民用飛機(jī)全機(jī)自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試原理及新方法研究

韓建賓陳峰王豐超丁紅瑜

（1.上海飛機(jī)制造有限公司，上海 200436；2.上海交通大學(xué)，上海 200240）

民用飛機(jī)全機(jī)自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試原理及新方法研究

韓建賓1，2陳峰1王豐超1丁紅瑜1

（1.上海飛機(jī)制造有限公司，上海 200436；2.上海交通大學(xué)，上海 200240）

民用飛機(jī)全機(jī)電纜完整性測(cè)試（WIT）主要分為導(dǎo)通測(cè)試和絕緣測(cè)試。本文主要介紹了自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試的基本原理，討論了如何把工程文件中的導(dǎo)通表整理、編制成符合測(cè)試要求的形式，制定一套標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一的編程方法，以符合全機(jī)電纜完整性測(cè)試（WIT）進(jìn)入自動(dòng)化之后的新要求。

全機(jī)導(dǎo)通 電纜完整性測(cè)試（WIT） 測(cè)試程序

1 前言

民用飛機(jī)全機(jī)電纜完整性測(cè)試（Wire Integrity Testing，簡(jiǎn)稱WIT）為飛機(jī)的供電和通訊提供了強(qiáng)有力的保證。在自動(dòng)導(dǎo)通設(shè)備引入前只能進(jìn)行人工導(dǎo)通，需四到五組人員用萬(wàn)用表逐條對(duì)導(dǎo)通關(guān)系進(jìn)行測(cè)量。在此過程中，質(zhì)保人員需要全程監(jiān)控，測(cè)試完成后，還需要核查大量不易保存的紙質(zhì)測(cè)試報(bào)告，不僅花費(fèi)了大量時(shí)間，工作的質(zhì)量也難以得到保證［1］。引入WIT自動(dòng)導(dǎo)通設(shè)備后，全機(jī)測(cè)試僅需1個(gè)小時(shí)就能完成，測(cè)試報(bào)告在測(cè)試完成后立刻生成。報(bào)告中明確標(biāo)注了每條測(cè)試的基本信息、測(cè)試參數(shù)以及測(cè)試結(jié)果，質(zhì)保人員可通過軟件對(duì)其進(jìn)行比對(duì)，測(cè)試報(bào)告可直接將上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可追溯性強(qiáng)［2-5］。這使得WIT在精度、效率、質(zhì)量過程控制等方面都有了極大的提升。目前WIT自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試已有眾多成功的應(yīng)用案例，取得了很好的效果，如美國(guó)的貝爾V-22、阿帕奇直升機(jī)以及中國(guó)南車的動(dòng)車組等。

圖1 某型飛機(jī)的導(dǎo)通表

圖2 合并后的導(dǎo)通表

2 導(dǎo)通、絕緣測(cè)試要求與原理

2.1 自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試要求

WIT自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試包括導(dǎo)通測(cè)試和絕緣測(cè)試。導(dǎo)通測(cè)試是對(duì)線束加工與設(shè)計(jì)文件的符合性的驗(yàn)證。直流電壓不應(yīng)超過28V，電流的大小不應(yīng)造成電路任何部件的損壞。絕緣測(cè)試是驗(yàn)證導(dǎo)線在加工過程中絕緣層有無損壞。測(cè)試使用的電壓在50V-500V之間。故障電流（短路電流）不應(yīng)超過5mA（短路電流）。需要在設(shè)備電壓和電流穩(wěn)定后才能進(jìn)行測(cè)試。

圖3 地址編號(hào)

圖4 網(wǎng)絡(luò)排序

圖5 使用函數(shù)搜索地址

圖6 賦地址

圖7 增加測(cè)試代碼

2.2 自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試基本原理

測(cè)試程序需包含下列三種指令：

（1）Test parameter（測(cè)試參數(shù)）用于設(shè)定測(cè)試的條件，須包含下列信息：Tag Name（測(cè)試參數(shù)代號(hào)），Test Device（測(cè)試儀表），Stimulus（激勵(lì)），Limit（s）（測(cè)試合格值），Test Duration（測(cè)試時(shí)間），如例1所示：

C SMU 0.500A ＜8.000 00.100S 00.050T

例1 測(cè)試參數(shù)指令

這是一個(gè)導(dǎo)通試驗(yàn)的測(cè)試參數(shù)，參數(shù)之間以空格分隔?！癈”是測(cè)試參數(shù)代號(hào)；“S M U”是儀表名稱；“0.5 0 0 A”代表激勵(lì)電流為0.500A；“＜8.000”代表當(dāng)阻值小于8歐姆時(shí)，測(cè)試通過；“00.100S”代表最長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間為0.1秒；“00.050T”代表最短測(cè)試時(shí)間0.05秒。

（2）Test instruction（測(cè)試指令）用于設(shè)定測(cè)試的地址及其方式與參數(shù)，須包含下列信息：Parameter Tag（測(cè)試參數(shù)代號(hào)），Switching Code（測(cè)試方式代號(hào)，簡(jiǎn)稱測(cè)試代號(hào)），Test Address（測(cè)點(diǎn)地址），如例2所示：

表1 ACT文件

X607

C5303

例2 測(cè)試指令

例2中，“X”用于設(shè)定輸出地址，“607”為輸出地址；“C”表示進(jìn)行兩點(diǎn)測(cè)試，且設(shè)定了輸入地址，“5303”為輸入地址。

（3）Directives （進(jìn)階控制指令） 這個(gè)指令可用于對(duì)測(cè)試程序進(jìn)行選擇性控制，例如一般用于絕緣測(cè)試的“D T B”指令。在沒有“DTB”指令前，每測(cè)一次后都要等待最長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)行下一次測(cè)試；而引入“DTB”指令后，則會(huì)視測(cè)試過程中的具體情況來決定等待時(shí)間的長(zhǎng)短。具體操作流程為：首先激活“DTB”指令，測(cè)試機(jī)隨即升壓，在等待最短測(cè)試時(shí)間后進(jìn)行測(cè)量并判斷，若測(cè)試通過（PASS）則降壓并進(jìn)行下一步測(cè)試；若測(cè)試未通過（FAIL）則保持測(cè)試電壓持續(xù)測(cè)量至最長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間，并根據(jù)最后一次測(cè)量數(shù)據(jù)判定測(cè)試結(jié)果是否通過，隨后放電再進(jìn)行下一個(gè)測(cè)試。引入“DTB”指令后不必每次都等很長(zhǎng)時(shí)間，從而提高了測(cè)試的智能化程度和測(cè)試效率。

除了測(cè)試程序，ACT文件（相應(yīng)地址表，全稱為Address Correspondence Table）也是必不可少的。ACT文件是用來設(shè)定測(cè)試點(diǎn)地址與線束連接器插針地址對(duì)應(yīng)關(guān)系的文件，規(guī)定了線束中各連接器的每一插針與測(cè)試點(diǎn)的連接方法。每一線束應(yīng)有其唯一的ACT，且必須使用“DIT-MCO”所提供的“ACE”（DOS）或“TestEdit”（Windows）程序編輯此文件。ACT文件需以“.UT”為其擴(kuò)展名，因此也稱為“UT文件”。表1是某型飛機(jī)的自動(dòng)導(dǎo)通試驗(yàn)中ACT文件的一部分，清楚地給出了線束連接器插針的地址。

3 自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試程序編制方法

3.1 程序編制基本過程

在某型飛機(jī)自動(dòng)導(dǎo)通試驗(yàn)中，根據(jù)飛機(jī)狀態(tài)和實(shí)際情況，制定了相應(yīng)的編程方案。在編程過程中合理運(yùn)用辦公軟件的數(shù)據(jù)處理功能，首先將工裝電纜中的對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成機(jī)上設(shè)備中每個(gè)針和孔的地址，然后整理設(shè)計(jì)給出的導(dǎo)通表，統(tǒng)一格式后進(jìn)行尋址，相應(yīng)的地址加上測(cè)試代碼形成測(cè)試指令用于測(cè)試。

3.2 導(dǎo)通測(cè)試程序編制方法

（1）確定試驗(yàn)對(duì)象，編制導(dǎo)通關(guān)系。此時(shí)需先核查WIT開始之前機(jī)上的狀態(tài)，由設(shè)計(jì)匯總后給出最優(yōu)的導(dǎo)通表，導(dǎo)通表在保證完整的同時(shí)也要兼顧測(cè)試的效率和可操作性。圖1顯示的是一個(gè)典型的導(dǎo)通表，各列所代表的含義可參見例1。

圖1中的導(dǎo)通關(guān)系可分為“點(diǎn)到點(diǎn)”和“點(diǎn)到地”兩種，其中第8、9條導(dǎo)通關(guān)系（GND）屬于“點(diǎn)到地”，其他屬于“點(diǎn)到點(diǎn)”。

（2）整理導(dǎo)通表，根據(jù)圖1中導(dǎo)通表的特點(diǎn)進(jìn)行整理，合并從端、到端的連接器和孔號(hào)，以“-”相連。在“從端”和“到端”兩列中插入函數(shù)“CONCATENATE”，以合并文本的方式，將連接器和針孔號(hào)合在一起，并在中間以“-”相隔。合并完成后表格如圖2所示。

（3）賦地址。為了便于批量賦予地址，并直接用于編程，需要對(duì)導(dǎo)通關(guān)系的格式做調(diào)整。步驟如下：

在從端、到端前加上一個(gè)序號(hào)，從“NET001”開始，如圖3所示。

以“NET”開頭寓意每條導(dǎo)通關(guān)系代表了電路流通網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)分支。完成編號(hào)后，將“編號(hào)（從）”、“從端”、“編號(hào)（到）”、“到端”，這四列復(fù)制出來，放在另一張工作表中，復(fù)制時(shí)直接將“編號(hào)（到）”、“到端”復(fù)制到“編號(hào)（從）”、“從端”下方，然后按第一列進(jìn)行排序，次序?yàn)樯颍鐖D4所示。

按照此方法排序，從端在上，到端在下，在同一列中出現(xiàn)（如“NET003”中，“P1-3411-5”是“從端”，“P1-3411-17”是“到端”）。

使用函數(shù)“VLOOKUP”，搜尋出從、到端相對(duì)應(yīng)的地址，函數(shù)使用方法如圖5所示。

選中“C2”格，選中函數(shù)“VLOOKUP”。函數(shù)參數(shù)窗口的第一行“Lookup_value”中選中“B2”格，代表需要搜索的值是“P1-3411-1”；第二行“Table_array”中選中工作表“UT”中的A、B兩列，這是“UT文件”，代表需要在這個(gè)數(shù)據(jù)表中搜索數(shù)據(jù)，A列為“設(shè)備號(hào)-針孔號(hào)”，B列為相對(duì)應(yīng)的地址；“Col_index_num”中輸入2，代表滿足條件的單元格在“Table_array”中的列序號(hào)，找到“P1-3411-1”后，輸出的結(jié)果是該行的第2列，即地址信息；“Range_lookup”輸入“0”代表大致搜索。結(jié)果如圖6所示。

（4）添加測(cè)試代號(hào)，對(duì)于導(dǎo)通程序，在從端前面加上“X”，到端前面加上“C”。測(cè)試程序如圖7所示。

在“TESTEDIT”軟件中新建程序文件（后綴名：.ro），加上測(cè)試參數(shù)，將圖7中程序一列復(fù)制到程序文件中，完成導(dǎo)通測(cè)試程序。

（5）在后續(xù)架次中，如果工程文件發(fā)生更改，導(dǎo)通關(guān)系有變化。先根據(jù)編號(hào)找出導(dǎo)通關(guān)系，對(duì)相應(yīng)的從、到端直接更改，然后使用“VLOOKUP”函數(shù)重新尋址即可。無需重復(fù)操作，可節(jié)約測(cè)試時(shí)間。

3.3 絕緣測(cè)試程序編制方法

絕緣試驗(yàn)中使用的程序，測(cè)試指令的編制方法與導(dǎo)通試驗(yàn)基本相同。注意以下幾點(diǎn)：

（1）根據(jù)規(guī)定，經(jīng)過繼電器線圈、二極管等電子模塊的線路無需進(jìn)行絕緣測(cè)試。

（2）導(dǎo)通關(guān)系都由兩端組成，選取其中一端即可（一般選取地址較低的一端）。

絕緣試驗(yàn)的測(cè)試指令如例3所示。

X1023

FC344

FC2012

FC5630

例3

例3用于“點(diǎn)對(duì)地”的絕緣測(cè)試。

“X”后面跟的地址表示輸入地址，地址1023是一個(gè)“地”的地址點(diǎn)。“FC”中的“F”是測(cè)試參數(shù)代號(hào)，“C”是測(cè)試方式代號(hào)，后面跟的是輸入地址，且“C”表示該測(cè)試是兩點(diǎn)測(cè)試。

絕緣試驗(yàn)的測(cè)試參數(shù)如例4所示。

F SMU 500V ＞30.000M 00.300S 00.100T

例4

激勵(lì)電壓500V，當(dāng)阻值大于30M歐姆時(shí)，測(cè)試通過。

4 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)導(dǎo)通設(shè)備的引入能提高全機(jī)電纜測(cè)試的完整性，準(zhǔn)確性，從而保障飛機(jī)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定。本文分析了自動(dòng)導(dǎo)通測(cè)試的原理，對(duì)導(dǎo)通表進(jìn)行整理和編程，在編程過程中大量使用了辦公軟件的數(shù)據(jù)處理能力和文檔編輯能力，大大節(jié)約了技術(shù)人員前期準(zhǔn)備的時(shí)間，提高了工作效率。

［1］蘇建軍，鄭永豐，于功敬，等.便攜式電纜測(cè)試儀的設(shè)計(jì)［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2006，14 （11）：1585-1588.

［2］李蘋慧，林輝.航空整機(jī)電纜自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2010，18 （4）：789-791.

［3］蔡軍，張嬋.基于工控機(jī)的航空電纜通用測(cè)試系統(tǒng)［J］.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2007，20（5）：46-47.

［4］韓沛岑，楊慶華.電纜完整性測(cè)試中測(cè)試矩陣的生成［J］.制造業(yè)自動(dòng)化，2013，35（11）：31-33.

［5］陳園，趙轉(zhuǎn)萍，基于CAN總線的航空電纜測(cè)試系統(tǒng)分布機(jī)研究［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2011，34（6）：25-27.

The civil aircraft wire integrity testing （WIT）mainly includes conduction testing and insulation testing. Here we introduced the theory of automatic conduction testing. The method of making connection table into standard form so as to meet the requirement of automatic WIT is also discussed.

whole plane conduction wire integrity testing（WIT） Test procedure

韓建賓，男，1980年生，工程師，上海飛機(jī)制造有限公司飛機(jī)總裝車間副主任，上海交通大學(xué)工程碩士研究生。