某新型航空发动机电缆自动测试系统研究

2012-11-20张振天王俊涛

中国新技术新产品 2012年14期

张振天郭旭李虹王俊涛

（中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁沈阳 110043）

概述

电缆测试主要是检测其导通性、导通电阻、绝缘电阻和抗电强度。传统的方法为手工测试，存在着测试可靠性差、方法不科学、速度慢等问题，已不适应现代生产的需要，亟需一种高效、可靠的自动化测试设备。为此，我们研制了电缆自动测试系统。

研究的主导思想是：在充分了解测试原理和工艺性能需求的基础上，利用现代的检测技术和计算机技术设计一套电缆自动测试系统，达到完全自动化的检测。力求操作方便，达到测试性能准确、测试过程完全自动化。同时增加实际需要的记录、管理等功能。操作者只需具备少量的计算机操作知识就能很快掌握。

测试系统具有自检功能，包括精度自检、继电器自检及接点自检。

1 系统的构成

如下图1所示

图1 电缆测试系统结构框图

电缆测试系统包括转接操作台（转接箱）、测试仪控制柜、计算机、显示器、打印机及联接电缆。计算机软件系统给控制器发出控制命令后，经译码、光电隔离、驱动，将控制命令送入测试总线，测试完成后从测试总线上读取测试数据。处理任务及主控角色都由计算机系统完成。我们预先编制好程序，存放于计算机中，再配合硬件功能模块，很方便地实现我们所需要的测试功能。

转接箱用于将被测电缆的各点转接到控制柜上。是被检测电缆与检测主体的连接窗口。需检测的电缆分别放置于电缆转接箱上，电缆通过航空插头与转接箱相连，做到一一对应的相连。

控制柜是模块式结构，各功能的实现依靠不同的功能模块（板卡）来实现，各个模块做成通用的标准机箱插卡形式，并且采用隔离设计，各个模块单独供电，信号全部采用去电隔离，防止由于单个元件失效而影响整个模块功能的情况、抗干扰。这样设计的好处是通用性较强，通过不同模块组合实现不同功能，方便快捷的根据需要来设计相应的系统。本测试系统具有512路电缆接点的测试通道，并可根据需要进行扩展。根据程序，自动完成对被测电缆的测试，自动判断被测电缆是否合格，并可显示、打印测试结果，且具有完善的自检功能。

2 系统工作原理

系统主要由基础单元和扩展基础单元组成，扩展基础单元是测试系统扩展硬件的基础。在这块电路板上，扩展继电器单元通过测试总线连接在一起。基础单元和扩展基础单元通过扩展测试电缆和扩展信号电缆相连接，从而使系统的测试能力增强。我们在设计中，尽量避免使用硬连接，而采用测试总线这一新技术，实现数据流、信息流的实时、分时传送，降低了设备成本和故障率。测试总线是我们根据测试对象而专门设计的一块无源模板。测试总线在计算机系统的控制下，负责各功能测试单元、继电器单元之间传递控制信息、测试信号、测试结果等。测试总线由两部分组成：一部分为测试用的控制总线和数据总线；另一部分为测试线。测试线将由继电器单元切换过来的被测接点连接到测试功能单元上。

下面具体说明：

2.1 测试总线单元

测试总线单元是测试系统硬件互相联系的基础。在这块电路板上，电源单元、导通单元、绝缘单元、继电器单元通过测试总线连接在一起，各个功能单元协同合作完成电缆测试工作。测试总线在计算机接口单元、各功能测试单元、继电器矩阵单元之间传递控制信息、测试信号等。由两部分组成：一部分为测试的控制总线和数据总线，另一部分为测试线，它将由继电器矩阵单元切换过来的被测节点连接到测试功能单元上。

2.2 导通测试单元

导通单元内部的接口电路根据接受到的控制信号将测试总线上的测试线切换到测试电路中，测试电路完成测试后，将测试结果通过测试总线上传给计算机。导通测试即是测量被测点之间的电阻值，并与标准阈值相比较，进而确定导通状况是否合格。

2.3 继电器矩阵单元

本系统采用计算机控制继电器来实现接点和测试仪表的切换。通过接点选择继电器的切换，可以使任意两个电缆接点切换到测试线上去，而将其它接点断开，通过功能选择继电器的切换，可以使两个测试线连接到相应的测试仪表上去完成测试。继电器采用高可靠性干簧继电器。

2.4 计算机接口单元

通过译码电路、光电隔离电路、总线驱动电路将计算机总线与测试总线相连。

3 系统工作流程

系统由专用计算机软件控制。主菜单包括自检、测试、设置等功能。其中，自检（继电器本身及测试精度）工作尤为重要，是整个测试系统的基础。“自检”功能可以自动检查系统的运行状况，人工检查不但烦琐而且易出错。“测试”是本系统的最重要功能，也是最常用的功能。测试完毕可进行打印、保存。打印功能将系统的信息及测试数据保存下来作为记录。系统在使用时，有很多参数需要修改，在“设置”选项内建立了与之有关的选项。每进行自检及测试工作都会生成测试文档作为数据保留，可随时查询调取。软件界面见图2。