CN101769963A - 一种线间绝缘测试系统 - Google Patents

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刘洋
裴一飞
陶涛
王奕荣
郑丽得
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北京卫星环境工程研究所
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Abstract

本发明公开了一种线间绝缘测试系统,其包括信号引入连接单元、模拟开关控制单元、测试电压产生单元、测试电路单元、数据处理单元、数据存储与显示单元和串行数据通讯单元,其特征在于,模拟开关控制单元利用其开关的通断实现被测信号与测试电路的电器连接,测试电压产生单元一端与所述被测信号引入连接单元电连接,另一端与标准电阻电连接,标准电阻与所述被测信号引入连接单元串联,采集标准电阻两端的电压,然后通过中央控制单元进行数据处理,得到测试结果。同时,模拟控制开关的通断、直流电压源充电与输出的控制、数据存储显示以及数据通讯都由中央控制单元集中控制完成。与现有技术相比,本发明的绝缘测试系统避免了每次测试时,需要不断地更换仪器测量端子与被测信号两个管脚间的连接关系,实现了信号的自动切换。采用DSP作为系统的控制器,其自带丰富的逻辑控制单元,便于编写时序控制电路和数据处理程序,易于实现相应的控制目标,大大简化了设计工作。

Description

一种线间绝缘测试系统
技术领域
[0001] 本发明属于航天器真空热试验测量领域,具体涉及一种绝缘测试系统。
背景技术
[0002] 卫星真空热试验期间,需要使用外热流加热电缆和温度测量电缆,加热电缆用于 将程控电源的输出电流施加到加热负载上,测量电缆负责将温度传感器的信号传输到数据 采集系统中。通常,加热电缆的插头为Y2-36ZJ,测量电缆的插头为Y2-50ZJ,因此每根电缆 内有几十根的导线焊接到电缆的插头上,每根导线对应一个外热流控温回路或一个温度测 量通道回路,导线间的空间距离很近。由于工艺水平的原因,新制作的电缆内部导线间易于 产生搭接或短接的现象,这将对试验过程产生影响,导致外热流控制信号无法按照热控设 计施加到对应的控温回路上,数据采集系统采集处理得到的温度数据并非真实的对应试件 测点的温度值,从而提供给试验人员不准确的试验信息。因此,在进行真空热试验之前,需 要对加热电缆和测量电缆进行线间的绝缘测试,以确保每根电缆的导线间绝缘性良好。 [0003] 通常,对两根导线间进行线间的绝缘测试,是使用绝缘测试仪进行的,将仪表的正 负端子分别与被测两根导线对应的插针相连接,再启动绝缘测试仪进行测试,读取线间的 绝缘阻值,来判断两导线间的绝缘性能。但是,由于每个电缆插头的针数通常为36芯或50 芯,因此为了完成一个插头上全部导线的线间绝缘测试,需要测试的次数将是非常可观的, (f36 = 630次或C25。 = 1225次,而且每测试一次都需要手动更换与测试仪表正负接线端子 相连接的插头和插针,为了完成全部电缆的线间绝缘测试,人为操作的工作量巨大,导致测 试效率很低,因此,迫切地需要设计开发出一套线间绝缘测试装置,能够自动的切换测试通 道,不需要手动更换测试的接线端子,改进测试的自动化程度,提高工作效率。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于克服现有技术中存在的一些问题,而提供一种线间绝缘测试装 置,旨在解决,真空热试验准备阶段对试验用的电缆进行线间绝缘测试时,测试量大,人工 操作负担重,工作效率低的问题。本发明为航天器真空热试验的可靠性和准确性提供了技 术保证,简化了电缆线间绝缘测试的过程,提高了测试效率。 [0005] 本发明目的是通过如下技术方案实现的:
[0006] —种线间绝缘测试系统,包括信号引入连接单元、模拟开关控制单元、测试电压产 生单元、测试电路单元、数据处理单元、数据存储与显示单元和串行数据通讯单元。模拟开 关控制单元利用其开关的通断实现被测信号与测试电路的电器连接,直流电压输出单元一 端与所述被测信号引入连接单元电连接,另一端与标准电阻电连接,标准电阻与所述被测 信号引入连接单元串联,采集标准电阻两端的电压,然后通过中央控制单元进行数据处理, 得到测试结果。同时,模拟控制开关的通断、直流电压源充电与输出的控制、数据存储显示 以及数据通讯都由中央控制单元集中控制完成。
[0007] 其中,被测信号引入连接单元包括接插件DB-50与接线电缆等部件组成。接插件
3是被测电缆插头各插针1-50的信号引入模拟开关的输入端。
[0008] 其中,模拟开关控制单元由由集成模拟开关和相应的驱动控制电路组成。
[0009] 进一步地,测试电压产生单元的直流电压源是产生50V、 100V、 150V或200V的直流
电压源。
[0010] 进一步地,测试结果处理存储与显示单元由EEPROM数据存储器和LCD液晶显示屏 组成。
[0011] 进一步地,串行数据通讯单元由USB-UART桥接电路构成。
[0012] 与现有技术相比,本发明的绝缘测试系统具有以下有益效果:①将被测电缆插头 的全部管脚信号引入测试系统,避免了每次测试时,需要不断地更换仪器测量端子与被测 两个管脚间的连接关系,否则,完成一个50针插头的测量需要上千次的更换操作。②采用 模拟开关作为被测信号是否引入测试电路的控制开关,可以实现对被测信号的电气化控 制,避免了手动去完成信号的切换动作。③采用DSP作为系统的控制器,其自带丰富的逻辑 控制单元,便于编写时序控制电路和数据处理程序,易于实现相应的控制目标,大大简化了 设计工作。
附图说明
[0013] 图1是本发明的线间绝缘测试的原理框图。
[0014] 图2是本发明的线间绝缘测试系统的组成示意图。
[0015] 图3是本发明的线间绝缘测试系统中的继电器控制单元的示意图。
具体实施方式
[0016] 以下参照附图对本发明作进一步地详细说明。
[0017] 本发明的测试原理如图1所示,首先,由控制器闭合电容充电控制开关,通过可调 直流电压源对电压保持电容进行充电,完成后,控制器断开开关。然后控制器通过集成控制 电路,闭合两组被测导线对应的模拟开关,将两跟不同编号的导线进入测量电路,同时,控 制器启动AD进行测量R。两端的电压U。,采集结果输出给DSP,对测试结果进行处理,可以通 过公式:
[0019] 计算出&的值,即被测导线间的绝缘阻值,并对结果进行存储及显示。因此,装置 应包括以下几个部分:包括信号引入连接单元、模拟开关控制单元、测试电压产生单元、测 试电路单元、数据处理单元、数据存储与显示单元和串行数据通讯单元,如图2所示。 [0020] 具体来说,被测信号引入连接单元由接插件DB-50与接线电缆等组成,接插件将 被测电缆插头各插针l-50的信号全部引入继电器的输入端,如图3所示,其中每个管脚的 信号分别与相应的两个模拟开关在电气上连接,如管脚1#与开关K1-1、 Kl-2电气连接,管 脚2#与开关K2-l、Kl-2电气连接,以这种方式将全部被测信号引入测试系统中。 [0021] 模拟开关控制单元主要由集成模拟开关和相应的驱动控制电路组成。测试过程 中,需要不断的切换被测信号的测量通道,虽然,电缆上的被测信号已被引入测试系统中,
4但是在电气上是否被接入测试电路,由与之对应开关的通断状态决定的,而模拟开关控制 单元就决定着开关的通断状态。
[0022] 模拟开关采用集成总线控制方式,中央控制单元按照测试要求,发出相应的控制
指令,通过驱动电路驱动集成总线发出相应的模拟开关控制信号,实现开关通断状态的自
动切换。在控制单元中,编程指令实现如表l所示的绝缘测试开关通断时序。每一时刻,只
有两个开关处于闭合状态,其余开关处于断开状态,从而将相应的被测插针管脚信号引入
测试电路中,进行测试。
[0023] 表1绝缘测试的控制时序状态表
[0024]
时序号 闭合状态 闭合状态 断开状态
1 Kl-1 K2-2 其余全部
2 Kl-1 K3-2 其余全部
3 Kl-1 K4-2 其余全部
49 Kl-1 K50-2 其余全部
50 K2-1 K3-2 其余全部
51 K2-1 K4-2 其余全部
1223 K48-1 K49-2 其余全部
1224 K48-1 K50-2 其余全部
1225 K49-1 K50-2 其余全部
2 K3-1 K4-2 其余全部
3 K5-1 K6-2 其余全部
18 K35-1 K36-2 其余全部
[0025] 测试电压产生单元主要由直流电压源模块、电压保持电容和电容充电控制开关组成,如图1所示,用于输出进行导通和绝缘测试时需要的稳定直流电压,相应可产生 50V\100V\200V\250V的直流电压。
[0026] 为了保证系统安全可靠的工作,防止在出现短路的情况下,损坏内部的开关电源, 系统采用电容作为标准电压保持器,在测试之前,由中央控制单元控制电容充电控制开关 对电容进行预充电,充电完成后,断开电容充电控制开关,再进行相应的测试动作。这样的 设计很好地起到了保护作用。
[0027] 测试结果处理存储与显示单元由EEPROM数据存储器和LCD液晶显示屏组成,显示 所有的测量信息,便于测试结果的获取;同时,中央控制单元将处理后的测量数据通过数据 线存储到EEPROM中,使测试结果不易丢失,便于测试结束后对测试数据进行读取等操作。 [0028] 串行数据通讯单元主要由USB-UART桥接电路构成,控制系统通过该单元把测试 仪器中的串行数据转换成USB数据格式,上传至PC机,实现测量数据的存档、备份、打印等 功能。
[0029] 尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明,但应该指明的是, 我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改,但这些都不脱离本发明的精神和所附的权 利要求所记载的范围。
6

Claims (5)

  1. 一种线间绝缘测试系统,包括信号引入连接单元、模拟开关控制单元、测试电压产生单元、测试电路单元、数据处理单元、数据存储与显示单元和串行数据通讯单元,其特征在于,模拟开关控制单元利用其开关的通断实现被测信号与测试电路的电器连接,直流电压输出单元一端与所述被测信号引入连接单元电连接,另一端与标准电阻电连接,标准电阻与所述被测信号引入连接单元串联,采集标准电阻两端的电压,然后通过中央控制单元进行数据处理,得到测试结果。同时,模拟控制开关的通断、直流电压源充电与输出的控制、数据存储显示以及数据通讯都由中央控制单元集中控制完成。
  2. 2. 如权利要求1所述的线间绝缘测试系统,其特征在于,所述被测信号引入连接单元 包括接插件DB-50、接线电缆等部件;接插件是被测电缆插头各插针1-50的信号引入模拟 开关的输入端。
  3. 3. 如权利要求1所述的线间绝缘测试系统,其特征在于,所述模拟开关控制单元由集 成模拟开关和相应的驱动控制电路组成组成。
  4. 4. 如权利要求1所述的线间绝缘测试系统,其特征在于,所述测试电压产生单元的直 流电压源是产生50V、100V、150V或200V的直流电压源。
  5. 5. 如权利要求l所述的线间绝缘测试系统,其特征在于,所述串行数据通讯单元由 USB-UART桥接电路构成。
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