一種基于樹型通道擴展的電纜網測試儀的制作方法
【專利摘要】本發明屬于測控【技術領域】，具體涉及一種基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，目的是提供一種能夠實現測試電流最大為100mA，測試通道為12800路，測試效率高、精度高的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀。包括控制處理模塊、通道擴展模塊、絕緣測試模塊和導通測試模塊；控制處理模塊與外部上位機進行通訊，實現對整個電纜網測試儀的工作時序進行控制；選擇被測電纜的測試通道；絕緣測試模塊實現對被測電纜的絕緣測試；導通測試模塊在控制處理模塊控制信號的控制下，實現對被測電纜的導通測試。本發明采用采用模塊化設計，其中通道擴展模塊基于樹型網絡結構，具有較強的擴展性，能夠實現測試電流最大為100mA，測試通道為12800路。
【專利說明】一種基于樹型通道擴展的電纜網測試儀【技術領域】
[0001]本發明屬于測控【技術領域】，具體涉及一種基于樹型通道擴展的電纜網測試儀。
【背景技術】
[0002]電纜網測試一直是一項繁重、耗時的工作，傳統的測試方法:用搖表測試絕緣、用萬用表測試導通，測試速度慢，而且容易產生重復測試、漏測、測試不到等問題，針對大型電纜網絡如武器、運載火箭等型號的大規模電纜網絡其芯點多達上萬點，而普通的電纜網測試儀所包含的測試通道不能滿足測試需求，這就需要對電纜網測試儀的通道進行擴展，滿足電纜網檢測要完全覆蓋所有芯點的質量目標要求。而現有電纜網測試儀，如北京航天測控技術開發公司的PMD-CTI系列電纜測試儀提供耐壓、導通、絕緣測試功能，但其測試通道點數為128點；諾典科技有限公司的DIT-MCO 2135型高性能電纜測試儀配置了 300個測試點，測試電流為2A。這些電纜網測試儀一般測試效率較低，對電纜的測試需要進行手動配置測試參數后才能進行測試；且測試電流較大，存在損壞電纜的風險；測試點少，不能滿足多芯點大型電纜網的測試需求。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種能夠實現測試電流最大為100mA，測試通道為12800路，測試效率高、精度高的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀。
[0004]本發明是這樣實現的:
[0005]一種基于樹型通道擴 展的電纜網測試儀，包括控制處理模塊、通道擴展模塊、絕緣測試模塊和導通測試模塊；控制處理模塊與外部上位機進行通訊，實現對整個電纜網測試儀的工作時序進行控制；選擇被測電纜的測試通道；絕緣測試模塊實現對被測電纜的絕緣測試；導通測試模塊在控制處理模塊控制信號的控制下，實現對被測電纜的導通測試。
[0006]如上所述的控制處理模塊與外部的上位機、絕緣測試模塊、通道擴展模塊和導通測試模塊連接；控制處理模塊接收來自上位機的控制命令，向絕緣測試模塊發送絕緣測試控制信號，向通道擴展模塊發送通道選擇控制信號，向導通測試模塊發送導通測試控制信號；控制處理模塊接收來自絕緣測試模塊和導通測試模塊的測試結果，并把測試結果發送到上位機。
[0007]如上所述的控制處理模塊選用CLICON LABS的高速混合信號ISP FLASH微控制器C8051F060 實現。
[0008]如上所述的通道擴展模塊還與絕緣測試模塊、導通測試模塊和被測電纜連接，它接收來自控制處理模塊的通道選擇控制信號、來自絕緣測試模塊的絕緣測試信號和來自導通測試模塊的導通測試信號，選擇被測電纜的測試通道，并將絕緣測試模塊和導通測試模塊的測試信號加載到被測電纜上；通道擴展模塊還接收來自被測電纜返回的絕緣測試結果和導通測試結果，并將其分別發送給絕緣測試通道和導通測試通道。
[0009]如上所述的通道擴展模塊包括單片機、接口擴展芯片82C55和繼電器陣列；單片機通過控制信號端口、數據信號端口和片選端口分別與接口擴展芯片82C55的連接控制信號端口、數據信號端口和片選端口連接，接口擴展芯片82C55的行選信號端口和列選信號端口與繼電器陣列連接。
[0010]如上所述的單片機的產生控制信號:控制信號:ctl、數據流信號:dat和片選信號:cs0?cs8，其中csO信號選中第一級接口擴展芯片82C55生成cxl_cx24共24個箱選信號；由此箱選信號選中第二級接口擴展芯片82C55生成CS9-CS200共192個接口卡選信號；最后卡選信號選中第三級接口擴展芯片82C55產生8位行選信號和16位列選信號，控制繼電器陣列切換測試通道完成絕緣、導通測試功能。
[0011]如上所述的絕緣測試模塊接收控制處理模塊的絕緣測試控制信號，將絕緣測試信號傳輸至通道擴展模塊，并處理通道擴展模塊回傳的絕緣測試結果發送給控制處理模塊。
[0012]如上所述的絕緣測試模塊由IOOV穩壓二極管1N5378B實現。
[0013]如上所述的導通測試模塊接收來自控制處理模塊的導通測試控制信號，將導通測試信號發放給到通道擴展模塊，并處理通道擴展模塊回傳的采集電壓，送控制處理模塊。
[0014]如上所述的導通測試模塊的恒流源電路由功率MOSFET IRFP460和運算放大器AD820。
[0015]本發明的有益效果是:
[0016]本發明采用采用模塊化設計，其中通道擴展模塊基于樹型網絡結構，具有較強的擴展性。每64路為一塊卡，最大可擴展12800路通道，因此在應用中，可根據任務實際測試需求，擴展測試回路數，降低測試成本，模塊化設計結構極大地增強了測試儀的通用性，使其可以滿足更多的應用。
[0017]本發明采用了絕緣測試模塊，使測試儀測試準確度極大的提高，其中絕緣測試采用“兩次測試”方式，消除100V自身帶來的誤差，極大地提高了測試精度。
[0018]本發明采用了導通測試模塊，使測試儀安全性能高，導通測試模塊中采用IuA?IOOmA測試電流，該模塊設計了自動換擋功能，由低到高增加測試電流，可防止電流過大燒壞電纜；另外低阻測試采用瞬時測試，加載電流時間小于100ms，可有效防止被測線路過熱問題，更好的保護被測電纜不被破壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1本發明的一種基于樹型通道擴展的電纜網測試儀的結構原理圖；
[0020]圖2本發明的通道擴展模塊的樹型網絡結構示意圖；
[0021]圖3本發明的通道擴展模塊的繼電器控制電路。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本發明的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀進行介紹:
[0023]如圖1所示，一種基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，包括控制處理模塊、通道擴展模塊、絕緣測試模塊和導通測試模塊。
[0024]其中，控制處理模塊與外部的上位機、絕緣測試模塊、通道擴展模塊和導通測試模塊連接。控制處理模塊與外部上位機進行通訊，實現對整個電纜網測試儀的工作時序進行控制。它接收來自上位機的控制命令，向絕緣測試模塊發送絕緣測試控制信號，向通道擴展模塊發送通道選擇控制信號，向導通測試模塊發送導通測試控制信號。它接收來自絕緣測試模塊和導通測試模塊的測試結果，并把測試結果發送到上位機。
[0025]在本實施例中，控制處理模塊選用CLICON LABS的高速混合信號ISP FLASH微控制器C8051F060結合現有技術實現。
[0026]通道擴展模塊在控制處理模塊控制信號的控制下，選擇被測電纜的測試通道。通道擴展模塊還與絕緣測試模塊、導通測試模塊和被測電纜連接，它接收來自控制處理模塊的通道選擇控制信號、來自絕緣測試模塊的絕緣測試信號和來自導通測試模塊的導通測試信號，選擇被測電纜的測試通道，并將絕緣測試模塊和導通測試模塊的測試信號加載到被測電纜上。它還接收來自被測電纜返回的絕緣測試結果和導通測試結果，并將其分別發送給絕緣測試通道和導通測試通道。
[0027]在本實施例中，通道擴展模塊由單片機、接口擴展芯片82C55和繼電器陣列實現，具體實現方式如下:
[0028]單片機通過控制信號端口、數據信號端口和片選端口分別與接口擴展芯片82C55的連接控制信號端口、數據信號端口和片選端口連接，接口擴展芯片82C55的行選信號端口和列選信號端口與繼電器陣列連接。如圖2所示，單片機的產生控制信號:控制信號:ctl、數據流信號:dat和片選信號:cs0?cs8,其中csO信號選中第一級接口擴展芯片82C55生成cxl-cx24共24個箱選信號；由此箱選信號選中第二級接口擴展芯片82C55生成CS9-CS200共192個接口卡選信號；最后卡選信號選中第三級接口擴展芯片82C55產生8位行選信號(row)和16位列選信號(col)，控制繼電器陣列(64通道)切換不同測試通道完成絕緣、導通測試功能。單片機、接口擴展芯片82C55和繼電器陣列的引腳連接關系根據上述實現的功能結合現有技術選擇。
[0029]如圖3所示，繼電器陣列是由64個通道組成的，每個通道包含2個繼電器，圖3中給出了 2個通道的繼電器控制電路，通道I包含繼電器Jl和J2，通道2包含繼電器J3和J4。電路中行選信號rowl和列選信號coll共同作用選中繼電器Jl作為測試通道，其中I+為絕緣測試中的電壓正端或導通測試中電流正端；1 一為絕緣測試中的電壓負端或導通測試中電流負端；V+為導通測試中電壓采樣正端'N 一為導通測試中電壓采樣負端。由Jl和J2共同作用使得通道I即可作為測試的上通道(Tdaol+)，也可作為測試的下通道(Tdaol —)，實現了 “兩次測試”，其余通道選通測試原理可依此類推，最終完成通道切換控制功能。
[0030]絕緣測試模塊在控制處理模塊控制信號的控制下，實現對被測電纜的絕緣測試。它接收控制處理模塊的絕緣測試控制信號，將絕緣測試信號傳輸至通道擴展模塊，并處理通道擴展模塊回傳的絕緣測試結果發送給控制處理模塊。在本實施例中，絕緣測試信號為DC IOOV絕緣測試電壓，測試結果為被測電纜的采集電壓。絕緣測試模塊由IOOV穩壓二極管1N5378B采用現有技術實現。
[0031]導通測試模塊在控制處理模塊控制信號的控制下，實現對被測電纜的導通測試。它接收來自控制處理模塊的導通測試控制信號，將導通測試信號發放給到通道擴展模塊，并處理通道擴展模塊回傳的采集電壓，送控制處理模塊。在本實施例中，導通測試信號為IuA?IOOmA直流測試電流，導通測試結果為被測電纜的采集電壓。導通測試模塊的恒流源電路由功率MOSFET IRFP460和運算放大器AD820采用現有技術制成。[0032]本發明采用采用模塊化設計，其中通道擴展模塊基于樹型網絡結構，具有較強的擴展性。每64路為一塊卡，最大可擴展12800路通道，因此在應用中，可根據任務實際測試需求，擴展測試回路數，降低測試成本，模塊化設計結構極大地增強了測試儀的通用性，使其可以滿足更多的應用。
[0033]本發明采用了絕緣測試模塊，使測試儀測試準確度極大的提高，其中絕緣測試采用“兩次測試”方式，消除100V自身帶來的誤差，極大地提高了測試精度。
[0034]本發明采用了導通測試模塊，使測試儀安全性能高，導通測試模塊中采用IuA?IOOmA測試電流，該模塊設計了自動換擋功能，由低到高增加測試電流，可防止電流過大燒壞電纜；另外低阻測試采用瞬時測試，加載電流時間小于100ms，可有效防止被測線路過熱問題，更好的保護被測電纜不被破壞。
【權利要求】
1.一種基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，包括控制處理模塊、通道擴展模塊、絕緣測試模塊和導通測試模塊；控制處理模塊與外部上位機進行通訊，實現對整個電纜網測試儀的工作時序進行控制；選擇被測電纜的測試通道；絕緣測試模塊實現對被測電纜的絕緣測試；導通測試模塊在控制處理模塊控制信號的控制下，實現對被測電纜的導通測試。
2.根據權利要求1所述的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，其特征在于:所述的控制處理模塊與外部的上位機、絕緣測試模塊、通道擴展模塊和導通測試模塊連接；控制處理模塊接收來自上位機的控制命令，向絕緣測試模塊發送絕緣測試控制信號，向通道擴展模塊發送通道選擇控制信號，向導通測試模塊發送導通測試控制信號；控制處理模塊接收來自絕緣測試模塊和導通測試模塊的測試結果，并把測試結果發送到上位機。
3.根據權利要求2所述的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，其特征在于:所述的控制處理模塊選用CLICON LABS的高速混合信號ISP FLASH微控制器C8051F060實現。
4.根據權利要求1所述的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，其特征在于:所述的通道擴展模塊還與絕緣測試模塊、導通測試模塊和被測電纜連接，它接收來自控制處理模塊的通道選擇控制信號、來自絕緣測試模塊的絕緣測試信號和來自導通測試模塊的導通測試信號，選擇被測電纜的測試通道，并將絕緣測試模塊和導通測試模塊的測試信號加載到被測電纜上；通道擴展模塊還接收來自被測電纜返回的絕緣測試結果和導通測試結果，并將其分別發送給絕緣測試通道和導通測試通道。
5.根據權利要求4所述的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，其特征在于:所述的通道擴展模塊包括單片機、接口擴展芯片82C55和繼電器陣列；單片機通過控制信號端口、數據信號端口和片選端口分別與接口擴展芯片82C55的連接控制信號端口、數據信號端口和片選端口連接，接口擴展芯片82C55的行選信號端口和列選信號端口與繼電器陣列連接。
6.根據權利要求5所述的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，其特征在于:所述的單片機的產生控制信號:控制信號:ctl、數據流信號:dat和片選信號:cs0?cs8，其中csO信號選中第一級接口擴展芯片82C55生成cxl-cx24共24個箱選信號；由此箱選信號選中第二級接口擴展芯片82C55生成CS9-CS200共192個接口卡選信號；最后卡選信號選中第三級接口擴展芯片82C55產生8位行選信號和16位列選信號，控制繼電器陣列切換測試通道完成絕緣、導通測試功能。
7.根據權利要求1所述的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，其特征在于:所述的絕緣測試模塊接收控制處理模塊的絕緣測試控制信號，將絕緣測試信號傳輸至通道擴展模塊，并處理通道擴展模塊回傳的絕緣測試結果發送給控制處理模塊。
8.根據權利要求1所述的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，其特征在于:所述的絕緣測試模塊由100V穩壓二極管1N5378B實現。
9.根據權利要求1所述的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，其特征在于:所述的導通測試模塊接收來自控制處理模塊的導通測試控制信號，將導通測試信號發放給到通道擴展模塊，并處理通道擴展模塊回傳的采集電壓，送控制處理模塊。
10.根據權利要求1所述的基于樹型通道擴展的電纜網測試儀，其特征在于:所述的導通測試模塊的恒流源電路由功率MOSFET IRFP460和運算放大器AD820。
【文檔編號】G01R31/02GK103698663SQ201210366654
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月28日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】孫德沖, 張正龍, 李建平, 張莉莉, 田婧, 蔡惠華 申請人:北京航天計量測試技術研究所, 中國運載火箭技術研究院