衛(wèi)星熱響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

江 浩，宋 歌，張學(xué)迅，張 鵬

(上海衛(wèi)星裝備研究所，上海 200240)

0 引言

為使衛(wèi)星的熱參數(shù)，如溫度、溫度差和溫度梯度等滿足總體設(shè)計(jì)要求，必須進(jìn)行正確的熱控設(shè)計(jì)，熱控分系統(tǒng)是衛(wèi)星眾多重要系統(tǒng)之一[1]。圖1所示為典型的由加熱器-熱敏電阻組成的熱控加熱回路，加熱器及熱敏電阻在粘貼完畢后，其接線需按照設(shè)計(jì)文件分別接焊接到衛(wèi)星指定的接插件的指定點(diǎn)上。在回路安裝完畢后，必須進(jìn)行熱響應(yīng)測(cè)試以驗(yàn)證該回路安裝正確。一般而言，熱響應(yīng)測(cè)試包含以下內(nèi)容及步驟：

圖1 熱響應(yīng)待測(cè)回路示意圖

1)加熱器及熱敏電阻接線與星上接插件節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)接入關(guān)系及加熱器阻值測(cè)試；

2)加熱器與熱敏電阻安裝對(duì)應(yīng)關(guān)系測(cè)試。

由于加熱器及熱敏電阻都有一定的阻值，第一項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容實(shí)際上等效于電纜-負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)通絕緣及阻值測(cè)試。程海峰[2]研制了整星低頻電纜網(wǎng)自動(dòng)測(cè)試儀，實(shí)現(xiàn)了電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣狀態(tài)的自動(dòng)測(cè)試；劉澤元[3]設(shè)計(jì)了一套基于PXI總線的航天器熱試驗(yàn)加熱電纜絕緣自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，通過繼電器矩陣切換加熱電纜接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了多芯電纜自動(dòng)掃描以及對(duì)地絕緣電阻的測(cè)量。魏鵬[4]與江浩[5]同樣利用萬用表加開關(guān)矩陣切換待測(cè)回路節(jié)點(diǎn)的原理分別開發(fā)了衛(wèi)星電纜導(dǎo)通絕緣自動(dòng)測(cè)試儀及星上熱控回路阻值測(cè)試系統(tǒng)。蘇建軍、宋宏江等[6-8]基于嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)，分別開發(fā)了便攜導(dǎo)彈電纜測(cè)試儀及數(shù)字式電纜測(cè)試儀，可以實(shí)現(xiàn)電纜的導(dǎo)通測(cè)試和絕緣測(cè)抗電強(qiáng)度測(cè)試。第二項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容，主要利用電源對(duì)加熱器進(jìn)行加熱，然后測(cè)量對(duì)應(yīng)熱敏電阻的溫度變化來驗(yàn)證加熱器與熱敏電阻的對(duì)應(yīng)安裝關(guān)系。韓熙[9]設(shè)計(jì)了真空熱實(shí)驗(yàn)參考點(diǎn)熱響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)，然而該方案僅適用于3個(gè)已知節(jié)點(diǎn)連接特性參考點(diǎn)熱響應(yīng)測(cè)試。孫興華[10]設(shè)計(jì)了真空熱試驗(yàn)熱響應(yīng)測(cè)試程序，適用于電源-加熱器-測(cè)溫元件一一對(duì)應(yīng)的場(chǎng)合，可快速檢測(cè)加熱點(diǎn)與測(cè)溫點(diǎn)的熱響應(yīng)關(guān)系。

實(shí)際在進(jìn)行星上熱響應(yīng)測(cè)試時(shí)，加熱器及熱敏電阻回路不僅對(duì)應(yīng)關(guān)系復(fù)雜，存在一點(diǎn)加熱多點(diǎn)測(cè)量的情況，配備的加熱電源也僅有一臺(tái)。因此，目前的熱響應(yīng)測(cè)試模式還是依靠測(cè)試人員手動(dòng)將電源接入到某一加熱片并控制電源上電加熱，另一測(cè)試人員使用萬用表逐點(diǎn)測(cè)試熱敏電阻阻值，然后查熱敏電阻溫度映射表計(jì)算溫度并人工判斷對(duì)應(yīng)關(guān)系這一方法。該方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，出錯(cuò)概率也較高，因此急需開發(fā)能夠一次滿足兩項(xiàng)測(cè)試內(nèi)容的自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。

根據(jù)星上熱響應(yīng)測(cè)試任務(wù)需求，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于虛擬儀器的自動(dòng)化熱響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)，通過使用模塊化的數(shù)字萬用表、矩陣開關(guān)及程控電源，在軟件的控制下自動(dòng)完成熱控回路的熱響應(yīng)各項(xiàng)測(cè)試任務(wù)，具有測(cè)試自動(dòng)化程度及效率高，使用方便靈活，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。

1 測(cè)試需求及原理

根據(jù)衛(wèi)星熱響應(yīng)測(cè)試需求，系統(tǒng)應(yīng)該能夠自動(dòng)檢測(cè)加熱器、熱敏電阻的節(jié)點(diǎn)連接特性，阻值特性及其熱響應(yīng)關(guān)系，并根據(jù)用戶輸入的設(shè)計(jì)文件內(nèi)容進(jìn)行合格性判斷，自動(dòng)保存測(cè)試結(jié)果并生成指定格式報(bào)表。測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)具備圖形化操作界面，用戶可以對(duì)常用測(cè)試選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，具備溫度，電流，電壓超限安全保護(hù)功能。測(cè)試系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)如下：

1)測(cè)試接入節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)：120個(gè)；

2)加熱最大功率：600 W，最大電流：4A，最大電壓：150 V；

3)程控電流精度：0.5%設(shè)定值，程控電壓精度：0.25%設(shè)定值；

4)阻值測(cè)量精度：0.1+0.01%FS；

5)適配接插件型號(hào)：13種。

根據(jù)測(cè)試需求，測(cè)試系統(tǒng)硬件采用程控電源，矩陣開關(guān)及數(shù)字萬用表的設(shè)計(jì)方案。其核心是通過切換矩陣開關(guān)將待測(cè)回路的不同節(jié)點(diǎn)接入程控直流電源或數(shù)字萬用表，實(shí)現(xiàn)回路加電以及阻值或溫度測(cè)試。圖2所示為矩陣開關(guān)切換指定待測(cè)節(jié)點(diǎn)并將其接入阻值測(cè)試或加熱回路原理圖。當(dāng)行開關(guān)接入的是數(shù)字萬用表時(shí)，列1行1及列2行2的開關(guān)閉合時(shí)，構(gòu)成了回路節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2之間電阻測(cè)試回路。同理，如當(dāng)行開關(guān)接入的是程控電源時(shí)，列1行1及列2行2的開關(guān)閉合時(shí)，構(gòu)成了回路節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)2之間的加熱回路。熱響應(yīng)測(cè)試時(shí)，閉合連接程控電源矩陣開關(guān)的不同列接頭將加熱回路中指定的加熱器接入直流電源的輸出端，上位機(jī)控制直流電源對(duì)其加電。同時(shí)，上位機(jī)控制數(shù)字萬用表及其連接矩陣開關(guān)掃描測(cè)量熱敏電阻的阻值，并根據(jù)熱敏電阻阻值-溫度分度表計(jì)算對(duì)應(yīng)的溫度，獲得指定加熱器加熱時(shí)所有測(cè)溫點(diǎn)的溫升情況，即可判斷加熱器-熱敏電阻的響應(yīng)關(guān)系。

圖2 矩陣開關(guān)切換測(cè)試示意圖

2 硬件設(shè)計(jì)及選型

圖3所示為熱響應(yīng)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖。圖中上位機(jī)與PXI機(jī)箱及直流電源通過網(wǎng)線連接通信。兩塊2*128矩陣開關(guān)板卡及數(shù)字萬用表插在PXI機(jī)箱內(nèi)，機(jī)箱的背板插槽為其供電并交互數(shù)據(jù)。其中一個(gè)矩陣開關(guān)兩個(gè)行開關(guān)接頭與數(shù)字萬用表的正負(fù)表柱相連接，列開關(guān)接頭與Y2-120TK航空插座相連接，另一個(gè)矩陣開關(guān)兩個(gè)行開關(guān)接頭程控直流電源輸出正負(fù)極相連接，列開關(guān)接頭與Y2-120TK航空插頭相連接座。這兩個(gè)航空插頭是連接測(cè)試系統(tǒng)與星上待測(cè)回路的統(tǒng)一接口。

圖3 熱響應(yīng)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

由于星上待測(cè)回路的接口形式多樣，因此制作不同規(guī)格的轉(zhuǎn)接電纜共13根，每根電纜的一端為Y2-120ZJ航空插頭與測(cè)試系統(tǒng)相連接，另一端根據(jù)實(shí)際需求連接了不同形式的接插件并與待測(cè)回路的星上接出接插件相匹配，對(duì)實(shí)際衛(wèi)星型號(hào)基本上做到了全覆蓋。轉(zhuǎn)接電纜決定了待測(cè)回路節(jié)點(diǎn)與測(cè)試系統(tǒng)的矩陣開關(guān)列開關(guān)接頭之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使用時(shí)根據(jù)需實(shí)際情況正確選擇。表1列出了轉(zhuǎn)接電纜編號(hào)、星上回路接插件型號(hào)、接頭節(jié)點(diǎn)編號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表1 轉(zhuǎn)接電纜接頭型號(hào)及節(jié)點(diǎn)編號(hào)對(duì)應(yīng)表

3 軟件設(shè)計(jì)

測(cè)試軟件部分基于LabVIEW開發(fā)，它是美國(guó)國(guó)家儀器(NI)公司研制的程序開發(fā)環(huán)境。LabVIEW被稱為“G”語言，即圖形化編程語言[11-12]，其核心是“數(shù)據(jù)流”，通過數(shù)據(jù)在連線上的流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)程序流程的控制及功能的實(shí)現(xiàn)，是測(cè)試測(cè)量領(lǐng)域主流工具[13]

3.1 軟件模塊及架構(gòu)

熱響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)軟件根據(jù)測(cè)試的功能需求將軟件分為節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系及阻值測(cè)試、熱響應(yīng)測(cè)試及數(shù)據(jù)管理三大模塊，每個(gè)模塊包含若干個(gè)小的功能模塊，如圖4所示。

圖4 軟件功能模塊

整個(gè)軟件在測(cè)試時(shí)，需要對(duì)電源，矩陣開關(guān)及數(shù)字萬用表進(jìn)行控制，同時(shí)響應(yīng)用戶的指令并實(shí)時(shí)更新顯示測(cè)試數(shù)據(jù)，是一個(gè)典型的并發(fā)式多線程任務(wù)。為此，軟件設(shè)計(jì)時(shí)采用了Labview的操作者框架(Actor Framework)。操作者框架是一個(gè)軟件類庫(kù)，用以支持編寫有多個(gè)獨(dú)立運(yùn)行且相互間可通信的應(yīng)用程序。在該類型應(yīng)用程序中，每個(gè)操作者(Actor)執(zhí)行著一組獨(dú)立的系統(tǒng)任務(wù)，操作者本身維持著自己的內(nèi)部狀態(tài)，并通過統(tǒng)一接口形式的消息(Message)與其它的操作者相互通信[14-15]。本軟件基本架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

圖中主界面為根操作者，測(cè)試控制為其嵌套操作者，矩陣開關(guān)控制、程控電源控制、數(shù)字萬用表控制及數(shù)據(jù)庫(kù)操作又作為測(cè)試控制的底層嵌套操作者。主界面接受用戶各種輸入，并將其傳遞給測(cè)試控制。測(cè)試控制相當(dāng)于軟件的大腦，在后臺(tái)運(yùn)行，根據(jù)用戶輸入將測(cè)試任務(wù)分解為矩陣開關(guān)、萬用表及程控電源的動(dòng)作。矩陣開關(guān)、萬用表及程控電源在測(cè)試控制下相互配合完成測(cè)試過程，同時(shí)以消息的形式向測(cè)試控制發(fā)送自身產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，測(cè)試控制接收后向主界面發(fā)送并顯示。數(shù)據(jù)管理操作者完成數(shù)據(jù)管理任務(wù)，它不操作設(shè)備硬件，主要涉及的是文件及數(shù)據(jù)庫(kù)操作。在圖5所示的架構(gòu)下，消息僅在根操作者與其嵌套操作者中之間傳遞，同一層級(jí)的操作者實(shí)現(xiàn)了相互解耦，可極大提高代碼的復(fù)用性。

3.2 節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系及阻值測(cè)試

用戶在使用時(shí)，需導(dǎo)入待測(cè)回路設(shè)計(jì)表，選擇轉(zhuǎn)接電纜型號(hào)，輸入待測(cè)回路名稱，該回路名稱將是最終生成的數(shù)據(jù)文件名稱的一部分。開始測(cè)試后，軟件根據(jù)輸入的轉(zhuǎn)接電纜型號(hào)調(diào)取轉(zhuǎn)接電纜數(shù)據(jù)庫(kù)中內(nèi)容判斷設(shè)計(jì)表中的待測(cè)回路與轉(zhuǎn)接電纜是否匹配，如成功匹配則進(jìn)入連接關(guān)系及阻值測(cè)試，不成功則提示用戶檢查轉(zhuǎn)接電纜及待測(cè)回路設(shè)計(jì)表。連接關(guān)系測(cè)試等同于電纜-負(fù)載網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)通絕緣及阻值測(cè)試。軟件首先將數(shù)字萬用表置于最大量程，采用二分法測(cè)試接入網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的導(dǎo)通絕緣關(guān)系，該方法相比星上熱控回路阻值測(cè)試系統(tǒng)[5]中所采用的遍歷法可大大節(jié)省測(cè)試時(shí)間。導(dǎo)通絕緣測(cè)試結(jié)束后對(duì)比待測(cè)回路設(shè)計(jì)表，判斷兩種形式的不合格：應(yīng)連通節(jié)點(diǎn)絕緣及應(yīng)絕緣節(jié)點(diǎn)連通。完成上述步驟后，軟件根據(jù)所測(cè)連通節(jié)點(diǎn)的最大阻值設(shè)置合適的量程，再次測(cè)量連通節(jié)點(diǎn)的阻值，在測(cè)量時(shí)會(huì)減去轉(zhuǎn)接電纜數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的線纜內(nèi)阻以保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。測(cè)量結(jié)束后軟件判斷第三種形式的不合格：阻值超限。所有測(cè)試結(jié)果將以表格形式呈現(xiàn)，如圖6所示。如果測(cè)試結(jié)果與待測(cè)回路設(shè)計(jì)表中的連通節(jié)點(diǎn)及阻值對(duì)比判斷合格，表明待測(cè)熱控回路第一項(xiàng)測(cè)試通過。

圖6 導(dǎo)通絕緣及阻值測(cè)試結(jié)果

3.3 熱響應(yīng)測(cè)試

熱敏電阻及加熱器回路的連接關(guān)系測(cè)試通過后，執(zhí)行熱響應(yīng)測(cè)試。用戶需要導(dǎo)入熱敏電阻回路設(shè)計(jì)表，加熱器回路設(shè)計(jì)表，熱敏電阻-加熱器熱響應(yīng)設(shè)計(jì)表，選擇兩種回路的轉(zhuǎn)接電纜。用戶還需輸入加熱時(shí)間(分鐘)、加熱功率(W，該輸入帶保護(hù)功能，最大上限為30 W)、以及合格溫升(℃)。熱響應(yīng)測(cè)試帶有保護(hù)功能，用戶輸入保護(hù)溫度，保護(hù)電流(A)及保護(hù)電壓(V)。

熱響應(yīng)測(cè)試時(shí)，軟件同樣先執(zhí)行輸入匹配性檢查，確?；芈忿D(zhuǎn)接電纜型號(hào)與設(shè)計(jì)表相對(duì)應(yīng)，同時(shí)檢查確認(rèn)熱敏電阻-加熱器熱響應(yīng)設(shè)計(jì)表中各熱敏電阻及加熱器均包含在導(dǎo)入的熱敏電阻回路及加熱器回路設(shè)計(jì)表中。匹配性檢查通過后，軟件將根據(jù)熱敏電阻-加熱器熱響應(yīng)設(shè)計(jì)表中的加熱器名稱逐一按照設(shè)置的加熱時(shí)間和加熱功率來為各加熱器加電，同時(shí)掃描測(cè)量熱敏電阻回路各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的阻值并轉(zhuǎn)換為溫度。每完成一個(gè)加熱器加熱，根據(jù)用戶輸入的合格溫升作為判斷響應(yīng)的依據(jù)，從而得出與其響應(yīng)的所有熱敏電阻。當(dāng)所有加熱器均加熱完畢后，即可得到整個(gè)回路的加熱器-熱敏電阻熱響應(yīng)關(guān)系，并與用戶導(dǎo)入的熱響應(yīng)設(shè)計(jì)表對(duì)比以判斷合格性。不合格包含兩種情況：加熱器加熱后設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的熱敏電阻未響應(yīng)以及非設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的熱敏電阻產(chǎn)生了響應(yīng)。軟件在執(zhí)行檢測(cè)任務(wù)時(shí)持續(xù)監(jiān)控所有熱敏電阻的溫度，電源電流及電壓，任一數(shù)據(jù)超限即發(fā)出警報(bào)并將電源輸出置零后關(guān)閉，打開所有開關(guān)節(jié)點(diǎn)，以保護(hù)回路及衛(wèi)星安全。

圖7所示為熱響應(yīng)測(cè)試結(jié)果，圖中最上方顯示了當(dāng)前加熱器名稱，實(shí)時(shí)加熱時(shí)間、功率及電流。圖中上方左側(cè)為所有測(cè)溫?zé)崦綦娮璧漠?dāng)前溫度及加熱前溫度，右側(cè)則以圖形的形式顯示了所有測(cè)溫點(diǎn)的溫度-時(shí)間曲線。最右側(cè)為報(bào)警指示燈。圖中最下方為熱響應(yīng)溫升匯總表，匯總了每一個(gè)加熱器加熱后，所有熱敏電阻的溫升情況。熱響應(yīng)符合設(shè)計(jì)表的不做標(biāo)記；對(duì)于前述第一種熱響應(yīng)不合格，在對(duì)應(yīng)的行列做出藍(lán)色標(biāo)記；對(duì)于第二種熱響應(yīng)不合格，在對(duì)應(yīng)的行列做出紅色標(biāo)記。通過圖形和表格的形式實(shí)時(shí)顯示加熱和溫度情況，不僅提供的信息全面豐富，而且也非常直觀。

圖7 熱響應(yīng)測(cè)試結(jié)果顯示

3.4 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理包含轉(zhuǎn)接電纜數(shù)據(jù)管理，測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，報(bào)表生成以及歷史數(shù)據(jù)查看等功能。轉(zhuǎn)接電纜數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)了轉(zhuǎn)接電纜名稱、接插件型號(hào)、接插件節(jié)點(diǎn)與測(cè)試系統(tǒng)的矩陣開關(guān)列開關(guān)接頭之間對(duì)應(yīng)關(guān)系以及轉(zhuǎn)接電纜內(nèi)阻等信息。轉(zhuǎn)接電纜數(shù)據(jù)管理功能支持增加、編輯及刪除轉(zhuǎn)接電纜的功能。如因測(cè)試需要新制作了轉(zhuǎn)接電纜，可以通過該功能將其加入數(shù)據(jù)庫(kù)中型號(hào)。測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在每次測(cè)試結(jié)束后自動(dòng)執(zhí)行，文件格式為TDMS且不可編輯，保證原始數(shù)據(jù)的安全性；報(bào)表生成功能則將原始數(shù)據(jù)保存為用戶指定格式的Excel報(bào)表。表2(a)所示為熱敏電阻回路節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系測(cè)試報(bào)表，包含了熱敏電阻的節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系及合格性判斷，由于熱敏電阻阻值與溫度有關(guān)，對(duì)其合格性判斷不包含對(duì)阻值范圍的判斷。表2(b)所示為加熱器回路節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系及阻值測(cè)試報(bào)表，同樣包含了回路節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系以及合格性判斷，其合格性除了連接關(guān)系之外還包含了對(duì)阻值范圍的判斷。報(bào)表內(nèi)容豐富，方便查看。

表2 節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系及阻值測(cè)試報(bào)表

熱響應(yīng)測(cè)試報(bào)表，由多個(gè)頁面組成，內(nèi)容為每一個(gè)加熱器對(duì)應(yīng)的熱響應(yīng)測(cè)試結(jié)果、合格性判斷及溫升匯總表。單個(gè)加熱器的報(bào)表中包含了每個(gè)加熱器的名稱、接插件型號(hào)、節(jié)點(diǎn)編號(hào)、設(shè)計(jì)響應(yīng)熱敏電阻、實(shí)測(cè)響應(yīng)熱敏電阻、溫升判斷閾值以及加熱開始和結(jié)束時(shí)間。表3(a)表明TR1加熱器的實(shí)際響應(yīng)熱敏電阻與設(shè)計(jì)相符合，結(jié)論合格；表3(b)表明TR2加熱器的設(shè)計(jì)響應(yīng)熱敏電阻54 236未響應(yīng)，結(jié)論不合格；表3(c)表明TR3加熱器設(shè)計(jì)響應(yīng)熱敏電阻54 234未響應(yīng)，非設(shè)計(jì)響應(yīng)熱敏電阻54 236有響應(yīng)，結(jié)論不合格；表3(d)為溫升匯總結(jié)果，供用戶對(duì)比判斷。

表3 熱響應(yīng)測(cè)試報(bào)表

溫?cái)?shù)據(jù)庫(kù)管理的歷史數(shù)據(jù)查看功能可以讓用戶調(diào)取存儲(chǔ)的原始測(cè)試結(jié)果文件并顯示在軟件界面中以表格和圖形的形式查看，不僅更加直觀，也可以方便與報(bào)表做對(duì)比檢查，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確有效。

4 試驗(yàn)結(jié)果與分析

為檢驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，將該系統(tǒng)連接到星上熱控回路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了熱響應(yīng)測(cè)試，并與人工手持萬用表標(biāo)定測(cè)試進(jìn)行對(duì)比，比較二者之間的連接關(guān)系識(shí)別的準(zhǔn)確性，阻值測(cè)試誤差，熱響應(yīng)關(guān)系識(shí)別準(zhǔn)確性以及測(cè)試時(shí)間。

自動(dòng)化的測(cè)試流程如圖8所示。

圖8 熱響應(yīng)自動(dòng)化測(cè)試流程圖

表4比較了手動(dòng)標(biāo)定的及系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試的加熱器回路連接關(guān)系及阻值結(jié)果，由表中數(shù)據(jù)可知，該系統(tǒng)對(duì)于回路節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系識(shí)別準(zhǔn)確無誤，阻值測(cè)量結(jié)果精確可靠，與標(biāo)定的阻值相對(duì)誤差幾乎可以忽略。

表4 回路連接關(guān)系及阻值對(duì)比

表5比較了手動(dòng)標(biāo)定及系統(tǒng)自動(dòng)測(cè)試的熱響應(yīng)關(guān)系與設(shè)計(jì)輸入的對(duì)比，表中加熱器名稱及熱敏電阻名稱均為該元件在回路中的代號(hào)。由表中數(shù)據(jù)可知，該系統(tǒng)對(duì)于回路節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系識(shí)別準(zhǔn)確無誤。

從測(cè)試時(shí)間來看，30個(gè)節(jié)點(diǎn)接插件接入5個(gè)負(fù)載的回路連接關(guān)系及阻值測(cè)量，需要兩個(gè)熟練的測(cè)試人員近40分鐘遍歷完成；回路中包含的5組熱響應(yīng)關(guān)系也需要近45分鐘時(shí)完成。而自動(dòng)化的測(cè)試系統(tǒng)完成第一項(xiàng)測(cè)試任務(wù)僅需約5分鐘(二分法測(cè)試時(shí)間與回路連接的密度有關(guān)，越是稀疏連接時(shí)間越短)，第二項(xiàng)測(cè)試任務(wù)也僅需20分鐘。

自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)僅需一人即可完成整個(gè)測(cè)試過程，不僅可極大提高測(cè)試效率，還可減少人工操作時(shí)引入的各項(xiàng)錯(cuò)誤操作，如數(shù)據(jù)記錄及結(jié)果對(duì)比，錯(cuò)檢、漏檢或重復(fù)檢查等。特別是在熱響應(yīng)測(cè)試時(shí)，自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)加熱時(shí)每一處測(cè)溫點(diǎn)的溫度均可實(shí)時(shí)觀察，各項(xiàng)保護(hù)功能也使得測(cè)試過程更加安全。

5 結(jié)束語

衛(wèi)星熱響應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)集成了模塊化的數(shù)字萬用表，矩陣開關(guān)及程控電源，結(jié)合LabVIEW環(huán)境下開發(fā)的軟件，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星熱控回路的熱響應(yīng)關(guān)系自動(dòng)化測(cè)試。該系統(tǒng)具有自動(dòng)化程度高，使用靈活，操作簡(jiǎn)單，人機(jī)交互界面顯示信息全面直觀等優(yōu)勢(shì)。實(shí)際應(yīng)用表明，該系統(tǒng)可大幅提升測(cè)試效率，節(jié)省人力資源，在有效避免漏檢及重復(fù)檢查的同時(shí)得出準(zhǔn)確可靠的測(cè)試結(jié)果，具有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。