CN107543574B - 机载传感器高温老炼试验自动检测仪及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪，包括控制模块、输入输出模块以及测试模块，所述测试模块为处理模拟信号的电路，通过所述测试模块进行测试通道编组控制及测试通道的恒流供电，并由所述测试模块检测待测器件的电阻；所述输入输出模块实现对仪器的操作以及测试数据的显示；所述控制模块包括处理器、AD数据转换器和存储器，所述控制模块通过所述AD数据转换器进行数据采集，并根据数据采集结果的计算进行故障判定，所述存储器存储测试的历史数据。本发明改变了之前人工记录的工作方式，能够自动测试并记录高温老炼试验中各项参数，同时将机载传感器虚焊、断线自动判别功能加入到检测仪中，提高了工作效率。

Description

机载传感器高温老炼试验自动检测仪及操作方法

技术领域

本发明总体来说涉及一种机载设备的测试技术，具体而言，涉及一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪及操作方法。

背景技术

老炼试验通常对单元产品整体进行，以便剔除由于操作技术和工艺上的微小波动造成的有缺陷的产品。老炼还会暴露一些未被发现的设计差错。在这类试验中，所施加的应力一般在所规定的产品工作范围之内，并且只施加一段时间。其目的在于避免将制造上有缺陷的产品发给用户。

针对航空器机载设备，机载设备最重要的要求就是高可靠性。高可靠性是实现飞机的高安全性、高可用性和高完好性要求的基础。通常国外机载设备的可靠性指标(均匀故障间隔时间MTBF)从几千到几万小时，而国产设备的MTBF仅能达到几百到几千个小时，这之间有一到两个数目级的差距。而提高机载电子器件的可靠性检测能力，是快速有效地缩小差距的一种方式。

高温老炼试验是机载传感器生产过程中的一项工艺流程：是根据工艺要求将机载传感器置于一定的温度下长时间高温老炼，筛查出有瑕疵的机载传感器以提高交付产品的可靠性。

目前，航空器机载传感器高温老炼试验过程中各项参数的测试以及早期失效判定均由人工完成。

现有技术存在以下缺点：

目前高温老炼试验时，机载传感器的内阻、虚焊、断线以及绝缘电阻的测试均由人工完成，工作效率低下。

而市面上常用的自动测试仪器仅有电压、电流、电阻等常规参数测试通道，没有虚焊、断线故障自动判别和长时间记录功能。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于解决机载传感器高温老炼试验过程中机载传感器早期失效的问题，提供一种老炼试验自动检测仪。该仪器能够自动测试高温老炼试验过程中机载传感器的内阻，绝缘电阻等参数，并自动检测机载传感器的虚焊以及断线情况。

本发明的另一个目的在于解决机载传感器检测数据的自动采集与记录，以改善传统老炼试验人工记录效率低下以及缺乏自动判别和记录的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪，包括控制模、输入输出模块以及测试模块，所述测试模块为处理模拟信号的电路，通过所述测试模块进行测试通道编组控制及测试通道的恒流供电，并由所述测试模块检测待测器件的电阻；所述输入输出模块实现对仪器的操作以及测试数据的显示；所述控制模块包括处理器、AD数据转换器和存储器，所述控制模块通过所述AD数据转换器进行数据采集，并根据数据采集结果的计算进行故障判定，所述存储器存储测试的历史数据。

根据本发明的一实施方式，其中还具有一个继电器控制模块，所述控制模块通过所述继电器控制模块控制多个通道切换电路进行多通道间变换的信号采集，以实现多个被测传感器的测试。

根据本发明的一实施方式，其中还具有一个电源模块，所述电源模块为所述自动检测仪各个模块提供所需电力，针对各个模块不同的电压和电源要求，采用不同的供电电路进行分别供电。

根据本发明的一实施方式，其中所述测试模块包括温度采集模块、绝缘性测试模块和电阻采集模块。

根据本发明的一实施方式，其中所述温度采集模块连接待测器件与所述AD数据转换器，所述温度采集模块包括热电偶采集模块和室温采集模块，所述热电偶采集模块进行老炼测试高温箱内的温度检测，而室温采集模块位于所述高温箱外，以进行室温采集。

根据本发明的一实施方式，其中所述绝缘性测试模块连接待测器件与所述AD数据转换器，以测试待测器件绝缘性。

根据本发明的一实施方式，其中所述电阻采集模块连接待测器件与所述AD数据转换器。

根据本发明的另一方面，提供一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪的操作方法，操作步骤主要包括：

准备步骤，主要包括：进行待测部件的安装，并将自动检测仪的测试模块各部分分别连接至相应的位置，以达成测试环境；

循环采集步骤，由控制模块通过继电器控制模块控制多个通道切换电路进行多通道间变换，电阻采集模块为各个待测传感器通入恒流信号一定时间，并接收返回的一定时间内的电阻信号，同时，实时的通过AD数据转换器传输给控制模块；

断线判断步骤，控制模块根据接收到针对多个器件的一定时间内的电阻信号，判断其中器件的内阻值是否超出断线预设阈值，若超出断线预设阈值则显示为断线，否则判定为正常；

虚焊判断步骤，控制模块根据接收到针对多个器件的一定时间内的电阻信号，判断其中器件一定时间内的内阻值之间差值变化是否超出虚焊预设阈值，若超出虚焊预设阈值则显示为虚焊，否则判定为正常；

显示步骤，控制模块根据判定结果，通过显示设备输出当前器件相应的结果。

由上述技术方案可知，本发明实施例的机载传感器高温老炼试验自动检测仪及操作方法的优点和积极效果在于：

本发明实施例的机载传感器高温老炼试验自动检测仪，改变了之前人工记录的工作方式，能够自动测试并记录高温老炼试验中各项参数，同时将机载传感器虚焊、断线自动判别功能加入到检测仪中，提高了工作效率。

本发明实施例的机载传感器高温老炼试验自动检测仪，在某型机载传感器的高温老炼试验中进行了两个阶段共计约80小时的试验验证，经正规计量机构校准后正式投入使用。经过试验验证以及现场使用情况表明，本发明实施例的机载传感器高温老炼试验自动检测仪，长时间工作稳定可靠，能够承担机载传感器的高温老炼试验自动测试并能够正确判定机载传感器虚焊、断线故障。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪的结构原理示意图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪的操作步骤示意图。

图3是根据一示例性实施方式示出的一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪的电路原理示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪的结构原理示意图。如图1所示，本发明实施例的机载传感器高温老炼试验自动检测仪主要包括控制模块、输入输出模块以及测试模块三大部分。测试模块为模拟电路部分，用于模拟信号的处理、通道编组及恒流供电；输入输出模块用于实现对仪器的操作以及测试数据的显示；核心控制模块包括CPU、AD转换器、存储器等部分，用于实现仪器的整体控制、数据采集以及故障判定等功能。

本发明实施例中，控制模块通过AD转换器与测试模块实现信号连接，AD转换器将测试模块中各测试电路的模拟电路信号转换为数字信号，以便于控制模块可据此进行数据处理、判断、存储与输出。测试模块主要包括温度采集模块、绝缘性测试模块和电阻采集模块。温度采集模块主要包括热电偶采集模块和室温采集模块，热电偶采集模块用于高温箱内的温度检测，而室温采集模块位于高温箱外，以进行室温采集。据此，自动检测仪可以相对地采集到高温老炼过程中，高温箱内的相对以及绝对温度变化。若采用高温箱进行测试温度变温度循环测试，控制模块便可以随动的进行各个待测器件间的循环测试动作。举例而言，若高温箱进行方波式的测试温度变温度循环测试，则，控制模块便可以随动的进行脉冲式循环测试，使得各个待测器件的循环测试动作均处于温度方波的顶部或顶部居中的位置进行。

另外，还可设置有电源模块与继电器控制模块，电源模块为检测仪各个模块提供所需电力，针对各个模块不同的电压和电源要求，可以采用不同的供电电路进行分别供电。控制模块通过继电器控制模块控制多个通道切换电路进行多通道间变换的信号采集，以实现同时进行多个被测传感器的测试。

控制模块可选择直接与显示装置相连，以实现输出功能，当然，显示装置也可具有触控单元，以便于接收操作人员的指令，以进行相应的输入工作。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪的操作步骤示意图。本发明具体实施方式中，本发明实施例的机载传感器高温老炼试验自动检测的实施步骤主要包括：

准备步骤，主要包括：进行待测部件的安装，并将自动检测仪的测试模块各部分分别连接至相应的位置，以达成测试环境；

循环采集步骤，由控制模块通过继电器控制模块控制多个通道切换电路进行多通道间变换，电阻采集模块为各个待测传感器通入恒流信号一定时间，并接收返回的一定时间内的电阻信号，同时，实时的通过AD数据转换器传输给控制模块；

断线判断步骤，控制模块根据接收到针对多个器件的一定时间内的电阻信号，判断其中器件的内阻值是否超出断线预设阈值，若超出断线预设阈值则显示为断线，否则判定为正常。

虚焊判断步骤，控制模块根据接收到针对多个器件的一定时间内的电阻信号，判断其中器件一定时间内的内阻值之间差值变化是否超出虚焊预设阈值，若超出虚焊预设阈值则显示为虚焊，否则判定为正常。

显示步骤，控制模块根据判定结果，通过显示设备输出当前器件相应的结果；

可以选择以上述步骤顺序进行多个传感器的循环测试。检测仪通过对传感器内阻值进行连续采集，以判定传感器的虚焊、断线故障。

图3是根据一示例性实施方式示出的一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪的电路原理示意图。其中电源模块示例性使用了7812、7912、7805、1117-3.3电路器件为电路提供标准的±12V、+5V以及+3.3V电压；示例性使用型号为REF02AP(U_POW_1)的电源管理器件为AD转换器提供+5V标准参考电压。控制模块中关键器件-单片机模块示例性使用的是STC89C52单片机(U_STC_1)，单片机模块的串口示例性通过MAX232电平转换芯片(U_STC_3)与液晶屏相连实现系统的输入输出功能。存储模块示例性使用K9K8G08U0A芯片(U_STC_8)进行历史数据存储，实现仪器数据记录功能；其中存储芯片两端SN74LVC4245A芯片(U_STC_10/11)示例性为电平转换芯片，以解决存储芯片与单片机电平不匹配的问题。单片机模块通过译码芯片74LS154(U_STC_6)控制继电器控制模块(U_ADD_1/2/3，7/8/9)实现多路测试通道切换功能。AD转换模块使用ADS8344(U_STC_9)对测试参数进行采集。恒流源电阻采集模块使用OPA2277(U_CUR_1)组成恒流源电路，使用AD转换测试恒定电流通过被测电阻的电压即可得到被测电阻值。热电偶信号通过INA128(U_T_1)仪器放大器放大采集，热电偶冷端补偿使用AD590(U_T_2)温度机载传感器进行补偿。绝缘性测试模块通过对被测件施加高压来测试绝缘电阻。

本发明实施例，实现了机载传感器虚焊以及断线的自动判别功能。实现了传感器故障快速测量及失效判别方法。与现有技术相比，本发明改变了之前人工记录的工作方式，能够自动测试并记录高温老炼试验中各项参数，同时将机载传感器虚焊、断线自动判别功能加入到检测仪中，提高了工作效率。

本发明在某型机载传感器的高温老炼试验中进行了两个阶段共计约80小时的试验验证，经正规计量机构校准后正式投入使用。经过试验验证以及现场使用情况表明，本发明长时间工作稳定可靠，能够承担机载传感器的高温老炼试验自动测试并能够正确判定机载传感器虚焊、断线故障。

尽管已经参照某些实施例公开了本发明，但是在不背离本发明的范围和范畴的前提下，可以对所述的实施例进行多种变型和修改。因此，应该理解本发明并不局限于所阐述的实施例，其保护范围应当由所附权利要求的内容及其等价的结构和方案限定。

Claims (8)

1.一种机载传感器高温老炼试验自动检测仪，包括控制模块、输入输出模块以及测试模块，其特征在于，所述测试模块为处理模拟信号的电路，通过所述测试模块进行测试通道编组控制及测试通道的恒流供电，并由所述测试模块检测待测器件的电阻；所述输入输出模块实现对仪器的操作以及测试数据的显示；所述控制模块包括处理器、AD数据转换器和存储器，所述控制模块通过所述AD数据转换器进行数据采集，并根据数据采集结果的计算进行故障判定，所述存储器至少存储有测试中的历史数据；其中，控制模块根据接收到针对多个器件的一定时间内的电阻信号，判断其中器件的内阻值是否超出断线预设阈值；控制模块根据接收到针对多个器件的一定时间内的电阻信号，判断其中器件一定时间内的内阻值之间差值变化是否超出虚焊预设阈值。

2.如权利要求1所述的机载传感器高温老炼试验自动检测仪，其特征在于，还具有一个继电器控制模块，所述控制模块通过所述继电器控制模块控制多个通道切换电路进行多通道间变换的信号采集，以实现多个被测传感器的测试。

3.如权利要求1所述的机载传感器高温老炼试验自动检测仪，其特征在于，还具有一个电源模块，所述电源模块为所述自动检测仪各个模块提供所需电力，针对各个模块不同的电压和电源要求，采用不同的供电电路进行分别供电。

4.如权利要求1所述的机载传感器高温老炼试验自动检测仪，其特征在于，所述测试模块包括温度采集模块、绝缘性测试模块和电阻采集模块。

5.如权利要求4所述的机载传感器高温老炼试验自动检测仪，其特征在于，所述温度采集模块连接待测器件与所述AD数据转换器，所述温度采集模块包括热电偶采集模块和室温采集模块，所述热电偶采集模块进行老炼测试高温箱内的温度检测，而室温采集模块位于所述高温箱外，以进行室温采集。

6.如权利要求4所述的机载传感器高温老炼试验自动检测仪，所述绝缘性测试模块连接待测器件与所述AD数据转换器，以测试待测器件绝缘性。

7.如权利要求4所述的机载传感器高温老炼试验自动检测仪，所述电阻采集模块连接待测器件与所述AD数据转换器。

8.如权利要求1至7任一项所述的机载传感器高温老炼试验自动检测仪的操作方法，其特征在于，操作步骤主要包括：

准备步骤，主要包括：进行待测部件的安装，并将自动检测仪的测试模块各部分分别连接至相应的位置，以达成测试环境；

循环采集步骤，由控制模块通过继电器控制模块控制多个通道切换电路进行多通道间变换，电阻采集模块为各个待测传感器通入恒流信号一定时间，并接收返回的一定时间内的电阻信号，同时，实时的通过AD数据转换器传输给控制模块；

断线判断步骤，控制模块根据接收到针对多个器件的一定时间内的电阻信号，判断其中器件的内阻值是否超出断线预设阈值，若超出断线预设阈值则显示为断线，否则判定为正常；

虚焊判断步骤，控制模块根据接收到针对多个器件的一定时间内的电阻信号，判断其中器件一定时间内的内阻值之间差值变化是否超出虚焊预设阈值，若超出虚焊预设阈值则显示为虚焊，否则判定为正常；

显示步骤，控制模块根据判定结果，通过显示设备输出当前器件相应的结果。