一种飞行器火工品点爆控制与监测电路

技术领域

本发明涉及飞行器领域。具体的，涉及一种飞行器火工品点爆控制与监测电路。

背景技术

飞行器的火工品是否正常点爆是关系到整个试验的关键环节，往往与试验的成败紧密相关。火工品点爆的效果可以分为三种情况。

一是通常通过除点爆控制电路、火工品的某种第三方信号来表征，如压力传感器、振动传感器、冲击传感器、机械开关状态或影像等参数的变化。第三方信号都是火工品点爆的间接信息，但在其参数漂移、信号链路过长不能及时准确反映效果或失效时，试验可能中断或失败。

二是在点爆控制电路中输出端口设置电压采样模块，来确认点爆动作是否已对受控对象发出，无法完全表征火工品的点爆效果。

三是完全开环控制。

前两种情况比较常见，考虑到火工品在飞行器上具有的重要程度和关键属性，对其点爆执行效果多角度确认还是非常有必要性的，尤其是增加在火工品点爆后可立即判断出的直接效果，现有技术对火工品点爆状态监测的准确性和时效性较低。

发明内容

为解决上述问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种飞行器火工品点爆控制与监测电路，所述电路包括：飞行器火工品点爆控制电路和监测电路，其中

所述监测电路包括：电压采样模块和电流采样模块，用于反馈点爆指令执行效果的监测；

所述飞行器火工品点爆控制电路通过多级开关控制实现火工品桥丝的点爆操作。

所述飞行器火工品点爆控制电路包括火工正线、火工回线、正线开关、回线开关、限流电阻和火工品桥丝；

所述限流电阻和火工品桥丝匹配使得回路电流在火工品常规点爆值域内；

依据飞行器的设定组合时序，通过多级控制开关控制所述正线开关闭合、回线开关闭合，发出点爆脉冲，使所述火工品桥丝完成点爆动作，产生点爆电压信号和火工点爆电流信号；

所述多级控制开关还用于控制正线开关断开、回线开关断开。

所述电压采样模块用于实时采集点爆电压信号；所述电流采样模块用于实时采集所述火工品桥丝电流信号，获得电压采集信号和电流采集信号。

所述电压采集模块包括分压电阻模块、第一信号调理模块和第一信号过滤模块；

点爆电压信号经过所述分压电阻模块生成分压后的电压信号，所述第一信号调理模块调理所述分压后的电压信号并将产生的信号输出至所述第一信号过滤模块，生成所述电压采集信号；

所述分压电阻模块由第七电阻器R7、第八电阻器R8和第九电阻器R9组成，所述第七电阻器R7的第一端与所述火工品桥丝的第一端相连并作为第一信号输入端接收电信号，第二端通过所述第八电阻器R8与第九电阻器R9的第一端相连，所述第九电阻器R9的第二端与所述火工品桥丝的第二端相连。

所述第一信号调理模块由第一运算放大器U1、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第一电容器C1、第二电容器C2和第三电容器C3组成，用于调理分压后的电压信号生成调理电压信号；

其连接关系为：

所述第一电阻器R1的第一端与所述第七电阻器的第二端相连，第二端与所述第三电阻器R3的第一端连接，所述第三电阻器的第二端接地，所述第一电容器C1的第一端与多数第三电阻器的第一端相连，第二端接地；所述第二电阻器通过第二电容器C2接地，并与所述第一运算放大器的反相输入端相连；所述第一运算放大器的反相输入端通过第五电阻器R5与所述第六电阻器R6的第一端相连；所述第三电阻器的第一端与所述第一运算放大器U1的正相输入端相连接，所述第一运算放大器的第一电源端通过第三电容器C3接地并通过第四电阻器R4接收电源信号，第二电源端接地，输出端输出信号并通过第六电阻器R6传输至所述第一信号过滤模块；

所述第一信号过滤模块包括：第一钳位二极管D1和电容器C4，用于进行所述调理电压信号的稳压和滤波。

所述电流采集模块包括：电流采样电阻模块、第二信号调理模块和第二信号过滤模块；所述电流采样电阻模块用于将输入的电流信号转换为电压信号；

所述火工品桥丝电流信号经过所述电流采样电阻模块转换为电压信号并依次经过所述第二信号调理模块和第二信号过滤模块输出所述电流采集信号。

所述电流采样电阻模块包括：第一电流采样电阻器R17和第二电流采样电阻器R18，用于将电流信号转换为电压信号；

所述第二信号调理模块包括第二运算放大器U2、第十一电阻器R11、第十二电阻器R12、第十三电阻器R13、第十四电阻器R14、第十五电阻器R15、第十六电阻器R16、第十一电容器C11、第十二电容器C12和第十三电容器C13；用于调理所述电压信号；

其连接关系为：所述第一电流采样电阻器R17的第一端与所述火工品桥丝的第二端相连，第二端与回线开关相连，所述第二电流采样电阻器R18与所述第一电流采样电阻器并联，所述第十一电阻器的第一端与所述第二电流采样电阻器的第一端相连，第二端与所述第二运算放大器的正相输入端相连，第十二电阻器R12的第一端与所述第二电流采样电阻器的第二端相连，第二端与所述第二运算放大器的反相输入端相连；所述第十五电阻器R15第一端与所述第二运算放大器的反相输入端相连，第二端与所述第二运算放大器的输出端相连；所述第十二电容器C12与所述第十五电阻器并联；所述第二运算放大器的第一电源端通过所述第十四电阻器接电源输入并通过所述第十三电容器接地，第二电源端直接接地；所述第二运算放大器的输出端输出调理后的电压信号，所述调理后端的电压信号通过第十六电阻器输出至所述第二信号过滤模块。

所述第二信号过滤模块包括第十四电容器C14、第二钳位二极管D11和第十九电阻器R19；

其连接关系为：所述第二钳位二极管的阴极与所述第十六电阻器的第二端相连接，其阳极接地，所述第十四电容器与所述第二钳位二极管并联，所述第十九电阻器与所述第二钳位二极管并联。

本发明的有益效果如下：

本发明所提供的电路，飞行器发出火工品点爆指令后，同时采集第三方信号、点爆电压信号和点爆电流信号作逻辑综合判断，可以准确及时获得点爆结果信息，解决了缺乏结果判断信号或单一的第三方信号等过程变化不掌握的情况，完善了火工控制、点爆动作和结果判断的全面信息链路。

附图说明

图1示出了本发明的一个实施例提供的一种飞行器火工品点爆控制与监测电路的功能框图；

图2示出本发明的一个实施例提供的一种飞行器火工品点爆控制与监测电路中电压采样模块的电路图；

图3示出本发明的一个实施例提供的一种飞行器火工品点爆控制与监测电路中电流采样模块的电路图；

图4出本发明的一个实施例提供的一种飞行器火工品点爆控制与监测电路的逻辑组合框图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明的一个实施例提出的一种飞行器火工品点爆控制与监测电路，如图1所示，所述电路包括：飞行器火工品点爆控制电路和监测电路，所述监测电路包括电压采样模块和电流采样模块。

飞行器火工品点爆控制电路包括火工正线1、火工回线2、正线开关3、回线开关4、限流电阻5和火工品桥丝6；其中限流电阻5和火工品桥丝6匹配使得回路电流在火工品常规点爆值域内，依据飞行器的设定组合时序，通过多级控制开关控制正线开关3和回线开关4闭合，发出点爆脉冲，使火工品桥丝6完成点爆动作，产生点爆电压信号和火工点爆电流；而后控制正线开关3断开、回线开关4断开，点爆控制流程结束。在点爆控制过程中，电压采样模块7进行实时点爆电压及持续时间的采集，电流采样模块8进行实时火工品桥丝电流及持续时间的采集，获得电压采集信号和电流采集信号。所述电压采集模块可以并联在正线开关和回线开关之前的任意两点上。

如图2所示，所述电压采集模块包括分压电阻模块、第一信号调理模块和第一信号过滤模块；

所述点爆电压信号经过所述分压电阻模块生成分压后的电压信号，所述第一信号调理模块调理所述分压后的电压信号并将产生的信号输出至所述第一信号过滤模块，生成所述电压采集信号；

所述分压电阻模块由第七电阻器R7、第八电阻器R8和第九电阻器R9组成，所述第七电阻器R7的第一端与所述火工品桥丝的第一端相连并作为第一信号输入端接收电信号，第二端通过所述第八电阻器R8与第九电阻器R9的第一端相连，所述第九电阻器R9的第二端与所述火工品桥丝的第二端相连。

所述第一信号调理模块由第一运算放大器U1、第一电阻器R1、第二电阻器R2、第三电阻器R3、第四电阻器R4、第五电阻器R5、第六电阻器R6、第一电容器C1、第二电容器C2和第三电容器C3组成，用于调理分压后的电压信号生成调理电压信号；

其连接关系为：

所述第一电阻器R1的第一端与所述第七电阻器的第二端相连，第二端与所述第三电阻器R3的第一端连接，所述第三电阻器的第二端接地，所述第一电容器C1的第一端与多数第三电阻器的第一端相连，第二端接地；所述第二电阻器通过第二电容器C2接地，并与所述第一运算放大器的反相输入端相连；所述第一运算放大器的反相输入端通过第五电阻器R5与所述第六电阻器R6的第一端相连；所述第三电阻器的第一端与所述第一运算放大器U1的正相输入端相连接，所述第一运算放大器的第一电源端通过第三电容器C3接地并通过第四电阻器R4接收电源信号，第二电源端接地，输出端输出信号并通过第六电阻器R6传输至所述第一信号过滤模块；

所述第一信号过滤模块包括：第一钳位二极管D1和电容器C4滤波，用于对所述调理电压信号进行滤波和稳压。

如图3所示，所述电流采样模块包括电流采样电阻模块、第二信号调理模块和第二信号过滤模块；所述电流采样电阻模块用于将输入的电流信号转换为电压信号；

所述火工品桥丝电流信号经过所述电流采样电阻模块转换为电压信号并依次经过所述第二信号调理模块和第二信号过滤模块输出所述电流采集信号。

所述电流采样电阻模块包括：第一电流采样电阻器R17和第二电流采样电阻器R18，用于将电流信号转换为电压信号；

所述第二信号调理模块包括第二运算放大器U2、第十一电阻器R11、第十二电阻器R12、第十三电阻器R13、第十四电阻器R14、第十五电阻器R15、第十六电阻器R16、第十一电容器C11、第十二电容器C12和第十三电容器C13；用于调理所述电压信号；

其连接关系为：所述第一电流采样电阻器R17的第一端与所述火工品桥丝的第二端相连，第二端与回线开关相连，所述第二电流采样电阻器R18与所述第一电流采样电阻器并联，所述第十一电阻器的第一端与所述第二电流采样电阻器的第一端相连，第二端与所述第二运算放大器的正相输入端相连，第十二电阻器R12的第一端与所述第二电流采样电阻器的第二端相连，第二端与所述第二运算放大器的反相输入端相连；所述第十五电阻器R15第一端与所述第二运算放大器的反相输入端相连，第二端与所述第二运算放大器的输出端相连；所述第十二电容器C12与所述第十五电阻器并联；所述第二运算放大器的第一电源端通过所述第十四电阻器接电源输入并通过所述第十三电容器接地，第二电源端直接接地；所述第二运算放大器的输出端输出调理后的电压信号，所述调理后端的电压信号通过第十六电阻器输出至所述第二信号过滤模块。

所述第二信号过滤模块包括第十四电容器C14、第二钳位二极管D11和第十九电阻器R19；

其连接关系为：所述第二钳位二极管的阴极与所述第十六电阻器的第二端相连接，其阳极接地，所述第十四电容器与所述第二钳位二极管并联，所述第十九电阻器与所述第二钳位二极管并联。

如图4所示，所述电流采集信号和电压采集信号以及第三方采集信号(指声音信号、震动信号等)都以电压信号的形式汇合至A/D转换模块12，经过模数信号转换后送入逻辑组合模块13，逻辑组合模块依据火工品物理特性设置结果判定逻辑关系，火工品正常点爆的情况，三个信号应全部显示正常，当三个信号中任意一个信号或两个信号出现异常时，火工品点爆过程可能出现异常，基本可以直接判定故障点。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。