某新型航空發(fā)動機電纜自動測試系統(tǒng)研究

張振天 郭 旭 李 虹 王俊濤

（中航工業(yè)沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽 110043）

概述

電纜測試主要是檢測其導通性、導通電阻、絕緣電阻和抗電強度。傳統(tǒng)的方法為手工測試，存在著測試可靠性差、方法不科學、速度慢等問題，已不適應現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，亟需一種高效、可靠的自動化測試設備。為此，我們研制了電纜自動測試系統(tǒng)。

研究的主導思想是：在充分了解測試原理和工藝性能需求的基礎上，利用現(xiàn)代的檢測技術和計算機技術設計一套電纜自動測試系統(tǒng)，達到完全自動化的檢測。力求操作方便，達到測試性能準確、測試過程完全自動化。同時增加實際需要的記錄、管理等功能。操作者只需具備少量的計算機操作知識就能很快掌握。

測試系統(tǒng)具有自檢功能，包括精度自檢、繼電器自檢及接點自檢。

1 系統(tǒng)的構成

如下圖1所示

圖1 電纜測試系統(tǒng)結構框圖

電纜測試系統(tǒng)包括轉接操作臺（轉接箱）、測試儀控制柜、計算機、顯示器、打印機及聯(lián)接電纜。計算機軟件系統(tǒng)給控制器發(fā)出控制命令后，經(jīng)譯碼、光電隔離、驅動，將控制命令送入測試總線，測試完成后從測試總線上讀取測試數(shù)據(jù)。處理任務及主控角色都由計算機系統(tǒng)完成。我們預先編制好程序，存放于計算機中，再配合硬件功能模塊，很方便地實現(xiàn)我們所需要的測試功能。

轉接箱用于將被測電纜的各點轉接到控制柜上。是被檢測電纜與檢測主體的連接窗口。需檢測的電纜分別放置于電纜轉接箱上，電纜通過航空插頭與轉接箱相連，做到一一對應的相連。

控制柜是模塊式結構，各功能的實現(xiàn)依靠不同的功能模塊（板卡）來實現(xiàn)，各個模塊做成通用的標準機箱插卡形式，并且采用隔離設計，各個模塊單獨供電，信號全部采用去電隔離，防止由于單個元件失效而影響整個模塊功能的情況、抗干擾。這樣設計的好處是通用性較強，通過不同模塊組合實現(xiàn)不同功能，方便快捷的根據(jù)需要來設計相應的系統(tǒng)。本測試系統(tǒng)具有512路電纜接點的測試通道，并可根據(jù)需要進行擴展。根據(jù)程序，自動完成對被測電纜的測試，自動判斷被測電纜是否合格，并可顯示、打印測試結果，且具有完善的自檢功能。

2 系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)主要由基礎單元和擴展基礎單元組成，擴展基礎單元是測試系統(tǒng)擴展硬件的基礎。在這塊電路板上，擴展繼電器單元通過測試總線連接在一起?；A單元和擴展基礎單元通過擴展測試電纜和擴展信號電纜相連接，從而使系統(tǒng)的測試能力增強。我們在設計中，盡量避免使用硬連接，而采用測試總線這一新技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)流、信息流的實時、分時傳送，降低了設備成本和故障率。測試總線是我們根據(jù)測試對象而專門設計的一塊無源模板。測試總線在計算機系統(tǒng)的控制下，負責各功能測試單元、繼電器單元之間傳遞控制信息、測試信號、測試結果等。測試總線由兩部分組成：一部分為測試用的控制總線和數(shù)據(jù)總線；另一部分為測試線。測試線將由繼電器單元切換過來的被測接點連接到測試功能單元上。

下面具體說明：

2.1 測試總線單元

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

2.2 導通測試單元

導通單元內部的接口電路根據(jù)接受到的控制信號將測試總線上的測試線切換到測試電路中，測試電路完成測試后，將測試結果通過測試總線上傳給計算機。導通測試即是測量被測點之間的電阻值，并與標準閾值相比較，進而確定導通狀況是否合格。

2.3 繼電器矩陣單元

本系統(tǒng)采用計算機控制繼電器來實現(xiàn)接點和測試儀表的切換。通過接點選擇繼電器的切換，可以使任意兩個電纜接點切換到測試線上去，而將其它接點斷開，通過功能選擇繼電器的切換，可以使兩個測試線連接到相應的測試儀表上去完成測試。繼電器采用高可靠性干簧繼電器。

2.4 計算機接口單元

通過譯碼電路、光電隔離電路、總線驅動電路將計算機總線與測試總線相連。

3 系統(tǒng)工作流程

系統(tǒng)由專用計算機軟件控制。主菜單包括自檢、測試、設置等功能。其中，自檢（繼電器本身及測試精度）工作尤為重要，是整個測試系統(tǒng)的基礎?！白詸z”功能可以自動檢查系統(tǒng)的運行狀況，人工檢查不但煩瑣而且易出錯。“測試”是本系統(tǒng)的最重要功能，也是最常用的功能。測試完畢可進行打印、保存。打印功能將系統(tǒng)的信息及測試數(shù)據(jù)保存下來作為記錄。系統(tǒng)在使用時，有很多參數(shù)需要修改，在“設置”選項內建立了與之有關的選項。每進行自檢及測試工作都會生成測試文檔作為數(shù)據(jù)保留，可隨時查詢調取。軟件界面見圖2。

圖2 控制軟件界面圖

測試總體流程：測試開始→輸入被測電纜圖號→根據(jù)提示連接被測電纜、進行測試、打印和保存。

結語

本文所介紹的設備設計研制過程，大大縮短了新設備的研制周期。通過這個項目，提高了企業(yè)技術中心的設計研制能力，建立了新的設備設計、制造平臺，為提升國內設備設計制造水平開辟了一條新路。以往的應用成果表明，這種設計研制的方法，不僅提高了設備的技術先進性，而且符合生產(chǎn)工作實際需要。

[1]周明德.微型計算機硬件軟件及其應用[M].清華大學出版社.

[2]盧文科.實用電子測量技術極其電路精解[M].北京：國防工業(yè)出版社，2001.