道带同时采／保前置放大器板 101

2.3.4.7　AMC-304 PC-300总线转换板 102

2.3.4.8　AMC-308扩展机箱控制板 102

2.3.5　AMC-300S信号调理器 103

2.3.5.1　概述 103

2.3.5.2　模板 104

2.3.5.3　机箱 108

2.4　AMC-400智能测控工作站 109

2.4.1　特点 109

2.4.2　组成与工作原理 109

2.4.3　主要技术指标 110

2.5.2.1　系统组成 111

2.5.2　组成与工作原理 111

2.5　AMC-500测控系统 111

2.5.1　特点 111

2.5.2.2　工作原理 113

2.5.3　主要技术指标 114

2.5.4　模板 114

2.5.4.1　AMC-501/8、AMC-501/16、AMC/PC104输入／输出总线转换板 115

2.5.4.2　AMC-502机箱控制器板 116

2.5.4.3　AMC-522 12位A/D转换板 117

2.5.4.4　AMC-524 14位A/D转换板 118

2.5.4.5　高速模拟量输入子系统 118

2.5.4.6　AMC-540/AMC-546 8/16通道固态开关采样板 121

2.5.4.7　AMC-541同时采样保持板 122

2.5.4.8　AMC-545应变／RTD信号调理板 123

2.5.4.9　AMC-547热电偶信号调理板 124

2.5.4.10　AMC-550变压器隔离采样板 125

2.5.4.11　AMC-557通用隔离A/D采样板 126

2.5.4.12　AMC-560 4通道模拟量输出板 127

2.5.4.13　AMC-531 16路开入／16路开出板 128

2.5.4.14　AMC-532 32路开关量输入板 129

2.5.4.15　AMC-533 32路开关量输入板 130

2.5.4.16　AMC-534中断型开关量输入板 131

2.5.4.17　AMC-535光隔离开关量输入板 133

2.5.4.18　AMC-536电平型开关量输出板 133

2.5.4.19　AMC-538继电器型开关量输出板 134

2.5.4.20　AMC-573 3通道频率量测试板 135

2.5.4.21　AMC-574 4通道频率计数板 136

2.5.4.22　AMC-576 16通道测频板 138

2.5.4.23　AMC-590在线测试板 139

2.5.4.24　AMC-591通道诊断切换输出版 140

2.5.4.25　AMC-592数字模拟校准板 140

2.5.5　机箱及模板调试器 141

2.5.5.1　AMC-500测控机箱 141

2.5.5.2　AMC-500/005模板调试器 142

2.6　AMC-600通用高精度测控系统 144

2.6.1　特点 144

2.6.2　组成与工作原理 144

2.6.2.1 系统的硬件组成 144

2.6.2.2　软件组成 144

2.6.2.3　工作原理 145

2.6.3　主要技术指标 146

2.6.4.1　AMC-602智能前端控制逻辑板 147

2.6.4　模板 147

2.6.4.2　AMC-604 PC-IEEE488总线转换板 148

2.6.4.3　AMC-626程控增益放大器及A/D转换板 149

2.6.4.4　AMC-637 32位TTL输入板 150

2.6.4.5　AMC-638 32位TTL输出板 151

2.6.4.6　AMC 639 8路继电器输出板 152

2.6.4.7　AMC-642 16通道12位D/A板 152

2.6.4.8　AMC-652/1 16通道模拟差分输入板 152

2.6.4.9　AMC-652/3 16通道4～20mA输入板 153

2.6.4.10　AMC-655 4通道应变桥输入板 153

2.6.4.11　AMC-656 4通道RTD输入板 154

2.6.4.12　AMC-671 2通道频率／周期／事件计数板 155

2.6.5　机箱 156

2.7.2　组成与工作原理 157

2.7　AMC-800测控系统 157

2.7.1　特点 157

2.7.3　主要技术指标 158

2.7.4　机箱与典型模板 159

2.7.4.1　AMC-800测控机箱 159

2.7.4.2　AMC-801/P AMC/PC104输入／输出总线转换板 160

2.7.4.3　AMC-802机箱控制器板 160

2.7.4.4　AMC-820 12位A/D板 161

2.7.4.5　AMC-842隔离型8通道D/A板 162

2.7.4.6　AMC-845应变／RTD信号调理板 164

2.7.4.7　AMC-847热电偶信号调理板 164

2.7.4.8　AMC-850变压器隔离采样板 164

2.7.4.9　AMC-831中断和非中断型开关量输入／输出版 165

2.7.4.10　AMC-832 24路输入／24路输出开关量板 166

2.7.4.11　AMC-833带计数中断型开关量输入／输出板 167

2.7.4.12　AMC-834中断型开关量输入／输出板 168

2.8　NPU488高性能全数字分布式通用测控系统 171

2.8.1　特点 171

2.8.2　组成与工作原理 171

2.8.2.1　组成 171

2.8.2.2　系统配置及功能 171

2.8.2.3　工作原理 172

2.8.3　主要技术指标 173

2.8.4　模板 173

2.8.4.1　NPU488-818数据采集板 174

2.8.4.2　NPU488 726模拟量输出板 176

2.8.4.3　NPU488-725开关量输入及继电器输出板 177

2.8.4.4　NPU488-7702信号调理板 178

2.8.4.5　NPU488-CB04信号预处理板 179

2.8.4.6　NPU488-MB04控制模型板 180

2.9　DCS-1智能分布式测控系统 181

2.9.1　特点 181

2.9.2　组成与工作原理 181

2.9.3　主要技术指标 182

2.9.4　模板 182

2.9.4.1　AD100模拟量输入子站板 183

2.9.4.2　DA8模拟量输出子站板 184

2.9.4.3　DA16模拟量输出子站板 185

2.9.4.4　IO16开关量输入／输出子站板 185

2.10.2.1　组成 187

2.10.2.2　工作原理 187

2.10.1　特点 187

2.10.2　组成与工作原理 187

2.10　IADS-518通用智能测控系统 187

2.10.3　主要技术指标 188

2.10.4　模板 188

2.10.4.1　JT-AD14 A/D转换板 188

2.10.4.2　JT-PGA90高共模可编程增益放大器板 189

2.10.4.3　JT-CTL16模入通道控制板 190

2.10.4.4　JT-AI16 16通道模拟量输入板 190

2.11　FSS-1飞机结构试验系统 191

2.11.1　特点 191

2.11.2　组成与工作原理 191

2.11.2.1　组成 191

2.11.2.2　工作原理 192

2.11.3　主要技术指标 193

2.11.4　模板和机柜 194

2.11.4.1　VMC-001 VME总线通信板 194

2.11.4.2　VDC-001数字伺服控制器板 195

2.11.4.3　DDV-001直流信号调理器板 196

2.11.4.4　VDV-001伺服阀驱动板 197

2.11.4.5　机柜 197

2.12　DSY-128（S/J）电子扫描测压系统 198

2.12.1　特点 198

2.12.2　组成与工作原理 198

2.12.2.1　系统组成 198

2.12.3　主要技术指标 199

2.12.2.2　工作原理 199

2.12.4　功能部件 200

2.12.4.1　系统计算机 200

2.12.4.2　DSY-128电子扫描测压仪 200

2.12.4.3　校准单元 201

2.13　振动测试系统 202

2.13.1　ZZX-8转速跟踪振动测试系统 202

2.13.1.1　特点 202

2.13.1.2　组成与工作原理 202

2.13.1.3　主要技术指标 203

2.13.1.4　模板 204

2.13.2　DTAS动态测试分析系统 210

2.13.2.1　特点 210

2.13.2.2　组成与工作原理 210

2.13.2.3　主要技术指标 211

2.13.2.4　模板 212

2.13.3　MVMAS多点激振测量分析系统 218

2.13.3.1　特点 218

2.13.3.2　组成与工作原理 218

2.13.3.3　主要技术指标 219

2.13.3.4　模板 219

2.13.4　动态数据采集器 224

2.13.4.1　DSC-1便携式动态数据采集器 224

2.13.4.2　MDC系列动态数据采集器 228

2.13.4.3　FMP-2桩基检测仪 229

3.1　软件运行和开发环境 230

3.1.1　常用操作系统 230

第三章　测控系统软件 230

3.1.1.1　MS-DOC（PC-DOS） 231

3.1.1.2　iRMX86 232

3.1.1.3　AMX 233

3.1.1.4　WINDOWS NT（WINDOWS） 234

3.1.1.5　UNIX 235

3.1.2　QNX实时多任务多用户网络操作系统 237

3.1.2.1　QNX的结构 237

3.1.2.2　特点 238

3.1.2.3　性能 239

3.1.2.4　在测控领域中的应用 239

3.1.3　常用程序设计语言 239

3.1.3.1　C/C++语言 239

3.1.3.2　FORTRAN语言 240

3.1.3.4　汇编语言 241

3.1.3.3　BASIC语言 241

3.2　系统诊断及性能测试软件 242

3.2.1　AMCS-100D诊断软件 242

3.2.1.1　概述 242

3.2.1.2　运行环境 242

3.2.1.3　软件构成及诊断原理 242

3.2.1.4　主要功能 245

3.2.1.5　人机界面 246

3.2.2.3　软件结构 247

3.2.2.4　主要功能 247

3.2.2.5　人机界面 247

3.2.2.2　运行环境 247

3.2.2.1　概述 247

3.2.2　AMCS-300D测试诊断软件 247

3.2.3　AMCS-600D测试诊断软件 249

3.2.3.1　概述 249

3.2.3.2　运行环境 249

3.2.3.3　软件结构 249

3.2.3.4　主要功能 249

3.2.3.5　人机界面 249

3.3　系统应用软件 251

3.3.1　AMCS-100A测控软件 251

3.3.1.1　概述 251

3.3.1.2　运行环境 251

3.3.1.3　软件结构 252

3.3.1.4　主要功能 252

3.3.2.1　概述 255

3.3.2　AMCS-300A测控软件 255

3.3.1.5　人机界面 255

3.3.2.2　运行环境 256

3.3.2.3　软件结构 256

3.3.2.4　主要功能 256

3.3.3　AMCS-600A测控软件包 258

3.3.3.1　概述 258

3.3.3.2　运行环境 258

3.3.3.3　软件结构 258

3.3.3.4　主要功能模块 258

3.3.3.5　人机界面 261

3.3.4.1　概述 264

3.3.4.3　软件结构 264

3.3.4.2　运行环境 264

3.3.4　航空发动机试验应用软件 264

3.3.3.6　PC-GPIB通用软件包 264

3.3.4.4　主要功能 265

3.3.4.5　人机界面 268

3.3.5　DSY-128电子扫描测压系统软件 269

3.3.5.1　概述 269

3.3.5.2　运行环境 269

3.3.5.3　软件结构 269

3.3.5.4　主要功能 270

3.3.5.5　人机界面 270

3.3.6　振动测控软件 271

3.3.6.1　NAI-DSA动态信号分析软件 271

3.3.6.2　NAI-RVC随机振动控制软件 274

3.3.6.3　结构振动试验模态分析软件 277

3.3.6.4　MVMAS模态分析软件 280

3.3.6.5　ASDM飞机操纵系统动态测试软件 282

3.3.6.6　MFD2振动监测软件 284

3.3.6.7　PBEAR压缩机故障诊断软件 290

3.3.6.8　FMP2桩基检测软件 293

3.3.7　强度试验应用软件 295

3.3.7.1　数据采集软件 295

3.3.7.2　控制软件 298

3.3.8　传感器校准处理软件 301

3.3.8.1　概述 301

3.3.8.2　运行环境 302

3.3.8.3　软件结构 302

3.3.8.4　主要功能 302

3.3.9　AMC系统通信网络 303

3.3.9.1　概述 303

3.3.8.5　人机界面 303

3.3.9.2　典型网络 304

3.3.9.3　网络通信软件 308

3.3.10　GSAVB通用信号分析软件 309

3.3.10.1　概述 309

3.3.10.2　运行环境 309

3.3.10.3　软件结构 309

3.3.10.4　主要功能 309

3.3.10.5　人机界面 310

3.3.11　NPU488实时测控软件 311

3.3.11.1　概述 311

3.3.11.2　运行环境 311

3.3.11.3　软件结构 311

3.3.11.4　主要功能 311

3.3.11.5　人机界面 313

第四章　测控系统应用 320

4.1　飞机功能系统试验 320

4.1.1 飞机可变几何形状进气道调节系统试验 320

4.1.1.1　现代飞机进气道调节系统试验的特点 320

4.1.1.2　进气道调节试验测控系统的组成 321

4.1.1.3　进气道调节系统试验测控技术要求 322

4.1.1.4　进气道调节试验测控系统综合 324

4.1.1.5　现场试验结果 326

4.1.2　飞机“铁鸟”试验 326

4.1.2.1 飞机“铁鸟”试验测控系统的特点 326

4.1.2.2　飞机“铁鸟”试验系统的组成 326

4.1.2.3　“铁鸟”试验分布式测控系统设计 327

4.1.2.4　测控集成软件的组成 328

4.1.2.5　测控集成软件的主要功能 329

4.1.2.6　处理流程 330

4.1.2.7　消息处理的处理流程 332

4.1.2.8　“铁鸟”试验系统的总控运行结构 336

4.1.2.9　实时测控模块结构 338

4.2　发动机试验 339

4.2.1　现代航空发动机试验测试的作用和特点 339

4.2.2　发动机试验对测控系统的要求 339

4.2.2.1　测试参数 339

4.2.2.2　对测控系统的通用技术要求 340

4.2.3　发动机试验常用测量方法和传感器配置选择 341

4.2.3.1　温度测量 341

4.2.3.2　压力（压差）测量 344

4.2.3.4　转速测量 347

4.2.3.3　发动机推力及功率测量 347

4.2.3.5　燃油和滑油流量测量 348

4.2.3.6　应力（应变）测量 349

4.2.3.7　位移测量 350

4.2.3.8　振动测量 351

4.2.3.9　其它测量 352

4.2.4　系统构成应用实例——AMC-100型地面试车台数据采集处理系统 353

4.3　飞机结构试验 355

4.3.1 飞机结构试验的目的 355

4.3.2　飞机结构试验方法 355

4.3.2.1　飞机结构静强度试验 355

4.3.2.2　飞机结构疲劳试验 356

4.3.3　对试验设备的要求 356

4.3.4　系统选型考虑 358

4.3.5　应用实例 359

4.3.5.1 飞机全尺寸悬空疲劳试验 359

4.3.5.2　JL-2螺旋桨毂试验 360

4.4　风洞试验 361

4.4.1 风洞试验中测控系统的作用和特点 361

4.4.1.1　测控系统的作用 361

4.4.1.2　风洞测控系统的特点 361

4.4.2　风洞试验对测控系统的要求 362

4.4.2.1　测量和控制参数 362

4.4.2.2　测控系统的类型 363

4.4.2.3　对测控系统的性能要求 363

4.4.3.1 常用测量方法和传感器及数据采集系统配置选择 364

4.4.3.2　数据处理系统 364

4.4.3　风洞试验数据采集处理系统组成 364

4.4.4　典型低速风洞测控系统方案 365

4.4.4.1　主要参数的测量 365

4.4.4.2　主要参数的控制 365

4.4.5　典型高速风洞测控系统方案 366

4.4.5.1　主要参数的测量 366

4.4.5.2　主要参数的控制 366

4.4.6　应用实例 367

4.5　振动测试与故障诊断应用 368

4.5.1　单弹外挂试验件随机振动试验 368

4.5.2　DTAS系统在结构振动模态试验中的应用实例 369

4.5.2.1　飞机电子吊舱振动模态试验 369

4.5.2.2　火箭发动机振动模态试验 373

4.5.3　飞机地面共振试验 375

4.5.4　飞机操纵系统激振试验 376

4.6　在其它工业领域的应用 377

4.6.1　航空测控技术的通用性 377

4.6.2　民用测控系统的特点 378

4.6.3　应用实例 378

4.6.3.1　火箭发动机试验测试系统 378

4.6.3.2　变电站监控系统 379

4.6.3.3　铁路货车站自动监控调度系统 381

4.6.3.4　汽车传动轴扭转疲劳试验系统 381

4.6.3.5　果品库监测系统 382

4.6.3.6　轧钢机轴承故障诊断实例 382

4.6.3.7　桩基故障诊断实例 383

4.6.4　应用前景 383

参考文献 384