某新型航空發動機電纜自動測試系統研究

張振天 郭 旭 李 虹 王俊濤

（中航工業沈陽黎明航空發動機（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，已不適應現代生產的需要，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。

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，利用現代的檢測技術和計算機技術設計一套電纜自動測試系統，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 系統的構成

如下圖1所示

圖1 電纜測試系統結構框圖

電纜測試系統包括轉接操作臺（轉接箱）、測試儀控制柜、計算機、顯示器、打印機及聯接電纜。計算機軟件系統給控制器發出控制命令后，經譯碼、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據。處理任務及主控角色都由計算機系統完成。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，各功能的實現依靠不同的功能模塊（板卡）來實現，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不同功能，方便快捷的根據需要來設計相應的系統。本測試系統具有512路電纜接點的測試通道，并可根據需要進行擴展。根據程序，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 系統工作原理

系統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。基礎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，實現數據流、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據總線；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硬件互相聯系的基礎。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據總線，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

本系統采用計算機控制繼電器來實現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 系統工作流程

系統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，是整個測試系統的基礎。“自檢”功能可以自動檢查系統的運行狀況，人工檢查不但煩瑣而且易出錯。“測試”是本系統的最重要功能，也是最常用的功能。測試完畢可進行打印、保存。打印功能將系統的信息及測試數據保存下來作為記錄。系統在使用時，有很多參數需要修改，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據保留，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：國防工業出版社，2001.