【案例分享】用于机载电源的多PXIe机箱同步采集方案
来源: | 作者:JYTEK | 发布时间: 2026-07-30 | 42 次浏览 | 🔊 点击朗读正文 ❚❚ | 分享到:

应用

在现代飞机电源系统的研发与验证过程中,构建全面、高效的集成验证环境至关重要。本案例客户需要验证一套主发电系统,该系统包括变频发电机、发电机控制器、过压保护装置及电流互感器等关键组件,适用于115 VAC、(360~800) Hz、容量120 kVA的变频发电子系统。验证目标不仅涵盖机械/电气接口的符合性,还涉及功能性能的全面评估,以及在过压、欠压等故障模式下的安全性验证。

整套验证系统分为3个测试单元,每个单元需实现64路信号的同步采集,采样率要求达到200 kS/s,同时整个系统需要实现严格的时间同步。


挑战

构建该飞机电源测控系统的过程中,客户面临的技术挑战不仅体现在通道数量庞大——整套系统分为3个独立测试单元,每个单元需同步采集64路信号,总计192路同步采集通道,这对硬件系统的通道密度和数据吞吐能力提出了极高要求;更体现在同步精度方面,由于飞机变频发电机的工作频段覆盖360~800 Hz,远超传统50/60 Hz测量设备的有效带宽,在多通道并行采集时,任何一路信号的微秒级时间错位都会在后续分析中被放大成显著的幅值误差,因此不仅每个单元内部的64路通道必须严格同步,3个单元之间也必须实现高精度的跨机箱时钟同步;与此同时,适航条款要求模拟过压、欠压、缺相等极端故障工况,并完整记录保护装置的动作全过程,这意味着测试系统需要在毫秒级故障注入窗口内即时触发高速数据存储,且不能出现任何数据丢点。

传统测试方案在面对如此复杂且严苛的应用场景时,难以同时满足高性能、高同步性和高开发效率的多重要求。


解决方案

针对上述挑战,简仪科技为客户提供了一套基于PXIe架构的多机箱同步采集系统解决方案。

硬件层面:系统采用3台PXIe-2518G2 9槽混合PXIe机箱作为硬件平台。它包含7个混合槽位和1个PXI Express系统定时槽位,系统总带宽达8 GB/s,每槽散热功率58 W,能够满足高密度采集模块的供电和散热需求。每台机箱配置1块PXIe-3117a第九代i7处理器控制器,提供强大的数据处理能力。每台机箱内部配备2块PXIe-5323 32通道同步采集模块,实现单机箱64路同步采集。PXIe-5323具备16位分辨率、200 kS/s每通道采样率,精度高达380~390 ppm,提供±0.5 V/±1 V/±5 V/±10 V四档量程可选,系统噪声仅7 μVrms。

时钟同步方面:每个机箱配置1块PXI-9141 IEEE1588时钟同步模块。通过IEEE1588精密时间协议,实现3台PXIe机箱之间的跨机箱高精度时钟同步。在机箱内部,各采集模块通过PXI背板的10 MHz参考时钟(PXIe_CLK100)实现同步。通过这种“机箱内背板同步+机箱间IEEE1588同步”的双层架构,确保了全部192路通道的严格同步采集。

软件层面,基于简仪科技开源的锐视测控平台®开发定制化应用程序。锐视测控平台依托Microsoft .NET平台和Visual Studio开发环境,使用C#语言开发,提供了强大且易于使用的开发环境。工程师可以快速实现数据采集、处理、通信控制及用户交互等功能,大幅提升了项目开发效率。


使用的简仪产品

硬件

  • PXIe-2518G2:高数据吞吐量9槽PCIe Gen2机箱

  • PXIe-3117a:全系列第九代酷睿处理器PXI Express控制器

  • PXI-5323:高精度240 ppm,16位分辨率,32通道,200 kS/s 同步数据采集模块

  • PXI-9141:1588时钟同步模块

软件

  • SeeSharpTools:锐视测控软件开发工具包


为什么选择简仪

  • 锐视测控平台®锐视测控平台®使用C# 语言开发,提供了一个强大且易于使用的开发环境,帮助客户快速实现项目开发。

  • 成熟的产品:简仪产品经过长期市场验证,具有可靠的性能和稳定性。

  • POC验证服务:简仪提供售前的POC(原理验证)服务,帮助客户验证产品性能和适用性。

  • 高精度:简仪的产品满足了客户对测试精度和可靠性的高要求。

  • 成本效益:相比国外品牌,简仪的解决方案不仅性能更优,而且在成本上具有明显优势,降低了客户的整体测试成本。

  • 供货速度:简仪能够快速供货,确保项目按时进行。

  • 技术支持和快速响应能力:简仪提供优质的本地化技术支持,快速响应客户需求,帮助客户解决问题,确保了测试任务的顺利进行。


通过采用简仪科技的多PXIe机箱同步采集方案,客户成功构建了一套高性能、高可靠性的航空发电系统集成验证平台。不仅满足了航空发电系统验证对高精度、高同步性的严苛要求,还通过开源的锐视测控平台®大幅提升了项目开发效率。