一种火工品桥丝测试电路及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种火工品桥丝测试电路及方法。
【背景技术】
[0002]运载火箭在飞行过程中通过火工品点火实现级间分离、整流罩分离等动作。使用较广泛的是电起爆钝感火工品。火工品只能一次性使用，其典型故障模式为火工品桥丝断路。为保证火箭飞行的可靠性，需要在火箭发射前检测火工品桥丝电阻，判断是否存在断路故障。
[0003]通常火工品安装在运载火箭多个部位，通过电缆与箭上计算机相连，火工品桥丝电阻值约I欧姆，与电缆内阻接近。尤其是为提高可靠性，火工品使用时都采用双桥丝或多桥丝并联冗余，造成整个火工品通路的阻值很难精确计算出合格范围，故难以通过电阻值直接判断，给检测带来不便。传统的检测方法一般是在时序继电器后端接入一个小电流恒流源作为激励，在电缆及火工品桥丝上产生电压，通过测量该电压值可判断是否存在故障。用于判断正常和故障情况的参考门限传统上是通过理论计算，然后以电路或软件形式固化在检测板卡中，不易调整，对不同形式的点火电路或不同批次的产品适应性不强。另外，火工品通常多桥丝并联使用，当其中一路桥丝出现断路故障时，通路阻值变化较小，因而电压变化较小，而理论计算的门限电压准确度不高，容易漏判或误判。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题为:提高一种火工品桥丝测试电路及方法，能够在运载火箭发射前快速准确判断火工品桥丝是否存在断路故障。
[0005]本发明的技术方案为:
[0006]一种火工品桥丝测试电路，包括恒流源、电磁继电器触点开关Khl、电磁继电器触点开关Kh2、N个火工品通路、放大模块、比较器、数模转换器DAC和处理器；第i个火工品通路包括时序控制继电器Kti，限流电阻Ril、Ri2,火工品桥丝ril、ri2，测试选择继电器开关Kcil、Kci2，电阻Rsil、Rsi2，其中i = 1，2，3...，Ν ;恒流源的一端通过电磁继电器触点开关Khl与时序控制继电器Kti的一端相连；时序控制继电器Kti的另一端分别与两个限流电阻Ril，Ri2的一端相连，限流电阻Ril的另一端通过长度为Li的电缆与火工品桥丝ril的一端相连，限流电阻Ri2的另一端通过长度为Li的电缆与火工品桥丝ri2的一端相连；火工品桥丝ril、ri2的另一端与电磁继电器触点开关Kh2的一端相连，电磁继电器触点开关Kh2的另一端与恒流源的另一端相连；限流电阻Ril的另一端通过测试选择继电器开关Kcil与电阻Rsil的一端相连，电阻Rsil的另一端与放大模块的输入端相连；限流电阻Ri2的另一端通过测试选择继电器开关Kci2与电阻Rsi2的一端相连，测试电阻Rsi2的另一端与放大模块的正输入端相连；放大模块的输出端与比较器的负输入端相连，比较器的正输入端与数模转换器DAC相连，比较器的输出端与处理器相连；处理器同时与数模转换器DAC相连；
[0007]在测试第i个火工品通路时，将电磁继电器触点开关Khl、Kh2闭合，时序控制继电器Kti闭合，测试选择继电器开关Kci1、Kci2闭合，处理器控制数模转换器DAC输出第i个火工品通路对应的门限电压ViT，比较器将放大模块输出的电压与门限电压ViT进行比较确定该个火工品通路是否存在断路故障；当比较器输出的电平为高电平时，判断火工品桥丝没有断路故障；当比较器输出的电平为低电平时，判断火工品桥丝存在断路故障。
[0008]对于第i个火工品通路，在线标定门限电压ViT的方法如下:
[0009](I)确定正常情况下的门限电压Vn，
[0010]使用与待测火工品标称阻值相等的标准电阻代替火工品桥丝ril、ri2，接通时序控制继电器Kti和测试选择继电器Kcil、Kci2 ;通过处理器将数模转换器DAC的输出值设置为最大值，保证比较器输出的电平为高电平；按照固定的步长降低数模转换器DAC的输出值；通过处理器采样比较器输出的电平，当比较器输出的电平变为高电平时，继续按照固定的步长降低数模转换器DAC的输出值直至当比较器输出的电平变为低电平时，将此时数模转换器DAC的输出值作为正常情况下的门限电压Vil;
[0011](2)将代替火工品桥丝ril、ri2的标准电阻中的一个断开，然后按照步骤(I)的方法获得存在一路桥丝断路故障情况下下的门限电压Vi2;
[0012](3)根据公式ViT= (V n+Vi2)*0.5确定第i个火工品通路对应的门限电压ViT。
[0013]利用上述的火工品桥丝测试电路进行测试的方法，包括如下步骤:
[0014](一)在线标定每个火工品通路对应的门限电压并存入处理器，第i个火工品通路的门限电压ViT的确定方法如下ViT，i = 1，2，3...，Ν;
[0015](I)确定正常情况下的门限电压Vn，
[0016]使用与待测火工品标称阻值相等的标准电阻代替火工品桥丝ril、ri2，接通时序控制继电器Kti和测试选择继电器Kcil、Kci2 ;通过处理器将数模转换器DAC的输出值设置为最大值，保证比较器输出的电平为高电平；按照固定的步长降低数模转换器DAC的输出值；通过处理器采样比较器输出的电平，当比较器输出的电平变为高电平时，继续按照固定的步长降低数模转换器DAC的输出值直至当比较器输出的电平变为低电平时，将此时数模转换器DAC的输出值作为正常情况下的门限电压Vil;
[0017](2)将代替火工品桥丝ril、ri2的标准电阻中的一个断开，模拟单路火工品桥丝断路的情况，然后按照步骤(I)的方法获得存在一路桥丝断路故障情况下的门限电压Vi2;
[0018](3)根据公式ViT= (V n+Vi2)*0.5确定第i个火工品通路对应的的门限电压ViT;
[0019]( 二 )测试每个火工品通路是否存在断路故障；
[0020]在测试第i个火工品通路时，将电磁继电器触点开关Khl、Kh2闭合，时序控制继电器Kti闭合，测试选择继电器开关Kcil、Kci2闭合，处理器控制数模转换器DAC输出第i个火工品通路对应的门限电压ViT，比较器将放大模块输出的电压与门限电压ViT进行比较确定该火工品通路是否存在断路故障；当比较器输出的电平为高电平时，判断火工品桥丝没有断路故障；当比较器输出的电平为低电平时，判断火工品桥丝存在断路故障。
[0021]本发明与现有技术相比的优点在于:通过标定确定的门限电压值包含了恒流源在火工品桥丝及实际电缆内阻上产生的实测电压，比理论计算的结果更加准确。使用正常测试电压值和单路火工品桥丝断路情况下的电压值的平均值作为判别门限，能保证在识别出单路桥丝断路的故障的前提下保留足够余量，能避免出现漏判和误判的情况，提高测试的有效性。在发射前对火工品通路进行测试，通过火工品通路实际电压与判别门限进行比较，能够快速准确判断火工品桥丝是否存在断路故障。
【附图说明】
[0022]图1为本发明火工品桥丝测试电路示意图；
[0023]图2为正常状态下标定门限电压的等效测试电路；
[0024]图3为单路火工品桥丝断路情况下标定门限电压的等效测试电路；
[0025]图4为火工品通路门限电压的在线标定流程图。
【具体实施方式】
[0026]如图1所示，本发明的一种火工品桥丝测试电路，包括恒流源、电磁继电器触点开关Khl、电磁继电器触点开关Kh2、N个火工品通路、放大模块、比较器、数模转换器DAC和处理器；第i个火工品通路包括时序控制继电器Kti，限流电阻Ril、Ri2，火工品桥丝ril、ri2，测试选择继电器开关Kcil、Kci2，电阻Rsil、Rsi2，其中i = 1,2,3-, N ;恒流源的一端通过电磁继电器触点开关Khl与时序控制继电器Kti的一端相连；时序控制继电器Kti的另一端分别与两个限流电阻Ril，Ri2的一端相连，限流电阻Ril的另一端通过长度为Li的电缆与火工品桥丝ril的一端相连，限流电阻Ri2的另一端通过长度为Li的电缆与火工品桥丝ri2的一端相连；火工品桥丝ril、ri2的另一端与电磁继电器触点开关Kh2的一端相连，电磁继电器触点开关Kh2的另一端与恒流源的另一端相连；限流电阻Ril的另一端通过测试选择继电器开关KciI与电阻RsiI的一端相连，电阻Rsil的另一端与放大模块的输入端相连；限流电阻Ri2的另一端通过测试选择继电器开关Kci2与电阻Rsi2的一端相连，测试电阻Rsi2的另一端与放大模块的正输入端相连；放大模块的输出端与比较器的负输入端相连，比较器的正输入端与数模转换器DAC相连，比较器的输出端与处理器相连；处理器同时与数模转换器DAC相连。
[0027]在测试第i个火工品通路时，火工品供电母线不加电，将电磁继电器触点开关KhU Kh2闭合，时序控制继电器Kti闭合，恒流源输出的电流流经火工品通路；测试选择继电器开关Kcil、Kci2闭合，处理器控制数模转换器DAC输出第i个火工品通路对应的门限电压ViT，比较器将放大模块输出的电压与门限电压ViT进行比较确定该个火工品通路是否存在断路故障；当比较器输出的电平为高电平时，判断火工品桥丝没有断路故障；当比较器输出的电平为低电平时，判断火工品桥丝存在断路故障。
[0028]同时，火工品供电母线的正极与时序控制继电器Kti的一端相连，火工品供电母线负极与火工品桥丝相连，在完成火工品桥丝测试后，将电磁继电器触点开关Khl、Kh2断开，测试选择继电器开关Kcil、K