首先谢谢主持人，也非常荣幸有这样一个非常难得的机会。我想今天咱们这个研讨会的主题是航空发动机的设计、制造和相关的应用，其实就像前面刘院士提到的在航空发动机的设计、制造整个流程中应该说这个实验、测试都是非常重要的一个不可或缺的手段。我们这个NI，这个美国国家仪器NI公司其实我们就是关注在测试测量、数据采集这个方面的产品和方案的提供。所以很荣幸今天能有这个机会给各位嘉宾和院士、领导、专家介绍一下我们测试测量、实验数据采集方面的一点理解，也希望大家能够给予批评和指正。 基本上我介绍的内容想包含这样几块内容：第一点说一下在我们的理解上大型的这种现场测试系统它的一些目前的难点和要点，相应的解决的思路是什么；第二个就是说如果展开看这样一个大型的现场测试的采集系统，那么其实里面分解开看主要部分以及在实现中要注意的一些问题，部分的进行了简单的总结，顺便介绍一下我们公司的情况。 因为在座的大家其实都是航空发动机的专家，说到这个相关的工作中涉及到的实验就是你需要通过实验获得一些数据其实在整个流程中都是不可或缺的手段。不管从地面的排架实验到高空的模拟实验一直到飞行相关的实验都需要在这个过程中去不断的获取现场的数据、现场的实验结果来验证、测试我们这样的设计需求。那么这是非常复杂，然后贯穿整个流程的一个过程。我们自己理解下来觉得在这种现场数据采集、现场测试的工作中往往有这样一些难点或者说要点。 第一个就是说这样的实验工作一定是对整个实验系统，包括对测对象，包括实验系统本身对它的长期可靠性、扩展性以及它的可维护性都要有非常高的要求。因为这个航空发动机任何一次实验，我们要经过很长期前期的准备、现场的安排，从人力、物力等等方面都有非常多的投入，所以一定要保证这样一个实验能够精确的完成，能够拿到我们希望要的数据。 另外，因为现在这个型号很多，实验任务也很重。这样的话怎么能够在实验系统中兼容到各种型号的要求。 第三点就是说我们可能希望选择的这样一些测试实验系统能够相对长期的满足我们不断变化的工作的需要。也就是说它有一定的灵活性或者可扩展性，不是说我这次实验完了下次再要有一笔投资重新构建实验平台，而且能够保护我们原来的这个投资。除此之外，还包括了比如说实验环境下面抗电磁兼容、信号的干扰等等一系列的问题，包括这些信号怎么能够正确的连接等等。 第二个难点其实也和刚才各位专家也提到过的就是说实验只是我们工作中的一个部分，虽然它不可或缺。但是它也是我们整个研发设计工作中的一个环节，那么这个时候这一部分我们获得的这些数据必须要融合到我们整体的大的管理系统中，或者是整个这样一个信息化系统中去。这个时候如何保证这个测试系统、实验系统它本身在信息化、网络化，包括标准化的前提要求下能够满足这样的要求，能够提供向上的无缝的接孔能够把实验数据能够传上去、存下来，能够找得到。这些都是这种测试系统中需要考虑的问题。 比如说刚才前面专家提到过信息一定要网络化，能够提供这样的实验能力。那么总的来说我们理解是这样的一些技术需求和难点一个总的解决思路是说应该是测试实验系统必须是基于软件为中心的，也就是说通过软件来控制、定义、设计它的功能的这样一个模块化的结构。这个模块化包括了硬件功能的模块化和软件功能的模块化。这个示意图其实给出了这样一个简单的示意，也就是说首先就是对于测试系统来说最好能够尽可能的选用这种现成可用的标准化的平台可以提高我们在测试数据采集系统的开发或者是使用上的速度。相应的就是硬件方面应该是一个模块化的结构，方便我们根据不同的实验需求选配或者是组合各种各样功能的模块，还有处理器也是一个能够兼容计算机功能的这样一台处理系统。 再往上就是说这样一些模块和处理器必须通过一个高速的、兼容性好的这种数据传输和同步的总线能够进行交互，让这些模块和计算机之间能够把数据进行共享。最下面一层就是通过软件来定义整个系统的测试流程、测试功能、数据处理等等一系列的工作，所以总的来说我们的一个思路就是说通过这样一个平台来满足这种现场测试这样复杂的这种大型测试系统、数据采集系统的需求。 这个里面其实对应这样一个平台，我们公司它主要提供的方案就是叫做PHFI这样一个模块化的架构，本身这个平台已经不管是在国外的航空发动机的企业，还是在咱们国内的主要的一些研究所里面已经有非常广泛的使用。它主要通过这样一个就是满足刚才那个示意图模块化的平台来完成这样的一个总体的这样一个实验的需求。 那么第二点，我就想展开介绍一下我们说这个模块化的基于软件的这个大型实验系统，这个系统中真正我们实现这样一个，就是构建这样一个实验系统的时候应该要面临什么样的问题，如何去解决，如何去注意一些关键的细节的点。比如说我们举例说一个发动机的数

我就展开来分别讲一下。第一个就是说这个传感器的数据采集，在这个部分应该说主要来看应该是有两种不同的思路或者是方案可以选择。一种就是所谓现场数据采集系统，我们尽可能的把测试测量的仪器或者是数据采集系统能够靠近被测对象。因为这个时候两者之间的信号传递的距离最短，中间受到各种各样的影响最小。所以在这个时候我们要考虑的是这些传感器如何进行信号的调理，如何转换成电信号以及如何能够通过整个系统的一个良好的电磁屏蔽保证它不会受到外部的干扰。 在这一块就是最主要关键的问题就是说从现在测试测量行业的一个技术趋势来说是把传统上的这个数据的信号调理工作，也就是说把这个物理量向电量转换的这个工作和数据采集，也就是所谓的把模拟的电信号转换成数字化的、计算机可以识别的电信号，这个数据采集把这两部分工作能够一体化，整合到一个硬件中去同步完成。这是整个数据采集产品的一个技术上的总的趋势。 比如说上面列出来各种各样的这些信号类型，由于它需要不同方法的处理、不同方法的调理，可能是一个小的温度信号，也可能需要。比如说热电我的信号，我们可能需要把它放大，把它做补偿就不展开说了。这样一系列的信号调理的工作都需要采集系统来完成，所以目前我们主要的就是希望大家能够在一个硬件模块上把前端的信号调理和数据采集的工作能够统一的完成，而且是一个高密度的、多通道的模块能够提供这样的功能。 刚才还提到过就是像咱们这种航空发动机，包括其他很多这种大型实验中因为现场环境很复杂，有非常多的电磁干扰源，它们有大量的电磁干扰信号会出来，其实这些信号都可能通过传感器，通过传感器到采集系统的导线，甚至于采集系统本身能够串扰到测试采集系统里面去，它会导致就是我们采集到的信号实际上已经和真正的原始信号有了非常多的失真。怎么避免这些问题呢？其实就是说你要从前端的传感器到导线，到采集系统整个一个流程中都要考虑到电磁兼容、电磁屏蔽这样的措施。 这个措施往往是这样几个方面：一个方面就是说这些传感器以及这些采集设备本身是不是在设计中已经满足了、通过的这样电磁兼容的认证。这些其实都是这些领域内最主要认证的标准。在这个前提下才能够说把这些模块、这些传感器应用到你的这个系统里面去。 第二步就是说这个系统本身是一个整体，是由模块组成，这个系统本身比如说像这种机箱它本身是不是也通过了这样一系列的对抗干扰能力的要求。这也是一个必须的条件。 在很多这种数据采集的现场环境中还有一个问题是说我们可能由于现场环境的原因或者是其他一些原因没有办法把采集设备放得尽可能靠近被测的对象，另外一种思路是通过远程数据采集。这个时候大家就可以想到就是说如果有这种远程数据采集的话，由于导线这样传输距离的原因很可能对信号造成一系列的衰减或者是这样的等等一系列的干扰。这个时候比如说我们列出来像电信号，无论是电压还是电流或者是数字频率信号等等它的传输都需要避免一系列的干扰因素。但是实际上往往这些因素不是绝对能够避免的，还可以考虑的一种方式就是说将前面说的这种近场采集和一些远场采集，甚至于这种非电信号，比如说光纤传感器的方式采集结合起来。比如说光纤传感器不会受到电磁干扰的影响，但是实际上这两者并不可以完全替代。因为目前来看光纤传感器的功能还不能够全部替代掉我们现有的这些各种各样的信号采集的类型，但是你可以在一个测试系统中能够把这两种不同的结构的选项能够整合起来。 第二一点就是，还有一点就是很多时候我们这种大型系统中很关键的因素就是说我的系统的能量，就是这个通道密度能够做到多大。因为发动机测试或者航空航天测试往往是通道非常多的有几千几百，那么这些测试系统的密度也是非常关键的一个因素。这是一个简单的对比。那么目前这个NI的平台是最大可以达到一万三千个通道这样的量级，那么和业内主要的国内外的供应商来比目前我们还是最大的一个通道密度。 刚才介绍的主要是前端采集的部分，那么第二个就是在这种工作中需要注意的因素就是所谓的多通道的同步。举个例子，比如说这是我们在国外做的一个项目的照片，那么它是一个几亿的一个实验。好，这个里面大家可以看到它有非常多的分布式的，这是一个传感器在这个图片上面。这样的话就是怎么能够保证这些分布的距离很远的传感器同步？这里目前在测试测量这个业内最精确的一种同步其实是基于这种倍感总线的同步，因为这个是可以达到纳秒和皮秒这个量，也就是10的负12次方，10的负9次方这样一个量级的适中的精确度。通过这种方式能够非常精确的把我们在成千上百的通道之间在同一个时间点上获得的数据能够对应起来，能够便于我们进行后继的分析和处理。 第三个部分就是说这些数据的存储管理，本身对于测试系统它自身来说它也存在这样一个数据的保存、管理的工作。这个时候我们是有这样的一套软件平台