CN106610460A - 车用电缆自动检测设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车用电缆自动检测设备及方法。该设备包括主测试设备、辅助测试设备和远程控制台，在进行电缆导通、绝缘和耐压测试时，所述主测试设备和所述辅助测试设备通过通讯电缆相连，被测电缆连接在所述主测试设备和所述辅助测试设备的测试端口进行测试；在进行电路阻值、通断测试时，将电路测试点通过电缆连接到所述主测试设备的测试端口进行测试。电缆检测设备可通过所述主测试设备实现本地控制或通过以太网连接远程控制台，接受远程控制。该电缆测试设备通过主测试设备和辅助测试设备分别连接车用电缆的两端，测试时电缆无需转接，解决了车用电缆已敷设不易测试的问题，实现了车用电缆的自动测试。

Description

车用电缆自动检测设备及方法

技术领域

本发明涉及电缆自动测试技术领域，尤其涉及对车用电缆自动测试设备和方法。

背景技术

导弹发射车内部通常采用大量的电缆进行信号连接，且电缆数量多、接点多。电缆在发射车研制、生产、检验、使用、维护过程中经常需要进行导通电阻测试、绝缘电阻测试、介电强度测试。若采用人工手动测试，需要耗费大量工时，而且易出现人为因素造成的错、漏记数据，工作效率较低。此外，现有的电缆测试仪在对电缆进行导通测试时，需要将电缆的两端都连接在测试仪上，而车用电缆大都已敷设完成，如需将电缆两端都连接在测试仪上，较难实现，现有的电缆测试仪已经不能满足需求。

因此需要提供一种车用电缆自动测试设备及方法。

发明内容

本发明解决的问题是现有车用电缆自动测试设备为一体式结构，测试时需要把电缆两端都连接在测试设备上，在导线敷设完成后，难以实现将电缆两端都连接在测试仪上；为解决所述问题，本发明提供一种车用电缆自动测试设备及其测试方法。

本发明提供的车用电缆自动检测设备包括：主测试设备、辅助测试设备和远程控制台；所述远程控制台通过以太网控制主测试设备；所述主测试设备与辅助测试设备通过通信电缆连接，被测电缆连接于主测试设备与辅助测试设备之间。

进一步，所述主测试设备包括：单板计算机、主控采集卡、万用表卡、第一继电器卡和背板；所述单板计算机运行测试软件，控制执行各种测试和反馈测试数据；主控采集卡控制第一继电器卡进行点号切换，控制万用表卡进行测量并将测试数据取回；主控采集卡通过主辅对接接口控制辅助测试设备进行测试点号切换。

进一步，所述单板计算机通过背板和主控采集卡进行RS232通讯；所述主控采集卡与第一继电器卡、万用表卡分别采用RS485背板总线通讯。

进一步，所述辅助测试设备包括：第二继电器卡，所述第二继电器与主测试设备采用RS485通讯，根据主测试设备的命令进行测试端口切换，辅助测试设备为主测试设备提供激励回线与测量负线通道；所述第二继电器卡还包括与被测电缆连接的接口。

进一步，所述主控采集卡包括恒流源电路、电流档位切换电路和采样调理电路。

进一步，所述第一继电器卡、第二继电器卡包括继电器切换阵列和MCU控制电路，所述的MCU控制电路与主控采集卡通过RS485通讯，通过IO接口与继电器切换阵列连接，所述的继电器切换阵列另一端通过接口与待测电缆连接。

本发明提供的车用电缆自动检测设备的检测方法包括：

S1、所述主测试设备接收测试配置表；

S2、选择待测电缆的多个待测端口号中的一个，其中所述待测端口号与所述待测电缆的芯线一一对应；

S3、所述芯线一端连接主测试设备，一端连接辅助测试设备，进行测试；

S4、获取测试结果，并返回执行步骤S1，直至所述待测电缆的所有待测端口均已测试。

进一步，所述测试包括：导通电阻测试、绝缘电阻测试；阻值测试。

进一步，在测试前，通过配置表配置被测电缆的芯线连接关系，导通绝缘电阻测试判断上下限值，对于不同的测试电缆，测试软件无需修改，只需修改配置文件即可实现测试软件的通用化。

进一步，在测试完成后，所述测试软件会自动将测得的导通、绝缘电阻值与其上下限值进行判读，若在上下限值之间，则判读为阻值正确，若在上下限值之外，则判读为阻值错误。

进一步，所述自动测试方法还包括将测试数据和判读结果生成报表。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、所述电缆自动测试设备其能够替代手工检测，实现电缆导通、绝缘和耐压的自动化检测，从而避免人为测试过程中的失误，并且可以记录电缆的各种参数测量值，作为电缆测试的存档依据。同时在检测到电缆出现故障时，能实现故障的快速准确定位，提高测试效率。

2、所述电缆检测设备，在对车用已敷设电缆进行导通电阻测试时，通过主测试设备和辅助测试设备分别连接车用电缆的两端，测试时电缆无需转接，解决了车用电缆已敷设不易测试的问题。

附图说明

图1是本发明车用电缆自动测试设备电缆测试的原理示意图；

图2是本发明车用电缆自动测试设备测试电路阻值、通断测试原理示意图；

图3是本发明主测试设备原理示意图；

图4 是本发明辅助测试设备原理示意图；

图5 是本发明电缆导通测试原理示意图；

图6是本发明绝缘/耐压测试原理示意图

图7是本发明继电器卡原理示意图

图8是本发明行列式控制继电器切换原理

图9是本发明万用表卡原理示意图

图10是本发明本地软件框架示意图

图11是本发明远程软件框架示意图

图12是本发明电缆测试流程示意图

图13是本发明导通电阻测试流程示意图

图14是本发明绝缘电阻测试流程示意图

图15是本发明电阻测试流程示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1，本发明所提供的车用电缆自动检测设备包括：远程控制台01、主测试设备02与辅助测试03；对主测试设备和辅助测试设备进行本地控制，或者通过以太网与安装有测试设备软件的远程控制台01连接，接受远程控制台01控制。在进行电缆测试时，主测试设备02和辅助测试设备03通过通信电缆连接，被测电缆连接在主测试设备02和辅助测试设备03的测试端口进行测试。

请参阅图2，所述车用电缆自动检测设备也可以用于测试电路，以电源电路为例，在进行电路阻值、通断测试时，将电源电路测试点通过电缆连接到主测试设备的测试端口进行测试。

请参阅图3，主测试设备内部主要组成包含单板计算机001、主控采集卡002、万用表卡003、第一继电器卡005和背板004。单板计算机包括主板、液晶屏、内存、硬盘和键盘，单板计算机运行电缆测试设备测试软件。单板计算机通过背板和主控采集卡进行RS232通讯，用于控制执行各种测试和反馈测试数据。主控采集卡与继电器卡、万用表卡采用RS485背板总线通讯，各种板卡的激励源（高压输出、恒流输出）和测试线均通过背板连接。主控采集卡控第一继电器卡进行点号切换，主控采集卡可以控制万用表卡进行测量并通过RS485将测量数据取回。主控采集卡通过主辅对接接口可以控制辅助测试设备进行测试点号切换，为测试提供通路。主电缆测试设备通过内部AC/DC电源模块为设备内所有模块提供DC12V电源，电缆测试设备背面板具有电源开关、电源指示灯以及保险管。第一继电器卡的数量根据应用需要确定，每一个继电器卡包括16×4行列式继电器阵列。

请参阅图4，辅助测试设备主要由两块继电器卡组成，共116个点。其与主测试设备采用RS485通讯，接受来自主测试设备的命令进行测试点切换，辅助测试设备为主测试设备提供激励回线与测量负线通道。辅助测试设备的12V电源由主测试设备提供。

请参阅图5，所述主测试设备内分别设有恒流源电路、电流档位切换电路和采样调理电路。由于测量的低阻范较宽，为0.01Ω～1kΩ，因此电路设计了三种电流值分别为：250mA、25mA、1.25mA。

请参阅图6，在进行电缆导通电阻测试时，所述主测试设备的计算机同步控制主测试设备和辅助测试设备的继电器阵列板的矩阵开关，选择某一根电缆的导线，主测试设备将恒流源加到被测导线上，通过与调理电路相连的ADC芯片采样差分电压后进行模数转换并传送至处理器，经处理器处理后获得待测电缆的导通电阻。

请参阅图7，绝缘测试电路包含了测量档位切换电路、采样调理电路。电路采用比较法测量绝缘电阻，可以避免高压电压跌落对测量精度的影响。本采样电路设计为3档分别为：100K～5M，5M～100M，100M～2000M。

请参阅图8，绝缘采样调理电路连接电阻网络和高压电路，并且连接至待测电缆；在测试待测电缆的绝缘电阻时，绝缘采样调理电路根据电压比较法获得待测电缆的绝缘电阻。比较法采样可以避免高压电压跌落对测量精度的影响。高压电路用于给绝缘测试提供可调高压直流电源，电路将12V隔离电源经脉冲变压器升压整流，得到高电压。

请参阅图9，继电器卡主要由两个继电器切换阵列和MCU控制电路组成。MCU与主控板通过RS485通讯，接收主控板命令控制两个继电器阵列中的一个继电器通断，以配合测试。继电器卡具有地址设置功能。继电器卡MCU选用8位高可靠性单片机ATmega64，继电器卡的切换继电器采用G6S-2-12V，其电气寿命约为10万次，机械寿命约为1亿次，因在测试中所有继电器全部是不带负载进行切换，因此其寿命近似于机械寿命，基本无需考虑继电器寿命问题。

请参阅图10，继电器切换电路采用16x4行列式继电器切换控制电路，继电器卡中的每个64x1继电器阵列在一个时刻仅打开一个继电器。这种控制方法避免了1个IO去控制一个继电器（继电器卡具有128个继电器）所带来的IO资源需求，极大地节省了资源。

请参阅图11，万用表卡采用四位半高精度芯片ES51922，MCU选用8位高可靠性单片机ATmega64。万用表卡主要完成下列工作：具有RS485接口，实现与主控采集卡进行RS485通讯；实现将两个测试端接入到系统的测试正线和测试负线；实现阻值、通断测试；实现测试类型切换；实现测试量程切换；实现短路蜂鸣功能。

请参阅图11和图12，本地与远程控制软件对电缆进行导通、绝缘、耐压测试，并可对电路进行阻值、通断测试，测试项目可以通过测试界面方便简洁的进行设置，测试完成后生成测试报告，并保存测试数据。本地控制软件安装在电缆主测试设备上，远程控制软件安装在远程控制台上，实现远程对电缆测试设备进行控制。远程控制软件可由第三方软件调用运行，与第三方软件通过共享文件进行数据传输。本地控制软件分成用户界面、数据处理与存储、TCP服务器、RS232通讯模块、数据库5大模块。远程控制软件分成用户界面、数据处理与存储、TCP客户端、数据库4大模块。

本发明的另一目的在于，提供一种车用电缆自动测试方法，采用上述的电缆自动测试设备。参见图14，所述方法包括以下步骤：步骤S10、所述主测试设备接收测试配置表；步骤S20、选择待测电缆的多个待测端口号的其中一个待测端口，其中每一所述待测端口号与所述待测电缆的每一芯线对应；步骤S30、执行导通电阻测试；步骤S40、执行绝缘电阻测试；步骤S50、执行阻值测试；步骤S60获取测试结果，并返回执行步骤S20，直至所述待测电缆的所有待测端口均已测试。

在步骤S10中，所述测试配置表用以规定哪些点号需要进行测试，以及进行哪几项测试（导通测试、绝缘测试和阻值测试）。在执行步骤S30、步骤S40和步骤S50过程中，可以发送命令暂停或停止测试。

参见图15，所述步骤S30进一步包括以下步骤：步骤S31、主测试设备将恒流源通路（激励线）切换到待测试的点号上；步骤S32、主测试设备将测量正线切换到待测试的点号上，并将测量正线与导通采样调理电路连通；步骤S33、辅助测试设备将激励回线通路切换到待测试的点号上；步骤S34、辅助测试设备将测试负线通路切换到待测试的点号上；步骤S35、5)自动切换恒流源电流档，完成测试。

所述步骤S40进一步包括以下步骤：步骤S41、主测试设备将高压通路（激励线）切换到待测试的点号上；步骤S42、主测试设备将测量正线切换到待测试的另一点号上，并将测量正线与绝缘/耐压采样调理电路连通；步骤S43、根据调定的高压值和高压上升时间，输出高压；步骤S44、根据高压保持时间，保持高压；步骤S45、自动切换电阻档位，测量电阻值；步骤S46、根据高压下降时间，将高压下降到0V，完成测试。

所述步骤S50进一步包括以下步骤：步骤S51、主测试设备将测量正线切换到欲测试的点号上，并将测量正线与万用表卡的测量正线连通；步骤S52、主测试设备将测量负线切换到欲测试的点号上，并将测量负线与万用表卡的测量负线连通；步骤S53、辅助测试设备将测试负线通路切换到欲测试的点号上；步骤S54、根据设定的测种类（电阻、通断）设置万用表卡；步骤S55、根据设定的量程或自动量程进行测量。

步骤S60获取测试结果包括测试结果自动判别功能和报表生成。自动判别包括对测试导通、绝缘电阻值进行判读是否满足要求。报表生成将所述被测电缆的导通、绝缘电阻测试判读结果生成报表，比如Word文件格式的图标。上述两个功能都便于工程技术人员随时对测试数据进行分析，及时判别本次电缆测试是否正常。

Claims (11)

1.车用电缆自动检测设备，其特征在于，包括：主测试设备、辅助测试设备和远程控制台；所述远程控制台通过以太网控制主测试设备；所述主测试设备与辅助测试设备通过通信电缆连接，被测电缆连接于主测试设备与辅助测试设备之间。

2.依据权利要求1所述的车用电缆自动检测设备，其特征在于：所述主测试设备包括：单板计算机、主控采集卡、万用表卡、第一继电器卡和背板；所述单板计算机运行测试软件，控制执行各种测试和反馈测试数据；主控采集卡控制第一继电器卡进行点号切换，控制万用表卡进行测量并将测试数据取回；主控采集卡通过主辅对接接口控制辅助测试设备进行测试点号切换。

3.依据权利要求2所述的车用电缆自动检测设备，其特征在于：所述单板计算机通过背板和主控采集卡进行RS232通讯；所述主控采集卡与第一继电器卡、万用表卡分别采用RS485背板总线通讯。

4.依据权利要求3所述的车用电缆自动检测设备，其特征在于：所述辅助测试设备包括：第二继电器卡，所述第二继电器与主测试设备采用RS485通讯，根据主测试设备的命令进行测试端口切换，辅助测试设备为主测试设备提供激励回线与测量负线通道；所述第二继电器卡还包括与被测电缆连接的接口。

5.依据权利要求2所述的车用电缆自动检测设备，其特征在于：所述主控采集卡包括恒流源电路、电流档位切换电路和采样调理电路。

6.依据权利要求4所述的车用电缆自动检测设备，其特征在于：所述第一继电器卡、第二继电器卡包括继电器切换阵列和MCU控制电路，所述的MCU控制电路与主控采集卡通过RS485通讯，通过IO接口与继电器切换阵列连接，所述的继电器切换阵列另一端通过接口与待测电缆连接。

7.权利要求1至6中任意一项所提供的车用电缆自动检测设备的检测方法，其特征在于，包括：

S1、所述主测试设备接收测试配置表；

S2、选择待测电缆的多个待测端口号中的一个，其中所述待测端口号与所述待测电缆的芯线一一对应；

S3、所述芯线一端连接主测试设备，一端连接辅助测试设备，进行测试；

S4、获取测试结果，并返回执行步骤S1，直至所述待测电缆的所有待测端口均已测试。

8.依据权利要求7所述的车用电缆自动检测方法，其特征在于，所述测试包括：导通电阻测试、绝缘电阻测试；阻值测试。

9.根据权利要求8所述的车用电缆自动测试方法，其特征在于：在测试前，通过配置表配置被测电缆的芯线连接关系，导通绝缘电阻测试判断上下限值，对于不同的测试电缆，测试软件无需修改，只需修改配置文件即可实现测试软件的通用化。

10.根据权利要求8所述的车用电缆自动测试方法，其特征在于：在测试完成后，所述测试软件会自动将测得的导通、绝缘电阻值与其上下限值进行判读，若在上下限值之间，则判读为阻值正确，若在上下限值之外，则判读为阻值错误。

11.根据权利要求8所述的车用电缆自动测试方法，其特征在于：所述自动测试方法还包括将测试数据和判读结果生成报表。