CN104569730B - 一种应用于小卫星的电缆测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于小卫星的电缆测试系统，包括电缆转接模块、通道控制模块、导通测试模块、绝缘测试模块、系统自检模块，不同接口类型的待测电缆通过电缆转接模块连接到系统的内部通道，通道控制模块控制内部通道的连通和断开，导通测试模块测量通道间的导通阻值，绝缘测试模块测量通道间的绝缘阻值，利用自检模块对系统进行自检和校准。本发明解决了卫星星上低频电缆及地面测试低频电缆导通绝缘测试效率低、准确性差、周期长、强度大的问题，可以实现电缆导通绝缘特性的快速测试，适用于卫星星上低频电缆及地面测试低频电缆。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于小卫星的电缆测试系统，可应用于小卫星星上低频电缆及地面测试低频电缆的导通绝缘特性测试中。
背景技术
低频电缆是航天领域应用广泛的基础材料，对电缆的接线正确性、通断状态、导通绝缘性能的检测是卫星测试中的重要项目。但电缆的功能用途、电缆芯数、连接器接口类型的不同，使得电缆检测成为安全性要求高、检测项目繁琐、耗时耗力的工作。在小卫星行业中，电缆检测方法一直没有较大的发展，对导通特性的测量一般采用万用表逐点测量，对绝缘特性的测量一般采用转接盒配合兆欧表测量，测试数据的记录和判读依靠人工完成，整个过程需要多人配合。目前的测试手段和方法虽然能够满足现有的卫星研制需求，但是大量的时间和人力消耗在测试的准备中，而且测试数据的可靠性和准确度尚待提高，很难满足快速化、批量化、自动化的小卫星综合测试未来发展要求。因此，电缆特性的测试方法有待提高，以构建通用、可靠、快速的自动化测试系统，满足小卫星测试发展的需要。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种应用于小卫星的电缆测试系统，可用于卫星星上低频电缆及地面低频测试电缆的导通绝缘特性的快速测试，解决了电缆导通绝缘特性测试效率低、准确性差、周期长、强度大的问题。
本发明的技术解决方案是：一种应用于小卫星的电缆测试系统，包括：主控制模块、电缆转接模块、通道控制模块、导通测试模块、绝缘测试模块、系统自检模块；
不同接口类型的待测电缆通过电缆转接模块连接到系统的内部通道，通道控制模块控制内部通道的连通和断开，导通测试模块测量通道间的导通阻值，绝缘测试模块测量通道间的绝缘阻值，利用系统自检模块对系统进行自检和校准；最终经过主控制模块处理得到电缆的导通绝缘特性；
主控制模块包括PXI控制器及配套软件，PXI控制器控制通道控制模块、导通测试模块、绝缘测试模块、系统自检模块的工作运行；配套软件完成系统设置、测试流程及数据的记录保存；
电缆转接模块包括转接电缆、转接面板，利用转接电缆、转接面板，将待测电缆的两端连接到转接面板的两个接口上，使电缆束的线芯一一对应地连接到系统的内部通道上，完成不同接口电缆的转接；
通道控制模块包括TITAN接口箱和板卡继电器，利用将电路单独接点转换为多接点的TITAN接口箱实现通道复用，控制板卡继电器闭合和断开实现通道的切换、连通和断开，将信号引入到导通测试模块、绝缘测试模块和自检模块中，进而完成对系统内部通道进行控制；
导通测试模块利用通道控制模块引出的信号，其中一路引入到万用表卡的正极，另一路引入到万用表卡的负极，按照四线法测量原理分别测量通道间的电压和电流，经过处理得到电缆的导通特性；
绝缘测量模块利用通道控制模块引出的信号，将其中一路引入到安规测试系统的正极，将另一路引入到安规测试系统的负极，在施加250V直流电压条件下测量通道间的阻值，经过处理得到电缆的绝缘特性；
系统自检模块检测系统内部通道的导通绝缘特性以及继电器开关的工作状态，利用自检短路头将系统内部相邻两通道短接，利用通道控制模块引出的信号测量通道内部阻值，判断系统是否工作正常并进行校准。
电缆转接模块包含80种转接电缆、配置有36种共计41个转接接口的转接面板，可转接J36A、J14A、YF、Y2接口类型电缆；
通道复用为：将399路内部通道的每条通道引出四路通路，使两路为正端、两路为负端。
四线法电阻测量为：两路用于测量通路电阻电流，另外两路用于测量电阻两端电压，以减小导线电阻的误差。
配套软件基于Labview框架，包含用户界面层、管理层、通信层、流程控制层、硬件驱动层、物理层六个层次，进行用户管理、自检、系统参数配置、图形化接口配置、导通绝缘特性测试、数据查询、数据存储、数据报表、人机交互、错误报警。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明对电缆测试设备进行了模块化集成设计，利用模块实现了电缆导通、绝缘的自动化测试，体积小、功能全、安全性高、操作简单，节省人力和时间，方便后续设备维护升级；
(2)本发明对传统电缆测试方法进行了优化，利用模块的自动化测试，使每个模块的测量及测试数据的记录、判读与传统人工测量方法有较大改观，在实现电缆导通、绝缘的同时，缩短了测试时间，提高了测试效率。
附图说明
图1为本发明系统架构的示意图；
图2为本发明转接模块中转接面板的示意图；
图3为本发明通道控制模块中内部通道的示意图；
图4为本发明通道控制模块中高压开关箱工作示意图；
图5为本发明导通测试及绝缘测试模块工作示意图；
图6为本发明自检模块中短路头的示意图；
图7为本发明配套软件的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体工作过程对本发明作进一步详细地描述：
如图1所示，本发明提供了一种应用于小卫星的电缆测试系统，一种应用于小卫星的电缆测试系统，包括：主控制模块、电缆转接模块、通道控制模块、导通测试模块、绝缘测试模块、系统自检模块；
不同接口类型的待测电缆通过电缆转接模块连接到系统的内部通道，通道控制模块控制内部通道的连通和断开，导通测试模块测量通道间的导通阻值，绝缘测试模块测量通道间的绝缘阻值，利用系统自检模块对系统进行自检和校准；最终经过主控制模块处理得到电缆的导通绝缘特性；
主控制模块包括PXI控制器及配套软件，PXI控制器控制通道控制模块、导通测试模块、绝缘测试模块、系统自检模块的工作运行；配套软件完成系统设置、测试流程及数据的记录保存；
电缆转接模块包括转接电缆、转接面板，利用转接电缆、转接面板，将待测电缆的两端连接到转接面板的两个接口上，使电缆束的线芯一一对应地连接到系统的内部通道上，完成不同接口电缆的转接；
通道控制模块包括TITAN接口箱和板卡继电器，利用将电路单独接点转换为多接点的TITAN接口箱实现通道复用，控制板卡继电器闭合和断开实现通道的切换、连通和断开，将信号引入到导通测试模块、绝缘测试模块和自检模块中，进而完成对系统内部通道进行控制；
导通测试模块利用通道控制模块引出的信号，其中一路引入到万用表卡的正极，另一路引入到万用表卡的负极，按照四线法测量原理分别测量通道间的电压和电流，经过处理得到电缆的导通特性；
绝缘测量模块利用通道控制模块引出的信号，将其中一路引入到安规测试系统的正极，将另一路引入到安规测试系统的负极，在施加250V直流电压条件下测量通道间的阻值，经过处理得到电缆的绝缘特性；
系统自检模块检测系统内部通道的导通绝缘特性以及继电器开关的工作状态，利用自检短路头将系统内部相邻两通道短接，利用通道控制模块引出的信号测量通道内部阻值，判断系统是否工作正常并进行校准。
如图2所示，转接模块中的转接面板分为两部分，一部分为J36A、J14A接口类型，另一部分为YF、Y2接口类型，共计36种41个；配合使用转接电缆，可测试的普通电缆接头类型为J36A-74、J36A-62、J36A-52、J36A-38、J36A-26、J36A-17、J36A-9、J14A-74、J14A-62、J14A-51、J14A-38、J14A-26、J14A-20、J14A-15、J14A-9，可测试的星地脐带电缆接头类型为YF5-127TJ、Y2-50TK、Y2-36TK、Y2-24TK、Y2-10TK。
如图3所示，通道控制模块的内部通道共计399路，为两部分共用通道；一部分为J36A、J14A接口类型的内部通道结构(未完全列出)，另一部分为YF、Y2接口类型的内部通道结构；为避免通道内部短路的情况，J36A、J14A接口类型电缆和YF、Y2接口类型电缆不能同时检测，并且A、B、C、D、E、H、I七类标识的接口，每一类只能有一个接口用于检测。
如图4所示，通道控制模块的高压开关箱内部安装有继电器板卡，由PXI控制器输出控制信号，经过机箱背板的信号调理，控制继电器的闭合和断开，将通道的正负两端通路引入到万用表和绝缘测试系统的正负极；PXI控制器选用PXI-8115，高压开关箱选用LXICHASSIS 60-103D，继电器板卡选用10块PXI-40-611M，1块PXI-40-613D，万用表卡选用PXI-4071，绝缘测试系统选用GPT-9903安规测试系统。
如图5所示，待测电缆经由转接模块接入系统内部通道，首先切换高压开关箱内路由板的2个双刀双掷继电器开关，将通路接入导通测试模块或者绝缘测试模块；
双刀双掷继电器开关上行，系统为导通测试模式，闭合一个待测量电缆接点对应的通道正端的继电器开关，闭合另一个待测量接点对应的通道负端的继电器开关，断开其余通道的开关；将正负两端共计4路通路引入到万用表卡的正负两极，分别测量通路的电压和电流，测得通道间的导通电阻，经过消减系统内阻的校准处理，得到待测电缆线芯的导通特性；
双刀双掷继电器开关下行，系统为绝缘测试模式，断开待测量电缆接点对应的全部通道负端，再依次接通；安规测试系统在通道正端施加250V直流电压，通道负端测量漏电流，测得通道间的绝缘电阻，经过消减系统内阻的校准处理，得到待测电缆线芯的绝缘特性。
如图6所示，短路头内部的接点按照奇偶数量不同进行短接，再连接到对应的系统转接面板接口上，通过此方式将系统的内部通道连通在一起；闭合两路待测量通道的正负两端的继电器开关，断开其余通道开关，测量通道间的电阻；以此方式依次测量通道，判断系统是否工作正常，并根据测得的通道阻值作为系统内阻，用于测试的校准处理。
如图7所示，配套软件基于Labview框架，包含用户界面层、管理层、通信层、流程控制层、硬件驱动层、物理层六个层次，具有用户管理、自检、系统参数配置、图形化接口配置、导通绝缘特性测试、数据查询、数据存储、数据报表、人机交互、错误报警等功能。
本发明的具体工作过程如下：
(1)系统启动并初始化，检测所有硬件、软件是否正常运行；通过主控制模块中的PXI控制器控制系统自检模块，检测系统内部通道的通断及内阻情况，确定系统工作状态是否正常；
(2)将待测电缆通过电缆转接模块接入到系统中，通过主控制模块中的配套软件进行系统设置，并配置测试表格，准备进行测试；
(3)由主控制模块控制系统切换至导通测试模式，利用导通测试模块完成电缆的导通特性测量；
(4)由主控制模块控制系统切换至绝缘测试模式，利用绝缘测试模块完成绝缘特性测量；
(5)完成上述测试后，由主控制模块中的配套软件完成测试数据的记录、判读和存储，并给出电缆检测结论。
Claims (5)
1.一种应用于小卫星的电缆测试系统，其特征在于，包括：主控制模块、电缆转接模块、通道控制模块、导通测试模块、绝缘测试模块和系统自检模块；
不同接口类型的待测电缆通过电缆转接模块连接到系统的内部通道，通道控制模块控制内部通道的连通和断开，导通测试模块测量通道间的导通阻值，绝缘测试模块测量通道间的绝缘阻值，利用系统自检模块对系统进行自检和校准；最终经过主控制模块处理得到电缆的导通绝缘特性；
主控制模块包括PXI控制器及配套软件，PXI控制器控制通道控制模块、导通测试模块、绝缘测试模块和系统自检模块的工作运行；配套软件完成系统设置、测试流程及数据的记录保存；
电缆转接模块包括转接电缆、转接面板，利用转接电缆、转接面板，将待测电缆的两端连接到转接面板的两个接口上，使电缆束的线芯一一对应地连接到系统的内部通道上，完成不同接口电缆的转接；
通道控制模块包括TITAN接口箱和安装于高压开关箱内的板卡继电器，利用将电路单独接点转换为多接点的TITAN接口箱实现通道复用，控制板卡继电器闭合和断开实现通道的切换、连通和断开，将信号引入到导通测试模块、绝缘测试模块和自检模块中，进而完成对系统内部通道进行控制；
导通测试模块利用通道控制模块引出的信号，其中一路引入到万用表卡的正极，另一路引入到万用表卡的负极，按照四线法测量原理分别测量通道间的电压和电流，经过处理得到电缆的导通特性；
绝缘测量模块利用通道控制模块引出的信号，将其中一路引入到安规测试系统的正极，将另一路引入到安规测试系统的负极，在施加250V直流电压条件下测量通道间的阻值，经过处理得到电缆的绝缘特性；
系统自检模块检测系统内部通道的导通绝缘特性以及继电器开关的工作状态，利用自检短路头将系统内部相邻两通道短接，利用通道控制模块引出的信号测量通道内部阻值，判断系统是否工作正常并进行校准；
具体工作过程如下：
(1)系统启动并初始化，检测所有硬件、软件是否正常运行；通过主控制模块中的PXI控制器控制系统自检模块，检测系统内部通道的通断及内阻情况，确定系统工作状态是否正常；
(2)将待测电缆通过电缆转接模块接入到系统中，通过主控制模块中的配套软件进行系统设置，并配置测试表格，准备进行测试；
(3)由主控制模块控制系统切换至导通测试模式，利用导通测试模块完成电缆的导通特性测量；
(4)由主控制模块控制系统切换至绝缘测试模式，利用绝缘测试模块完成绝缘特性测量；
(5)完成上述测试后，由主控制模块中的配套软件完成测试数据的记录、判读和存储，并给出电缆检测结论。
2.根据权利要求1所述的一种应用于小卫星的电缆测试系统，其特征在于：电缆转接模块包含80种转接电缆、配置有36种共计41个转接接口的转接面板，可转接J36A、J14A、YF、Y2接口类型电缆。
3.根据权利要求1所述的一种应用于小卫星的电缆测试系统，其特征在于：所述通道复用为：将399路内部通道的每条通道引出四路通路，使两路为正端、两路为负端。
4.根据权利要求1所述的一种应用于小卫星的电缆测试系统，其特征在于：四线法电阻测量为：两路用于测量通路电阻电流，另外两路用于测量电阻两端电压，以减小导线电阻的误差。
5.根据权利要求1所述的一种应用于小卫星的电缆测试系统，其特征在于：配套软件基于Labview框架，包含用户界面层、管理层、通信层、流程控制层、硬件驱动层和物理层六个层次，进行用户管理、自检、系统参数配置、图形化接口配置、导通绝缘特性测试、数据查询、数据存储、数据报表、人机交互和错误报警。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |