CN108957298A - 动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统，包括主测平台，所述主测平台包括控制主机、工控机、工艺飞轮、高低温箱、动量轮线路板和供电电源，所述动量轮线路板放置在高低温箱内部，通过高低温箱调整动量轮线路板所处的环境温度状态，所述供电电源向动量轮线路板供电设置，所述控制主机与动量轮线路板信号传输连接，所述工控机分别采集工艺飞轮与动量轮线路板的信号数据，所述工控机与控制主机信号传输连接。本发明提供一种动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统及其方法，完成线路板的自动化测试和可靠性筛选，识别线路板的早期失效。
Description
技术领域
本发明属于动量轮测试设备领域，特别涉及动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试 验系统及其方法。
背景技术
卫星25Nms动量轮缺乏线路板调试使用的自动测试设备以及线路板老练使用的可靠性筛选试验系统，在目前25Nms动量轮的研制及生产过程中，仍依靠人工对线路板 进行调试及测试，这样针对多台产品需要分批进行试验，造成了试验经费上的浪费，而 且试验中需要人工记录，也耗费了大量的人力及时间，严重制约了飞轮的研制生产和进 度，在调试和试验后期给飞轮测试数据的处理也带来了极大的不便。
为了提高产品研制效率和测试能力，急需研制某卫星型号使用的25Nms动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统。动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统主要用于动量轮电源板线路及控制板线路的自动测试和可靠性筛选试验。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种动量轮线路板自动测 试和可靠性筛选试验系统及其方法，完成线路板的自动化测试和可靠性筛选，识别线路板的早期失效。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统，包括主测平台，所述主测平台包括 控制主机、工控机、工艺飞轮、高低温箱、动量轮线路板和供电电源，所述动量轮线路 板放置在高低温箱内部，通过高低温箱调整动量轮线路板所处的环境温度状态，所述供 电电源向动量轮线路板供电设置，所述控制主机与动量轮线路板信号传输连接，所述工 控机分别采集工艺飞轮与动量轮线路板的信号数据，所述工控机与控制主机信号传输连 接。
进一步的，所述工控机包括处理器模块和数据采集卡，所述工艺飞轮的信号输入端 与处理器模块的信号输出端连接，所述工艺飞轮的信号输出端与数据采集卡的信号输入 端与连接，所述数据采集卡的信号输出端与处理器模块的信号输入端连接，所述处理器模块分别与控制主机、动量轮线路板信号连接。
进一步的，所述动量轮线路板包括电源板组件和控制板组件，所述电源板组件向控 制板组件供电设置，所述电源组件包括继电器，所述数据采集卡分别采集通过继电器的电压与电流信号；所述电源板组件采用直流稳压一次电源供电，控制板组件采用三路直 流稳压二次电源供电，所述数据采集卡分别采集控制板组件三路的二次供电电源的电流 与电压。
进一步的，所述控制板组件的信号输出端与数据采集卡的信号输入端连接，所述数 据采集卡分别采集控制板组件的电机换相驱动信号、转速遥测信号、转速方向信号、电机电流遥测信号和动量轮开关状态遥测信号。
动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统的测试方法，包括：、对一个或多个待测试的动量轮线路板通入+28.6V或+42V一次供电电压，并通过数据采集卡分别采集 各动量轮线路板上的电源板组件的电压信号和电流信号；
数据采集卡对控制板组件的转速遥测信号进行采集并对遥测信号的频率进行测量， 数据采集卡采样时间小于5us，并由控制主机采集和记录，并绘制曲线，曲线刷新频率高于2Hz并在测试软件界面上显示；每隔0.5秒计算一次转速值，假设0.5秒测得频率 值为XHz，则得到转速值为2.5*X rpm，测得的转速遥测信号的频率应为电机霍尔信号 的频率的3倍，若不符合则报警或红色显示；
数据采集卡分别对控制板组件的转向方向信号、电机电流遥测信号和动量轮开关状 态遥测信号进行采集并对遥测信号进行测试，数据采集卡采样时间小于5us，并由控制主机采集和记录，并绘制曲线，曲线刷新频率高于2Hz并在测试软件界面上显示；
数据采集卡对电机霍尔信号进行采集并对该信号进行测试，且数据采集卡分别对电 机顺时针和逆时针两种状态下的电机霍尔信号的频率、占空比进行检测，通过控制主机采集和记录；当测得的电机霍尔信号有如下情况时：占空比小于48％或大于52％时或高 电平小于11V时或低电平高于0.6V时，报警或红色显示。
有益效果：本发明通过对线路板的测试点布局选择以及各测试点的工作信号的识别，完成线路板的自动化测试和可靠性筛选，识别线路板的早期失效，减少人工检测的 时间浪费和经济成本投入。
附图说明
附图1为本发明的整体测试的原理框图；
附图2为本发明的动量轮线路板的原理框图；
附图3为本发明的电源板组件的接线示意图；
附图4为本发明的控制板组件的接线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1和附图2所示，动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统，包括主测平台，所述主测平台包括控制主机1、工控机2、工艺飞轮7、高低温箱3、动量轮线路 板4和供电电源5，所述动量轮线路板4放置在高低温箱3内部，通过高低温箱3调整 动量轮线路板4所处的环境温度状态，高低温箱放置在低温环境中，箱体内部设置有加 热装置，通过控制加热装置的产生热量，使高低温箱内部包括高温、低温或渐变温度环 境，模拟动量轮线路板实际工作环境，对不同工作状态下的线路板进行测试和可靠性筛 选，所述供电电源5向动量轮线路板4供电设置，所述控制主机1与动量轮线路板4信 号传输连接，所述工控机2分别采集工艺飞轮7与动量轮线路板4的信号数据，所述工 艺飞轮7为动量轮组件的模拟试验件，所述工控机2与控制主机1信号传输连接，通过 动量轮线路板4的自动化测试，可减轻工人的劳动强度，且减少人工检测的时间浪费和 经济成本投入，有效地完成对线路板的自动化测试和可靠性筛选。
所述工控机2包括处理器模块和数据采集卡，所述工艺飞轮7的信号输入端与处理器模块的信号输出端连接，所述工艺飞轮7的信号输出端与数据采集卡的信号输入端与 连接，所述数据采集卡的信号输出端与处理器模块的信号输入端连接，所述处理器模块 分别与控制主机1、动量轮线路板4信号连接。控制主机直接与动量轮线路板通过测试 线缆连接，控制主机向动量轮线路板发送各种操作指令，动量轮线路板在控制工艺飞轮 转动的过程中，通过数据采集卡采集工艺飞轮的转向、干扰力矩等参数数值，同时数据 采集卡采集动量轮线路板上对应的电压、电流及各遥测信号的频率以及状态，并最终通 过处理器模块上传至控制主机进行数据的分析和处理，控制主机为包含测试软件的计算 机终端。
所述动量轮线路板4包括电源板组件和控制板组件，所述电源板组件通过控制电路 板供电电源5单独供电设置，该电源为+28.6V或+42V的一次直流供电电压，所述电源 板组件通过三路不同的电压转换电路向控制板组件供电设置，三路电压转换电路可单独 控制开关，该二次供电电源为+42V、+12V和-12V的电压，且具有0～2A的输出能力， 所述电源组件包括继电器，所述数据采集卡分别采集通过继电器的电压与电流信号；所 述电源板组件采用直流稳压一次电源供电，控制板组件采用三路直流稳压二次电源供 电，所述数据采集卡分别采集控制板组件三路的二次供电电源的电流与电压。
所述控制板组件的信号输出端与数据采集卡的信号输入端连接，所述数据采集卡分 别采集控制板组件的电机换相驱动信号、转速遥测信号、转速方向信号、电机电流遥测信号和动量轮开关状态遥测信号。
通过示波器6对动量轮线路板的电压的波形进行检测和示波。
动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统的测试方法，包括：1、对一个或多个待测试的动量轮线路板通入+28.6V或+42V一次供电电压，所述一次供电电源与电源 板组件供电连接，所述一次供电电源通过动量轮线路板4上的切换电路形成二次供电电 源，所述二次供电电源与控制板组件供电连接，并通过数据采集卡分别采集各动量轮线 路板上的电源板组件的电压信号和电流信号；
2数据采集卡对控制板组件的转速遥测信号进行采集并对遥测信号的频率进行测量，数据采集卡采样时间小于5us，并由控制主机1采集和记录，并绘制曲线，曲线刷 新频率高于2Hz并在测试软件界面上显示；每隔0.5秒计算一次转速值，假设0.5秒测 得频率值为XHz，则得到转速值为2.5*X rpm，测得的转速遥测信号的频率应为电机霍 尔信号的频率的3倍，若不符合则报警或红色显示；
3数据采集卡分别对控制板组件的转向方向信号、电机电流遥测信号和动量轮开关 状态遥测信号进行采集并对遥测信号进行测试，数据采集卡采样时间小于5us，并由控制主机1采集和记录，并绘制曲线，曲线刷新频率高于2Hz并在测试软件界面上显示；
4数据采集卡对电机霍尔信号进行采集并对该信号进行测试，也即对电机换相驱动 信号进行测试，且数据采集卡分别对电机顺时针和逆时针两种状态下的电机霍尔信号的 频率、占空比进行检测，通过控制主机1采集和记录；当测得的电机霍尔信号有如下情况时：占空比小于48％或大于52％时或高电平小于11V时或低电平高于0.6V时，报警 或红色显示。
附图3为本发明的电源板组件的接线示意图；附图4为本发明的控制板组件的接线示意图。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统，其特征在于：包括主测平台，所述主测平台包括控制主机(1)、工控机(2)、工艺飞轮(7)、高低温箱(3)、动量轮线路板(4)和供电电源(5)，所述动量轮线路板(4)放置在高低温箱(3)内部，通过高低温箱(3)调整动量轮线路板(4)所处的环境温度状态，所述供电电源(5)向动量轮线路板(4)供电设置，所述控制主机(1)与动量轮线路板(4)信号传输连接，所述工控机(2)分别采集工艺飞轮(7)与动量轮线路板(4)的信号数据，所述工控机(2)与控制主机(1)信号传输连接。
2.根据权利要求1所述的动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统，其特征在于：所述工控机(2)包括处理器模块和数据采集卡，所述工艺飞轮(7)的信号输入端与处理器模块的信号输出端连接，所述工艺飞轮(7)的信号输出端与数据采集卡的信号输入端与连接，所述数据采集卡的信号输出端与处理器模块的信号输入端连接，所述处理器模块分别与控制主机(1)、动量轮线路板(4)信号连接。
3.根据权利要求2所述的动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统，其特征在于：所述动量轮线路板(4)包括电源板组件和控制板组件，所述电源板组件向控制板组件供电设置，所述电源组件包括继电器，所述数据采集卡分别采集通过继电器的电压与电流信号；所述电源板组件采用直流稳压一次电源供电，控制板组件采用三路直流稳压二次电源供电，所述数据采集卡分别采集控制板组件三路的二次供电电源的电流与电压。
4.根据权利要求3所述的动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统，其特征在于：所述控制板组件的信号输出端与数据采集卡的信号输入端连接，所述数据采集卡分别采集控制板组件的电机换相驱动信号、转速遥测信号、转速方向信号、电机电流遥测信号和动量轮开关状态遥测信号。
5.根据权利要求1至权利要求4所述的任意一动量轮线路板自动测试和可靠性筛选试验系统的测试方法，其特征在于：包括：(1)、对一个或多个待测试的动量轮线路板通入+28.6V或+42V一次供电电压，并通过数据采集卡分别采集各动量轮线路板上的电源板组件的电压信号和电流信号；
(2)数据采集卡对控制板组件的转速遥测信号进行采集并对遥测信号的频率进行测量，数据采集卡采样时间小于5us，并由控制主机(1)采集和记录，并绘制曲线，曲线刷新频率高于2Hz并在测试软件界面上显示；每隔0.5秒计算一次转速值，假设0.5秒测得频率值为X Hz，则得到转速值为2.5*X rpm，测得的转速遥测信号的频率应为电机霍尔信号的频率的3倍，若不符合则报警或红色显示；
(3)数据采集卡分别对控制板组件的转向方向信号、电机电流遥测信号和动量轮开关状态遥测信号进行采集并对遥测信号进行测试，数据采集卡采样时间小于5us，并由控制主机(1)采集和记录，并绘制曲线，曲线刷新频率高于2Hz并在测试软件界面上显示；
(4)数据采集卡对电机霍尔信号进行采集并对该信号进行测试，且数据采集卡分别对电机顺时针和逆时针两种状态下的电机霍尔信号的频率、占空比进行检测，通过控制主机(1)采集和记录；当测得的电机霍尔信号有如下情况时：占空比小于48％或大于52％时或高电平小于11V时或低电平高于0.6V时，报警或红色显示。
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