航空仪表系统测试设备的设计与小型化方法分析

摘 要：在直升飞机的外场维修保障、计量和检测工作中发挥重要作用的就是仪表系统测试设备。文章主要是通过对国内外航空仪表测试设备发展现状的对比情况，将测试设备小型化研究的重要性充分体现出来。而且通过研究当前生产制造的实际情况和用户的使用环境等方面，将开发和研制系统测试设备的思路及时明确，从而为其小型化和便携化提供了有利的保障。

关键词：航空仪表；系统测试设备；小型化

中图分类号：V241 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）18-0091-02

Abstract： The instrument system test equipment plays an important role in the field maintenance， measurement and inspection of helicopter. This paper， through the contrast of the present situation of development of domestic and foreign aviation instrument test equipment， will mainly test the equipment miniaturization research the importance fully manifests. And through the research on the current situation of production and manufacture and the environment for the user"s use， this paper intends to put forth the ideas about the design and development of the system test equipment in a timely manner， thus providing a favorable guarantee for its miniaturization and portability.

Keywords： aeronautical instrumentation； system test equipment； miniaturization

航空儀表测试设备是地面维修保障设备，其主要是在维修飞机时使用，主要的作用是使航空一般的技术技能可以使规定的指标要求相符合，为良好的技术状态提供有利的保障。此外当前由于航空仪表对先进的计算机数据采集和控制技术等进行使用，这在很大程度上改变了接口方式和信号处理方式等各个方面，所以具体研究航空仪表测试设备，可以将整个航空装备的产业技术水平不断提升，从而使我国的国防战斗力不断增强[1]。因此具体研究航空仪表系统测试设备的设计与小型化方法具有非常重要的现实意义。

1 国内外航空仪表测试设备的发展现状

1.1 国内发展现状

国内航空仪表测试设备的发展主要经过了四代，而这四代的测试设备的成熟性还不够，需要进一步借鉴和创新国外的成熟技术，从而将这类航空仪表的测试设备研发速度不断加快。

1.2 国外发展现状

指针式仪表-数字式液晶点阵式显示仪表-集中显示仪表是国外航空仪表测试设备主要的发展历程，同时其也在不断的完善和发展相应的测试设备。当前已经对通用测试平台进行使用，虽然这个平台中将各个航空仪表测试程序所需要的软件都包括其中，但是具有比较高的价格，而且在其实际的运行中需要将相应工艺装备夹具进行购买，所以国外的航空仪表测试设备的造价也很高。

2 设计开发系统测试设备的原则

一是先进性的技术，按照航空仪表测试设备技术的状态和相应的技术方法，不但需要对技术的成熟性和可靠性充分的考虑，同时对技术的先进性也要足够的重视，只有这样才能更便捷的升级和更新产品，同时可以获取广泛的技术支持。二是可靠性的操作不管是论证航空仪表测试设备的方案还是设计和设施技术首要考虑的就是测试设备的固有可靠性，而且应该将其不断提升，同时对于使用测试设备的人员的长期安全性也要考虑到，主要是设备造型安全设计以及将连接关系的合理性做好[2-3]。三是可维护性和软件的开放性，在测试设备中的一个重要环节是定期的维护和检查工作，只有这样才能使其有效性和合法性得以保证。这就需要将良好的维护环境及时的提供，及时的更新和升级校验方法和软件接口。良好的开放性是测试软件所具有的，其主要目的是为后期维护和开发系统的工作提供便利性，所以在更新时需要根据使用维护手册的要求进行。四是与测试设备的通用要求相符合，对于航空仪表测试技术规范性需求测试设备应该使其需求得以满足，造成这种现象的主要原因是飞机的飞行安全和技术稳定性的状态受到航空仪表系统测试设备保证水平的直接影响，所以不论是国内还是国外都非常重视这个方面，如欧美国家对航空的生产和运营方面都具有严格的法规体系。五是安全性，设计过程中另外一个主要因素就是安全性，所以在实际的设计过程中应该用多重保险措施保护硬件，而且需要将连锁检测措施应用到软件上，从而为其安全性提供有利的保障。六是便携性，测试设备的主要发展目标就是服务保障，而测试设备小型化的实时维修和保障等功能对航空仪表发挥效能的情况具有直接的影响。对于当前的维修和保障要求传统的测试设备已经无法使其得以满足，而测试设备的小型化可以将航空仪表的技术性能全面的考核，将其检测的可信度大大提升，因此其与当前的维修和保障要求正相符合[4]。七是可计量性，在具体的工作中，如果在设计设备时对其计量问题没有充分的考虑，对于计量的接口没有合理的设计，这对计量工作的准确性会造成不利影响，在经过一段时间的使用后使其可信度大大降低，则需要耗费大量的人力等将计量功能增加。所以在设计开发系统测试设备时要对可计量性原则充分的考虑。

3 测试设备的小型化设计

3.1 小型化设计的特点

航空仪表测试设备的小型化主要是在对其功能不造成任何影响的基礎上将资源的使用量最大程度的减少，如对小型化的器件进行使用，将多余的功能节省，将设备的结构进行简化，将简便的设计原则始终遵循等。将产品零部件的数量减少，这可以通过设计模块化的机构和容易拆卸连接方式的使用来实现，而且需要将紧固件的数量减少。另外在为测试设备耐用性提供保障的同时，需要将设备的使用寿命适当的延长，对于使用产品过程中能量的消耗方面可以适当的减少，将电路板的尺寸和面积缩小，这样可以将简练、具有较小体系和完善的功能的测试设备的方案设计出来，从而使测试设备小型化的目标得以实现。

3.2 将总体设计方案简化

在总体方案的设计中，需要将其体积不断的减小以及将其成本最大程度的降低，其主要目的是使其与直升机户外测试、机内测试和便携式的要求相符合。在实际的设计工作中可以对单芯片的方案充分的考虑，这一设计方案不但可以使其所需功能都具备，而可以将相应的新能完善的提供[5]。各个测试单元在与主测试系统的连接过程中主要使用模块化插槽的形式来实现的，其主要目的使其与各个测试单元灵活配置的需求相符合，而且这样不但可以更加简单的设计PCB，减小其面积，降低对功能的消耗，而且可以通过减少相关周边的电力，将系统的稳定性大大加强，将生产的过程进一步简化，为调试和维护测试设备的便捷性提供了有利的保障。

3.3 将零组件重叠技术和高密度连接技术合理应用

在测试仪器中使用微处理器以后，智能化和小型化是部队中小 具有打击性和单一功能的测试仪器的主要发展趋势。嵌入式计算机系统的模块标准主要是PC/104，其不但完善兼容PC/A，而且该模块还具有各种优点，如较高的可靠性、较低的功耗、较小的体积、较强的冲击能力和抗振动能力等，这些优点可以使测试设备内部高密度连接的目标得以实现，从而可以将其整体结构的实用性和简洁性进一步提升，图1为PC/104计算机系统组建的测试系统和相应的结构[6-7]。

3.4 将接口电路简化

计算机技术和测试设备的结合是将计算机技术应用到测试设备领域来推动的，但是由于具有很多的通信格式和数量，所以一般对RS232等标准的通信格式进行使用，其主要目的进一步简化接口的电路，只需要将电气接口简单的设计就可以使简单和小巧的测试设备界面得以出现，从而测试设备小型化和模块化的目标得以实现。

3.5 高密度安装印制电路板和设计降耗功能

将小型贴片式元件应用到实际的设计过程中，不但可以使小型化测试设备的目标得以实现，同时对测试设备整机装配的高度自动化方面也具有非常重要的推动作用。在测试设备小型化目标实现中的关键环节是对功耗低的芯片进行使用，测试设备的小型化，从侧面来说其具有较高的集成度、有限的内部控制、相对较小的体积和缺乏通畅性的空气流通，如果元器件具有很高的耗能，则将散热和静音保持等方面的难度大大增加，但是如果对功耗低的器件和接口处理器进行合理的使用则可以将这些问题很好的预防。所以说将功耗低的器件应用到设计当中，将相应的结构和散热设计进一步简化，从而将维修设备的复杂度大大降低。

4 结束语

由此可见，由于时代的不断进步逐渐用更高的标准要求航空仪表测试设备的性能方面，而且多样化需求逐渐成为测试设备的主要发展趋势，这就需要测试设备与航空仪表的测试要求相符合。多样化和小型化的功能会集中测试设备的内部器件，虽然将空间大大缩小，但是可以将连接的线路大大减少，将系统的重量不断的减轻，从而将系统的可靠性、安全性以及可维护性等各个方面不断的提升。

参考文献：

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