CN101488276B - 线缆无线测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种线缆无线测试系统。包括上位控制单元和下位测试单元，所述下位测试单元包括由嵌入式SOC微处理组成核心的下位计算机，与下位计算机分别连接的开关控制单元，D/A控制单元，A/D采集单元，首端切换控制单元和交流高压、直流高压、恒流源产生单元，所述上位计算机与下位计算机依靠无线收发通信单元连接；所述首端切换控制单元与末端处理器单元依靠无线收发通信单元连接；所述下位计算机通过无线收发通信单元发出指令给首端切换控制单元和接收末端处理器单元处理信号。本发明在测试不同的线缆、线束时，只需要更换相应适配电缆，测试应用的应用更广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种线缆测试系统，具体涉及一种线缆无线测试系统。
背景技术
目前在现代高科技环境下，功能强大、控制精确、运行可靠的控制装备系统均由大量的电子部件通过密集的线缆、线束连接而成。这些线缆、线束连接的正确性和可靠性，在保障控制装备系统可靠运行中起着重要的作用。对各种复杂线缆、线束的各项电气指标进行高速、准确、自动化的测试，是控制装备的生产厂家及各级修理部门、生产、整机调试、出厂检验保养维护、检修、过程中不可缺少的一个重要环节。
但是，据统计目前生产厂家及各级修理部门等许多单位仍然采用传统、落后的手工检测方式对各种复杂线缆、线束进行检测。具体例如：如用万用表、蜂鸣器检测通断；用兆欧表检测绝缘性能；用抗电强度测试仪检测耐压。这些传统、落后的手工检测方法存在着：测试效率低、测试精度差、数据无法存储、不利于故障分析排除；平时保养维护、维修周期长等许多问题。鉴于以上原因，许多单位迫切需要一种高效、高可靠、智能化、多点多参数同时测试的便携式线缆智能化测试仪器。
据了解，目前国内外一些厂家已开发了相应产品，有效的解决了以往传统、落后的手工检测方式存在的问题，但这些产品在测试长电缆(20米∽500米电缆)时存在着需要连接很长的适配电缆，尤其是待测电缆数量大，每根电缆芯数多时必需连接大量、大长度的适配电缆，给测试工作带来极大不便，(测试前连接大量、大长度的适配电缆，测试后拆卸并保管适配电缆)，甚至于对有些安装在大型装备上如：舰船、潜艇、飞机、火车等中的电缆无法进行测试。
发明内容
本发明的目的在于提供一种线缆无线测试系统，其解决了背景技术中测试长电缆时需要连接很长的适配电缆、测试不便的技术问题。
本发明的技术解决方案是：
一种线缆无线测试系统，包括上位控制单元和下位测试单元，所述上位控制单元包括上位计算机和用于该上位计算机供电的电源，所述下位测试单元包括由嵌入式SOC微处理组成核心的下位计算机，与下位计算机分别连接的开关控制单元，D/A控制单元，A/D采集单元，首端切换控制单元和交流高压、直流高压、恒流源产生单元，还包括末端切换控制单元和末端处理器单元；所述D/A控制单元与交流高压、直流高压、恒流源产生单元输入端连接，所述开关控制单元以及交流高压、直流高压、恒流源产生单元输出端与首端切换控制单元输入端连接，所述首端切换控制单元输出端与末端切换控制单元输入端均连接有适配电缆，
其特殊之处在于：所述首端切换控制单元与末端处理器单元均设置有无线收发通信单元，所述上位计算机与下位计算机依靠无线收发通信单元连接；所述首端切换控制单元与末端处理器单元依靠无线收发通信单元连接；所述下位计算机通过无线收发通信单元发出指令给首端切换控制单元和接收末端处理器单元处理信号。
上述A/D采集单元包括微电流传感器、电流/电压转换器、程控运算放大器、抗干扰滤波器、多路模/数转换器；该A/D采集单元通过微电流传感器将微安级的电流信号取出，经电流/电压转换器转换成电压信号，再送入程控运算放大器放大后输入给多路模/数转换器，经多路模/数转换器转换后的数字信号送给下位计算机处理，抗干扰滤波器将干扰信号滤除，保证测试数据的精度。
上述D/A控制单元包括多路数/模转换器和抗干扰滤波器，经过多路数/模转换器输出稳定的电压信号，对交/直流高压、恒流源产生进行程序控制，抗干扰滤波器将干扰信号滤除，保证电压信号的稳定。
上述开关控制单元包括矩阵组合电路和驱动隔离电路，该单元接受下位计算机控制切换指令，通过矩阵组合电路选择相应的被测通路，经驱动隔离电路增大驱动能力并隔离干扰，输入给首端、并经无线收发通信单元送至末端切换控制单元，提供完成多种测量功能时的通道转换。
上述首端切换控制单元和末端切换控制单元均为继电器，该单元接受开关控制单元的驱动信号，接通或断开相应的通路，提供各测试点的通路。
上述上位计算机为带触摸屏的计算机，该上位计算机对下位计算机发出指令实现对其控制，完成各种测试功能；并对测试结果进行数据运算、数据分析、数据保存记录、数据检索、数据报表及曲线形成；该上位计算机支持对原始参数设定、帮助信息的查询、不同测试功能选择。
上述下位计算机接收上位计算机的指令，分析并按照指令执行工作；控制开关控制单元切换不同的输出、控制D/A控制单元输出不同的测试电压、控制A/D采集单元进行数据的采集并处理后传送给上位计算机。
上述电源为AC/DC或DC/DC模块式辅助电源。
上述上位控制单元还包括输入EMI滤波、软启动延时单元，该单元设置在电源之前，该输入EMI滤波、软启动延时单元包括一级EMI滤波器及软启动延时控制电路，用于隔离输入电源与电源系统之间的高频杂波。
上述下位测试单元还包括报警保护单元，该报警保护单元由交、直流高压电源的短路、过压、过热、报警电路组成，实时监测交、直流高压电源的输出电压、电流，当输出电压超出设定值时，监测电路发出保护信号，瞬时切断交、直流高压电源输入。
本发明具有以下优点：
1)本线缆无线测试系统不需要长的适配电缆，只需要在测试端配备相应的适配电缆即可。
2)本线缆无线测试系统应用更广泛。本发明在测试不同的线缆、线束时，只需要更换相应适配电缆，测试应用的应用更广泛。
3)本线缆无线测试系统成本低。适配电缆的用量大大降低，即降低了成本。
4)本线缆无线测试系统测试的值更准确。本发明自动化程度高，减少了许多人工操作的环节，即减少了产生误差的环节，使测试的值更准确。
附图说明
图1为本发明原理框图。
具体实施方式
参见图1，一种线缆无线测试系统，包括上位控制单元和下位测试单元，上位控制单元包括上位计算机和用于该上位计算机供电的电源，下位测试单元包括由嵌入式SOC微处理组成核心的下位计算机，与下位计算机分别连接的开关控制单元，D/A控制单元，A/D采集单元，首端切换控制单元和交流高压、直流高压、恒流源产生单元，还包括末端切换控制单元和末端处理器单元；D/A控制单元与交流高压、直流高压、恒流源产生单元输入端连接，开关控制单元以及交流高压、直流高压、恒流源产生单元输出端与首端切换控制单元输入端连接，首端切换控制单元输出端与末端切换控制单元输入端均连接有适配电缆，首端切换控制单元与末端处理器单元均设置有无线收发通信单元，所述上位计算机与下位计算机依靠无线收发通信单元连接；所述首端切换控制单元与末端处理器单元依靠无线收发通信单元连接；所述下位计算机通过无线收发通信单元发出指令给首端切换控制单元和接收末端处理器单元处理信号。
首端上位计算机与由嵌入式SOC微处理组成核心的下位计算机依靠无线收发通信单元连接。
本发明就是因为这种无线收发信号在测试长距离电缆、线束时不需要配备长距离的适配电缆，节省了成本。
A/D采集单元包括微电流传感器、电流/电压转换器、程控运算放大器、抗干扰滤波器、多路模/数转换器；该A/D采集单元通过微电流传感器将微安级的电流信号取出，经电流/电压转换器转换成电压信号，再送入程控运算放大器放大后输入给多路模/数转换器，经多路模/数转换器转换后的数字信号送给下位计算机处理，抗干扰滤波器将干扰信号滤除，保证测试数据的精度。
D/A控制单元包括多路数/模转换器和抗干扰滤波器，经过多路数/模转换器输出稳定的电压信号，对交/直流高压、恒流源产生进行程序控制，抗干扰滤波器将干扰信号滤除，保证电压信号的稳定。
开关控制单元包括矩阵组合电路和驱动隔离电路，该单元接受下位计算机控制切换指令，通过矩阵组合电路选择相应的被测通路，经驱动隔离电路增大驱动能力并隔离干扰，输入给首端并经无线收发通信单元送至末端切换控制单元，提供完成多种测量功能时的通道转换。
首端切换控制单元和末端切换控制单元均为继电器，该单元接受开关控制单元的驱动信号，接通或断开相应的通路，提供各测试点的通路。
上位计算机为带触摸屏的计算机，该上位计算机对下位计算机发出指令实现对其控制，完成各种测试功能；并对测试结果进行数据运算、数据分析、数据保存记录、数据检索、数据报表及曲线形成；该上位计算机支持对原始参数设定、帮助信息的查询、不同测试功能选择。
上述下位计算机包括微处理器及微处理器测控软件，该下位计算机接收上位计算机的指令，分析并按照指令执行工作；控制开关控制单元切换不同的输出、控制D/A控制单元输出不同的测试电压、控制A/D采集单元进行数据的采集并处理后传送给上位计算机。
电源为AC/DC或DC/DC模块式辅助电源。
上位控制单元还包括输入EMI滤波、软启动延时单元，该单元设置在电源之前，该输入EMI滤波、软启动延时单元包括一级EMI滤波器及软启动延时控制电路，用于隔离输入电源与电源系统之间的高频杂波。一方面滤除从输入电源引入的噪声干扰，另一方面阻止“系统”内产生的高频干扰信号污染输入电源。软启动延时控制电路为瞬态电压抑制器，可以有效地避免由于瞬态浪涌对“系统”造成的损坏。
下位测试单元还包括报警保护单元，该报警保护单元由交、直流高压电源的短路、过压、过热、报警电路组成，实时监测交、直流高压电源的输出电压、电流，当输出电压超出设定值时，监测电路发出保护信号，瞬时切断交、直流高压电源输入。当输出电流超出(被测线缆短路)设定值时，监测电路发出保护信号，瞬时切断交、直流高压电源输入，达到保护“系统”的目的。过热保护主要通过温度传感器监测“系统”内主要发热器件，当发热器件温度超限时“系统”强制制冷。报警电路在短路、过压、过热的任一情况出现时，均给出声光报警信号。
该线缆无线测试系统总测试点数64点，可扩展到5000点，可以完成的主要功能包括：
1导通测试-测试线缆中漏接、开路、多接、短路、错接等错误位置。
2线路阻值测量(两线制)-测试连接线与两端连接器连接阻值。
3绝缘性能测试-单端测试任意不通两线间的绝缘阻值，任意线与壳体间的绝缘阻值。
4耐压性能测试-单端测试任意不通两线间的漏电流值，任意线与壳体间的漏电流值。
5辅助装配测试——通过快速通断扫描，能迅速找出探针所接触的测试点，并显示该线位置，给出提示信号，提高了生产、检验、测试及检修的效率和正确性。
该线缆无线测试系统辅助功能包括：
1温湿度测试及超限报警功能。
2耐压，绝缘测试时的过压，过流，短路，保护功能。
3硬件自检及参数校准功能。
该线缆无线测试系统主要技术参数
1导通测试速度： 300次/分
2电阻测试：
●测试电阻量程 2Ω，20Ω，200
●测试电阻精度 额定值±1％±0.05Ω
●测试电压幅度 5V DC
●测量速度 10次/分
●测试工作方式 自动方式/手动方式
3绝缘电阻测试：
●测试电压范围 50V～1000V DC程控调节(2V递增/递减)
●测试电压精度 额定值±1.0％±5V
●测试通过电流 0.01mA～1.99mA
●测试电阻范围 20M～1GΩ
●测试电阻精度 额定值±10％
●测试时间范围 (5～255)S，出厂设定5S
●测试工作方式 自动方式/手动方式
4耐压测试：
●测试电压范围 50V～1000V AC程控调节(2V递增/递减)
●测试电压精度 额定值±1.0％±5V
●测试漏电流值 0.01mA～1.99mA
●测试漏电精度 额定值±2.0％±20uA
●测试电压波形 50HZ正弦波
●测试时间范围 (5～255)S，出厂设定5S
●测试工作方式 自动方式/手动方式
5输入参数
交流电压(220±20％)V，频率50Hz，功率：100VA；
6环境要求
●工作温度：-20～+55℃；
●存储温度：-40～+85℃；
●相对湿度： 小于85％RH(35℃时)；
操作人员是否能够用“系统”对线缆进行高效、方便的测试，不仅与“系统”自身性能有关，也与适配器的设计有很大的关系。为此，对现有国产及进口装备所用的各型号线缆进行统计分析发现，现有各型号装备上所用线缆连接器种类繁多，规格不一，如给每种线缆配备适配器，将造成适配器数量大，使用时查找及用后存放困难，成本提高，性价比下降，但各种连接器的针、孔规格(直径)却并非很多，因此，将适配器设计成两种形式：对种类少数量大的被测线缆采用与之配套的连接器作适配器；对种类多但每种数量少的被测线缆采用与之配套的镀金针、孔作适配器，这样既解决了适配器数量大，使用时查找及用后存放困难的问题，提高了性价比，“系统”高效、方便的特点显现出来。
Claims (10)
1.一种线缆无线测试系统，包括上位控制单元和下位测试单元，所述上位控制单元包括上位计算机和用于该上位计算机供电的电源，所述下位测试单元包括由嵌入式SOC微处理器组成核心的下位计算机，与下位计算机分别连接的开关控制单元，D/A控制单元，A/D采集单元，首端切换控制单元和交流高压、直流高压、恒流源产生单元，还包括末端切换控制单元和末端处理器单元；所述D/A控制单元与交流高压、直流高压、恒流源产生单元输入端连接，所述开关控制单元以及交流高压、直流高压、恒流源产生单元输出端与首端切换控制单元输入端连接，所述首端切换控制单元输出端与末端切换控制单元输入端均连接有适配电缆，其特征在于：所述首端切换控制单元与末端处理器单元均设置有无线收发通信单元，所述上位计算机与下位计算机依靠无线收发通信单元连接；所述首端切换控制单元与末端处理器单元依靠无线收发通信单元连接；所述下位计算机通过无线收发通信单元发出指令给首端切换控制单元和接收末端处理器单元处理信号。
2.根据权利要求1所述的线缆无线测试系统，其特征在于：所述A/D采集单元包括微电流传感器、电流/电压转换器、程控运算放大器、抗干扰滤波器、多路模/数转换器；该A/D采集单元通过微电流传感器将微安级的电流信号取出，经电流/电压转换器转换成电压信号，再送入程控运算放大器放大后输入给多路模/数转换器，经多路模/数转换器转换后的数字信号送给下位计算机处理，抗干扰滤波器将干扰信号滤除，保证测试数据的精度。
3.根据权利要求1所述的线缆无线测试系统，其特征在于：所述D/A控制单元包括多路数/模转换器和抗干扰滤波器，经过多路数/模转换器输出稳定的电压信号，对产生的交/直流高压、恒流源进行程序控制，抗干扰滤波器将干扰信号滤除，保证电压信号的稳定。
4.根据权利要求1所述的线缆无线测试系统，其特征在于：所述开关控制单元包括矩阵组合电路和驱动隔离电路，该单元接受下位计算机控制切换指令，通过矩阵组合电路选择相应的被测通路，经驱动隔离电路增大驱动能力并隔离干扰，输入给首端切换控制单元并经无线收发通信单元送至末端切换控制单元， 提供完成多种测量功能时的通道转换，切换控制单元，提供完成多种测量功能时的通道转换。
5.根据权利要求1所述的线缆无线测试系统，其特征在于：所述首端切换控制单元和末端切换控制单元均为继电器，该单元接受开关控制单元的驱动信号，接通或断开相应的通路，提供各测试点的通路。
6.根据权利要求1所述的线缆无线测试系统，其特征在于：所述上位计算机为带触摸屏的计算机，该上位计算机对下位计算机发出指令实现对其控制，完成各种测试功能；并对测试结果进行数据运算、数据分析、数据保存记录、数据检索、数据报表及曲线形成；该上位计算机支持对原始参数设定、帮助信息的查询、不同测试功能选择。
7.根据权利要求1所述的线缆无线测试系统，其特征在于：所述下位计算机接收上位计算机的指令，分析并按照指令执行工作；控制开关控制单元切换不同的输出、控制D/A控制单元输出不同的测试电压、控制A/D采集单元进行数据的采集并处理后传送给上位计算机。
8.根据权利要求1所述的线缆无线测试系统，其特征在于：所述电源为AC/DC或DC/DC模块式辅助电源。
9.根据权利要求1～8任一所述的线缆无线测试系统，其特征在于：所述上位控制单元还包括输入EMI滤波、软启动延时单元，该单元设置在电源之前，该输入EMI滤波、软启动延时单元包括一级EMI滤波器及软启动延时控制电路，用于隔离输入电源与电源系统之间的高频杂波。
10.根据权利要求9所述的线缆无线测试系统，其特征在于：所述下位测试单元还包括报警保护单元，该报警保护单元由交、直流高压电源的短路、过压、过热、报警电路组成，实时监测交、直流高压电源的输出电压、电流，当输出电压超出设定值时，监测电路发出保护信号，瞬时切断交、直流高压电源输入。
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