張振天 郭 旭 李 虹 王俊濤

（中航工業(yè)沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽(yáng) 110043）

概述

電纜測(cè)試主要是檢測(cè)其導(dǎo)通性、導(dǎo)通電阻、絕緣電阻和抗電強(qiáng)度。傳統(tǒng)的方法為手工測(cè)試，存在著測(cè)試可靠性差、方法不科學(xué)、速度慢等問(wèn)題，已不適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，亟需一種高效、可靠的自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備。為此，我們研制了電纜自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。

研究的主導(dǎo)思想是：在充分了解測(cè)試原理和工藝性能需求的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代的檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)一套電纜自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，達(dá)到完全自動(dòng)化的檢測(cè)。力求操作方便，達(dá)到測(cè)試性能準(zhǔn)確、測(cè)試過(guò)程完全自動(dòng)化。同時(shí)增加實(shí)際需要的記錄、管理等功能。操作者只需具備少量的計(jì)算機(jī)操作知識(shí)就能很快掌握。

測(cè)試系統(tǒng)具有自檢功能，包括精度自檢、繼電器自檢及接點(diǎn)自檢。

1 系統(tǒng)的構(gòu)成

如下圖1所示

圖1 電纜測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

電纜測(cè)試系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)接操作臺(tái)（轉(zhuǎn)接箱）、測(cè)試儀控制柜、計(jì)算機(jī)、顯示器、打印機(jī)及聯(lián)接電纜。計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)給控制器發(fā)出控制命令后，經(jīng)譯碼、光電隔離、驅(qū)動(dòng)，將控制命令送入測(cè)試總線，測(cè)試完成后從測(cè)試總線上讀取測(cè)試數(shù)據(jù)。處理任務(wù)及主控角色都由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)完成。我們預(yù)先編制好程序，存放于計(jì)算機(jī)中，再配合硬件功能模塊，很方便地實(shí)現(xiàn)我們所需要的測(cè)試功能。

轉(zhuǎn)接箱用于將被測(cè)電纜的各點(diǎn)轉(zhuǎn)接到控制柜上。是被檢測(cè)電纜與檢測(cè)主體的連接窗口。需檢測(cè)的電纜分別放置于電纜轉(zhuǎn)接箱上，電纜通過(guò)航空插頭與轉(zhuǎn)接箱相連，做到一一對(duì)應(yīng)的相連。

控制柜是模塊式結(jié)構(gòu)，各功能的實(shí)現(xiàn)依靠不同的功能模塊（板卡）來(lái)實(shí)現(xiàn)，各個(gè)模塊做成通用的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱插卡形式，并且采用隔離設(shè)計(jì)，各個(gè)模塊單獨(dú)供電，信號(hào)全部采用去電隔離，防止由于單個(gè)元件失效而影響整個(gè)模塊功能的情況、抗干擾。這樣設(shè)計(jì)的好處是通用性較強(qiáng)，通過(guò)不同模塊組合實(shí)現(xiàn)不同功能，方便快捷的根據(jù)需要來(lái)設(shè)計(jì)相應(yīng)的系統(tǒng)。本測(cè)試系統(tǒng)具有512路電纜接點(diǎn)的測(cè)試通道，并可根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。根據(jù)程序，自動(dòng)完成對(duì)被測(cè)電纜的測(cè)試，自動(dòng)判斷被測(cè)電纜是否合格，并可顯示、打印測(cè)試結(jié)果，且具有完善的自檢功能。

2 系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)主要由基礎(chǔ)單元和擴(kuò)展基礎(chǔ)單元組成，擴(kuò)展基礎(chǔ)單元是測(cè)試系統(tǒng)擴(kuò)展硬件的基礎(chǔ)。在這塊電路板上，擴(kuò)展繼電器單元通過(guò)測(cè)試總線連接在一起?；A(chǔ)單元和擴(kuò)展基礎(chǔ)單元通過(guò)擴(kuò)展測(cè)試電纜和擴(kuò)展信號(hào)電纜相連接，從而使系統(tǒng)的測(cè)試能力增強(qiáng)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中，盡量避免使用硬連接，而采用測(cè)試總線這一新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流、信息流的實(shí)時(shí)、分時(shí)傳送，降低了設(shè)備成本和故障率。測(cè)試總線是我們根據(jù)測(cè)試對(duì)象而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的一塊無(wú)源模板。測(cè)試總線在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，負(fù)責(zé)各功能測(cè)試單元、繼電器單元之間傳遞控制信息、測(cè)試信號(hào)、測(cè)試結(jié)果等。測(cè)試總線由兩部分組成：一部分為測(cè)試用的控制總線和數(shù)據(jù)總線；另一部分為測(cè)試線。測(cè)試線將由繼電器單元切換過(guò)來(lái)的被測(cè)接點(diǎn)連接到測(cè)試功能單元上。

下面具體說(shuō)明：

2.1 測(cè)試總線單元

測(cè)試總線單元是測(cè)試系統(tǒng)硬件互相聯(lián)系的基礎(chǔ)。在這塊電路板上，電源單元、導(dǎo)通單元 、絕緣單元、繼電器單元通過(guò)測(cè)試總線連接在一起，各個(gè)功能單元協(xié)同合作完成電纜測(cè)試工作。測(cè)試總線在計(jì)算機(jī)接口單元、各功能測(cè)試單元、繼電器矩陣單元之間傳遞控制信息、測(cè)試信號(hào)等。由兩部分組成：一部分為測(cè)試的控制總線和數(shù)據(jù)總線，另一部分為測(cè)試線，它將由繼電器矩陣單元切換過(guò)來(lái)的被測(cè)節(jié)點(diǎn)連接到測(cè)試功能單元上。

2.2 導(dǎo)通測(cè)試單元

導(dǎo)通單元內(nèi)部的接口電路根據(jù)接受到的控制信號(hào)將測(cè)試總線上的測(cè)試線切換到測(cè)試電路中，測(cè)試電路完成測(cè)試后，將測(cè)試結(jié)果通過(guò)測(cè)試總線上傳給計(jì)算機(jī)。導(dǎo)通測(cè)試即是測(cè)量被測(cè)點(diǎn)之間的電阻值，并與標(biāo)準(zhǔn)閾值相比較，進(jìn)而確定導(dǎo)通狀況是否合格。

2.3 繼電器矩陣單元

本系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)控制繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)和測(cè)試儀表的切換。通過(guò)接點(diǎn)選擇繼電器的切換，可以使任意兩個(gè)電纜接點(diǎn)切換到測(cè)試線上去，而將其它接點(diǎn)斷開(kāi)，通過(guò)功能選擇繼電器的切換，可以使兩個(gè)測(cè)試線連接到相應(yīng)的測(cè)試儀表上去完成測(cè)試。繼電器采用高可靠性干簧繼電器。

2.4 計(jì)算機(jī)接口單元

通過(guò)譯碼電路、光電隔離電路、總線驅(qū)動(dòng)電路將計(jì)算機(jī)總線與測(cè)試總線相連。

3 系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)由專(zhuān)用計(jì)算機(jī)軟件控制。主菜單包括自檢、測(cè)試、設(shè)置等功能。其中，自檢（繼電器本身及測(cè)試精度）工作尤為重要，是整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)的基礎(chǔ)?！白詸z”功能可以自動(dòng)檢查系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，人工檢查不但煩瑣而且易出錯(cuò)?！皽y(cè)試”是本系統(tǒng)的最重要功能，也是最常用的功能。測(cè)試完畢可進(jìn)行打印、保存。打印功能將系統(tǒng)的信息及測(cè)試數(shù)據(jù)保存下來(lái)作為記錄。系統(tǒng)在使用時(shí)，有很多參數(shù)需要修改，在“設(shè)置”選項(xiàng)內(nèi)建立了與之有關(guān)的選項(xiàng)。每進(jìn)行自檢及測(cè)試工作都會(huì)生成測(cè)試文檔作為數(shù)據(jù)保留，可隨時(shí)查詢(xún)調(diào)取。軟件界面見(jiàn)圖2。

圖2 控制軟件界面圖

測(cè)試總體流程：測(cè)試開(kāi)始→輸入被測(cè)電纜圖號(hào)→根據(jù)提示連接被測(cè)電纜、進(jìn)行測(cè)試、打印和保存。

結(jié)語(yǔ)

本文所介紹的設(shè)備設(shè)計(jì)研制過(guò)程，大大縮短了新設(shè)備的研制周期。通過(guò)這個(gè)項(xiàng)目，提高了企業(yè)技術(shù)中心的設(shè)計(jì)研制能力，建立了新的設(shè)備設(shè)計(jì)、制造平臺(tái)，為提升國(guó)內(nèi)設(shè)備設(shè)計(jì)制造水平開(kāi)辟了一條新路。以往的應(yīng)用成果表明，這種設(shè)計(jì)研制的方法，不僅提高了設(shè)備的技術(shù)先進(jìn)性，而且符合生產(chǎn)工作實(shí)際需要。

[1]周明德.微型計(jì)算機(jī)硬件軟件及其應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社.

[2]盧文科.實(shí)用電子測(cè)量技術(shù)極其電路精解[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2001.