楊利鋒

摘要：民用飛機是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，各系統(tǒng)之間通過電纜和導(dǎo)線彼此交聯(lián)從而實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部和系統(tǒng)間的信號傳輸，為了保證各系統(tǒng)的正常工作，電纜在敷設(shè)完成后需對整機電纜進(jìn)行完整性測試。一般電纜測試可分為自動導(dǎo)通測試和手動導(dǎo)通測試，無論是手動導(dǎo)通還是自動導(dǎo)通，都是使用現(xiàn)成的工裝設(shè)備，按照正確的操作方法即可對整機電纜進(jìn)行測試，而對其內(nèi)部的測試原理并不做深入研究。實際上，無論是飛機設(shè)計人員還是制造裝配工人，都應(yīng)當(dāng)對整機電纜測試的基本原理有一定的了解和掌握。針對此種情況，本論文主要對飛機的導(dǎo)通電阻測試原理、絕緣電阻測試原理以及電子電氣元器件測試進(jìn)行了比較詳盡的分析。

關(guān)鍵詞：全機電纜；導(dǎo)通測試；測試原理

1. 電纜常見失效模式

電纜通常是由幾根或幾組每組至少兩根導(dǎo)線絞合而成的類似繩索的結(jié)構(gòu)，每組導(dǎo)線之間相互絕緣，并圍繞著一根中心扭成，整個外面包有高度絕緣的覆蓋層。電纜失效即電纜中導(dǎo)線出現(xiàn)短路、斷路、連接錯誤、接觸不良以及絕緣不良。圖1-1是電纜常見的幾種失效模式。圖A為正常情況下接線端子的連接方式，電纜的A端的1、2、3、4針孔號分別連接電纜B端對應(yīng)的針孔號，每根導(dǎo)線彼此之間應(yīng)是絕緣的，且導(dǎo)線兩端對應(yīng)針孔號之間應(yīng)是導(dǎo)通的；在圖B中，可以看到1號導(dǎo)線和2號導(dǎo)線中間連接上了，從而造成A端的針孔號1、2與B端的針孔號1、2彼此導(dǎo)通，出現(xiàn)了短路的情況；在圖C中，第一根導(dǎo)線中間出現(xiàn)了斷路的情況，造成1號線的A端與B端無法形成導(dǎo)通電流。圖D中是由于操作的失誤將導(dǎo)線連接錯誤；圖E中是導(dǎo)線接觸不良的情況，在正常導(dǎo)通情況下民用飛機導(dǎo)線兩端的電阻值小于8歐姆即認(rèn)為線路是導(dǎo)通的，接觸不良的情況下測試的電阻則會超出該阻值，而且接觸不良很可能進(jìn)一步引起斷路；圖F中是導(dǎo)線絕緣不良的情況，通常情況下如果兩根導(dǎo)線絕緣良好的話，它們之間的絕緣電阻為幾十甚至幾百兆歐，如果出現(xiàn)絕緣不良的情況則兩根導(dǎo)線之間的電阻會大大降低，通過測試兩根導(dǎo)線之間的絕緣電阻來規(guī)避絕緣不良這種失效。

2. 導(dǎo)通電阻測試原理

線束組件中的導(dǎo)線通過轉(zhuǎn)接連接器、接線模塊、死接頭、接線板，或控制開關(guān)等器件的電阻值應(yīng)在0-8歐姆之內(nèi)。因此測量電纜導(dǎo)通的過程主要是在給定特定電壓情況下測試上述導(dǎo)線的電阻值，如阻值在0-8歐姆之間說明測試合格。

2.1 二線制電阻測試原理

無論是用自動測試方法還是手動測試方法測試電纜導(dǎo)通，其實都是基于歐姆定律測試兩個針孔之間的電阻來確定其是否導(dǎo)通的。實際測試過程中，尤其自動導(dǎo)通，需要通過外部設(shè)備（測試工裝、轉(zhuǎn)接電纜）才能夠連接到要測試的電纜。圖2-1是比較常用的兩線制電阻測試原理圖，圖中，ROUT是要測的導(dǎo)線兩端針孔之間理想的電阻值，RC為轉(zhuǎn)接電纜與待測電纜轉(zhuǎn)接處的接頭電阻，RL為轉(zhuǎn)接電纜的自身電阻，RS為系統(tǒng)內(nèi)部（測試工裝）的電阻，在給定直流電源DC情況下，可以測得整個回路的電壓VM和電流ITEST（同時也是待測電阻兩端電流），根據(jù)歐姆定律得出整個回路電阻值RTES T為：

（2-1）

同樣根據(jù)歐姆定律可以看出實際被測電阻的值ROUT為：

（2-2）

不難發(fā)現(xiàn)ROUT與RTEST并不相等，但是針對民用飛機來說，一般待測電纜的電阻只要小于8Ω便認(rèn)為是導(dǎo)通的，而自動導(dǎo)通設(shè)備引入的外部電阻一般阻值都比較小，所以說用二線制原理即可進(jìn)行導(dǎo)通電阻的測試。

2.2 四線制電阻測試原理

上節(jié)介紹了兩線制測電阻原理，通過分析可以看出測得的實際電阻并不是待測電阻的實際值，有時候被測電阻的阻值本身很小，但是需要知道其相對比較準(zhǔn)確的阻值，這時如果用兩線制測試方法的話，外部引入的電阻本身便有可能大于待測電阻本身，測得的結(jié)果誤差相對較大。圖2-2是四線制測電阻原理圖，為避免由于測試設(shè)備本身及轉(zhuǎn)接電纜帶入的電阻誤差，可以將電壓表直接接到待測電阻兩端，從而由歐姆定律可以得出：

（2-3）

從上面公式可以看出四線制電阻原理圖可以比較精確地測量出被測物的實際阻值，減少由于系統(tǒng)內(nèi)部及接點電阻和轉(zhuǎn)接電纜帶來的誤差。

3. 絕緣電阻測試原理

航空電纜機上絕緣測試包括線線絕緣和線地絕緣，線線絕緣測試是為了避免兩根本來沒有導(dǎo)通關(guān)系的導(dǎo)線因絕緣層破裂或其它原因而存在導(dǎo)通關(guān)系的故障，線地絕緣測試則是為避免由于線纜絕緣層破裂或者接線錯誤造成線纜與機體接觸或者與接地樁誤連接引起的故障。絕緣測試的目的是測量線與線或線與地之間的絕緣電阻，常用的方法有串聯(lián)法測試電阻、并聯(lián)法測試絕緣電阻、電流電壓法以及電橋法測試絕緣電阻，其中電流電壓法測試絕緣電阻方法簡單，原理易懂，這里只討論串聯(lián)法測試原理。

圖3-1為電流電壓法原理圖，圖中 ES為電源電勢，Rx表示航空電纜線束的絕緣電阻，即待測電阻；Ri為電源內(nèi)阻，可通過實驗測得；R0為采樣電阻，為已知的電阻；采樣電阻R0兩端電壓U0可通過電壓表測得，為已知量；Rm為限流電阻，可用作限流或者抗干擾濾波，為已知電阻。對整個回路用歐姆定律可以得出測量回路上采樣電壓U0為：

（3-1）

通過變換以上等式Rx可以表示為：

（3-2）

因為為Rx絕緣電阻，一般條件下Rx>>Ri+Rm+R0，所以上式可以近似為：

（3-3）

通過電壓電流法即可得到被測電纜線束的絕緣阻值，從而可以判斷出電纜線束的絕緣性能。

4. 電子元器件測試原理

電子電氣元器件一般有繼電器、電容以及二極管，對于繼電器測試一般結(jié)合電纜的導(dǎo)通測試對其功能進(jìn)行了驗證，本文主要介紹電容及二極管的測試原理。

4.1 電容測試原理

通過電容測試儀可以測出電容實際值，但實際上該電容值是通過設(shè)備內(nèi)部經(jīng)過一定計算得出的，而并非直接測試得出的。電容測試過程實際上是電容的充電過程。將一恒定直流電壓源加在待測電容兩端給電容充電，在電容充電過程中可以實時測出電容兩側(cè)的電壓，當(dāng)電容兩端的電壓到達(dá)某一特定值的時候記錄充電時間，從而最終計算出其電容值，該方法即為直流測量法。