CN112332886A - 一种通用电缆测试系统及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种通用电缆测试系统及测试方法，用于对被测试电缆进行测试，所述系统包括测试转接电缆、控制测试模块、控制总线、嵌入式计算机；所述控制测试模块包括控制单元、测试总线、导通测试单元；所述导通测试单元与测试总线连接，且还通过测试转接电缆与被测试电缆连接；所述测试总线与控制单元连接；所述控制单元通过控制总线与嵌入式计算机连接。本发明可以自动比对电缆N芯导线，其中输入端的一芯对输出端的其他N芯之间，比较准确地确定电缆线芯的连接情况，并且能够比较准确地给出点位，同时成本低，通用性强，操作方便安全，增强了工作的效率和准确度。

Description

一种通用电缆测试系统及测试方法

技术领域

本发明属于航空电缆通路性能测试领域，具体地说，涉及一种通用电缆测试系统及测试方法。

背景技术

电力、通信、控制等电缆普遍应用于各种电子装备。而应用于航空恶劣的使用环境对电缆电器性能要求很高。为了确保信号传输顺利进行，防止装备之间产生严重危害，必须对大量测试电缆和设备控制电缆进行绝缘检查和通路性能检查。在通路性能检查的过程中，如果发现电缆芯线有短路、断路、错接现象，迫切需要对故障的位置进行定位，以便于彻底查清原因，采取补救措施或者改进设计。

传统电缆通路测试方法主要利用三用表、示波器等进行手工测试。这种检测手段工作量大，内容枯燥，容易使人疲劳，甚至出现人为差错。为了防止误操作引发事故，测试人员在传统手工检测方法中采取了各种各样的措施，但传统测试方法的弊端难以彻底解决。且测试过程繁琐，工作效率低，一般在进行通路测试时，需要2-3人进行。

对电缆芯线连接的查找，一般都要通过对电缆两端芯线逐一进行通路测试。传统的测试工具就是万用表，而万用表提供的测试导线的距离有限，测试导线两端间总长合计不超过3m，所以超过3米的电缆进行通路测试时，一般都要将电缆的两端拉到一起，才能保证测试探针可以够到测试点。这样就带来一个问题，对于已经敷设好的电缆，特别是长电缆例如10m长的电缆，过长电缆因电缆负载原因，暂无法进行测试，为了进行测试要么把电缆头拉到一起测试，测试完之后再敷设回去，要么就加长测试导线。有些需要进行耐温、防火、绝缘性强要求的导线，不柔软，无法弯曲折叠。这在实际工作中带来很大的不方便。特别是在故障排查过程中，为了保持技术状态，不希望对现有电缆进行移动。

如何在节约成本，测试安全，结果准确，操作方便的进行电缆通路测试，成为了当前电缆通路测试中急待解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的上述问题，提出了涉及一种通用电缆测试系统及测试方法，通过测试转接电缆、控制测试模块、控制总线、嵌入式计算机实现了航空领域电缆安全、低成本、通用、准确、方便又快速的测量。

本发明具体实现内容如下：

本发明提出了一种通用电缆测试系统，用于对被测试电缆进行测试，所述系统包括测试转接电缆、控制测试模块、控制总线、嵌入式计算机；

所述控制测试模块包括控制单元、测试总线、导通测试单元；

所述导通测试单元与测试总线连接，且还通过测试转接电缆与被测试电缆连接；

所述测试总线与控制单元连接；

所述控制单元通过控制总线与嵌入式计算机连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述导通测试单元包括总线接口电路、测试电路；所述测试电路依次与总线接口电路、测试总线连接，且测试电路还通过测试转接电缆与被测试电缆连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述控制单元包括DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路；所述DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路分别与测试总线连接，且还通过控制总线与嵌入式计算机连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路都包括数据收发电路，所述数据收发电路包括接线板J1、第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片、CAN收发器TJ1050；

所述第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片分别与接线板J1连接；

所述CAN收发器TJ1050与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的TXCAN接线端和RXCAN接线端连接；

所述CAN收发器TJ1050的CH接线端和CL接线端分别与测试总线连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路的数据收发电路还包括JTAG调试电路，所述JTAG调试电路与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的RESET接线端连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述测试电路包括数据收发电路，所述数据收发电路包括接线板J1、第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片、CAN收发器TJ1050；

所述第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片分别与接线板J1连接；

所述CAN收发器TJ1050与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的TXCAN接线端和RXCAN接线端连接；

所述CAN收发器TJ1050的CH接线端和CL接线端分别与总线接口电路和测试转接电缆连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，测试电路的数据收发电路还包括JTAG调试电路，所述JTAG调试电路与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的RESET接线端连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括供电单元，所述供电单元输入端连接220V电源，输出端分别与控制单元和测试电路连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括人机交互单元，所述人机交互单元包括分别与嵌入式计算机连接的显示器、键盘、鼠标。

本发明还提出了一种通用电缆测试方法，基于通用电缆测试系统，所述测试方法包括以下步骤：

步骤一：首先将通用电缆测试系统初始化；

步骤二：使用导通测试单元对被测试电缆进行导通测试；

步骤三：使用控制单元根据实际导通测试的要求，与导通测试单元之间进行DI信号发送和DO信号接收；

步骤四：控制单元根据与导通测试单元之间交互的数据判断测试结果；

步骤五：进行下一测试；

步骤六：当所有测试点都完成对被测试电缆的测试后，保存所有的测试结果，结束测试。

本发明与现有技术相比具有以下优点及有益效果：

（1）将控制单元、测试单元、被测单元模块化，便于系统根据实际需求进行扩展；

（2）实现了低电压激励条件下的通路测试，保证了被测电缆的安全；

（3）软件设计采用多测量点的优选算法，提高了测量的速度；

（4）测试系统的技术指标可以满足被测对象的需求，测试速度快，安全性好，可靠性高；

（5）经过改装转接电缆和修改测试软件可以实现其他电缆的通路测试。

附图说明

图1为本发明系统的具体构成模块连接示意图；

图2为本发明系统的导通测试单元的具体示意图；

图3为本发明AT90CAN128芯片的电路示意图；

图4为本发明接线板J1的电路示意图；

图5为本发明CAN收发器TJ1050的电路示意图；

图6为本发明JTAG调试电路的电路示意图；

图7为本发明的软件测试流程图；

图8为本发明系统完整模块构成示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

本实施例提出了一种通用电缆测试系统，用于对被测试电缆进行测试，如图1、图2、图7所示，所述系统包括测试转接电缆、控制测试模块、控制总线、嵌入式计算机；

所述控制测试模块包括控制单元、测试总线、导通测试单元；

所述导通测试单元与测试总线连接，且还通过测试转接电缆与被测试电缆连接；

所述测试总线与控制单元连接；

所述控制单元通过控制总线与嵌入式计算机连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述导通测试单元包括总线接口电路、测试电路；所述测试电路依次与总线接口电路、测试总线连接，且测试电路还通过测试转接电缆与被测试电缆连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述控制单元包括DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路；所述DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路分别与测试总线连接，且还通过控制总线与嵌入式计算机连接。

工作原理：采用嵌入式计算机作为嵌入式控制器，总线采用通用CAN总线。采用通用计算机技术，大大可以缩短软、硬件开发周期。测试控制软件存于嵌入式计算机中，测试软件根据设计的程序、用户输入的控制操作及实时测试的情况通过控制单元向测试单元发出相应的控制命令或从测试单元读回测量结果，同时通过人机接口单元完成测试接口和信息的显示。

本发明的控制单元。控制单元由DI数字信号输入电路和DO数字信号输出电路组成（I是input，输入；O是output，输出），控制单元与计算机控制总线连接，控制单元接到计算机发出的控制命令后，经过DI数字信号输入电路产生控制信号，控制信号经输入逻辑电平信号驱动后传递给测试单元。DO数字信号输出电路接收信号，将接收信号转换为接收数据，与导通测试单元预存的测试结果相比较。与测试结果相一致则测试通过，标记正确标识；与测试结果不一致则测试不通过，标记错误标识，正确/错误标识会在生成的存储报表中以红色故障信号灯和报表中的“正确数”/“错误数”提示测试人员。可以作为二次复检或者人工复检的测试依据。

实施例2：

本实施例在上述实施例1的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，如图3、图4、图5、图6、图8所示，所述DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路都包括数据收发电路，所述数据收发电路包括接线板J1、第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片、CAN收发器TJ1050；

所述第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片分别与接线板J1连接；

所述CAN收发器TJ1050与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的TXCAN接线端和RXCAN接线端连接；

所述CAN收发器TJ1050的CH接线端和CL接线端分别与测试总线连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路的数据收发电路还包括JTAG调试电路，所述JTAG调试电路与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的RESET接线端连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，所述测试电路包括数据收发电路，所述数据收发电路包括接线板J1、第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片、CAN收发器TJ1050；

所述第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片分别与接线板J1连接；

所述CAN收发器TJ1050与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的TXCAN接线端和RXCAN接线端连接；

所述CAN收发器TJ1050的CH接线端和CL接线端分别与总线接口电路和测试转接电缆连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，测试电路的数据收发电路还包括JTAG调试电路，所述JTAG调试电路与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的RESET接线端连接。

工作原理：DI数字信号输入电路和DO数字信号输出电路原理相同，这里使用了单片机的P口准双向I/O模式，既可作为输入又可作为输出，电路中加入上拉电阻，并且不需要重新配置口线输出状态。实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围电路联系在一起。单片机的初始输出状态为高电平状态，电压接近于电源电压5V。为避免误测，该控制单元将DO数字信号输出信号设置为0状态即低电平状态，接近0V左右。并用限流分压的方式保证灌入的电流不超过芯片的要求，可以正常工作。DI数字信号输入电路主要用于读取状态值，单片机捕捉端口的电平然后置位相关寄存器，然后通过测试单元的测量电路读取寄存器状态。本发明的测试单元。测试单元主要由测量电路和总线接口电路组成。如图3、图4所示，控制单元的DI数字信号输入电路和DO数字信号输出电路、及测试电路都包括两个图3中的单片机AT90CAN128芯片加图4的接线板J1构成的数据收发主控芯片，两个AT90CAN128芯片分别与接线板J1上的引脚连接，然后再和图5的CAN收发器TJ1050连接，最后与总线连接，实现控制单元通过测试总线与导通测试单元之间的数据交互，及导通测试单元通过测试转接电缆与被测试电缆之间的测试数据交互，以及控制单元与嵌入式计算机之间通过控制总线进行数据交互等等；除此以外，本系统的电路简单，成本低廉，同时，因为各模块都使用的是同样的AT90CAN128芯片等构成的鸽子的数据收发电路，在元器件的前期加工上，只需要加工一种类型的元器件并应用于不同的电路即可，在此基础上同样进一步地降低了成本，故本发明在很大程度上实现了低成本及通用的效果。

本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例1-2任一项的基础上，为了更好地实现本发明，进一步地，还包括供电单元，所述供电单元输入端连接220V电源，输出端分别与控制单元和测试电路连接。

为了更好地实现本发明，进一步地，还包括人机交互单元，所述人机交互单元包括分别与嵌入式计算机连接的显示器、键盘、鼠标。键盘、鼠标用于输入操作命令等。显示器用于显示测试软件界面、测试结果等。其接口均与计算机相同。

本实施例的其他部分与上述实施例1-2任一项相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例还提出了一种通用电缆测试方法，基于通用电缆测试系统，所述测试方法包括以下步骤：

步骤一：首先将通用电缆测试系统初始化；

步骤二：使用导通测试单元对被测试电缆进行导通测试；

步骤三：使用控制单元根据实际导通测试的要求，与导通测试单元之间进行DI信号发送和DO信号接收；

步骤四：控制单元根据与导通测试单元之间交互的数据判断测试结果；

步骤五：进行下一测试；

步骤六：当所有测试点都完成对被测试电缆的测试后，保存所有的测试结果，结束测试。

工作原理：如图7所示，测试软件根据设计的程序，对被测电缆通路状态进行控制操作及实时测试。通过控制单元向测试单元发出相应的控制命令或从测试单元读回测量结果，同时通过人机接口单元完成测试接口和信息的显示，根据设计确定的线缆接线关系实施测量判定合格与否，并实时显示测量结果；

该方法可以自动比对电缆N芯导线，其中输入端的一芯对输出端的其他N芯之间，比较准确地确定电缆线芯的连接情况，并且能够比较准确地给出点位；

通过转接电缆的适配插头转换连接引入被测电缆，并经由软件编程实现程控测量的测试方法，简化了测量操作流程，并提高了测量效率；

从测量方法上，解决了传统测试方法在电缆测试中遇到的各种问题。特别是该方法不需考虑电缆线芯材质、线径、长度是否一致；

具有自动化程度高、测试精度高、测试速度快、操作简便等特点，可显著缩短测试时间、减少错误率；

自动化、智能化的电缆测试方法提供的技术手段与传统电缆测试方法形成了鲜明的对比。自动检测电缆性能，并协助排查出电缆的错接、漏接、短路、断路点位置，可以加快故障定位准确性和维修进度；

各部分采用热插拔式结构，更换方便；

多测量点的优选算法和快速的数模转换以保证测量的准确和速度。

在控制单元的控制下，将被测点切换至总线模板的测试线上，同时导通测试单元内部的接口电路根据接收到的控制信号将测试总线上的测试线切换到测试电路中，测试电路实现实时数据对比，完成测试后，将测试结果通过测试总线上传，本可以对测试数据保存以备用，形成数据管理报表。数据报表可自动生成，具有数据查询、打印、结果判断等功能。本发明可完成通用电缆通路测试系统所具备的初始化、导通测试、测试信息显示、测试结果的数据保存等功能。初始化内容包括测量电路CAN自检、通讯自检等模块功能自检。本发明的操作使用简单方便，可单人独立完成测试，测试时间短。并且成本不高，即可实现电缆通路的实时测试系统。设计方法合理，安全使用，方便可靠。

转接电缆完成被测电缆与通路测试系统的电连接，转接电缆制作过程应考虑做到整套电缆的通路测试一次完成，测试系统端的电连接需针对所有待测电缆的所有插头（座）都有对应的插头（座）连接，电缆连接时，对电缆中的插头（座）进行连接标记，进行电缆连接防错设计。

本发明的软件开发根据该用电缆通路测试系统自动化测试方法，研制安全、可靠、自动化程度高的通路测试软件。测试软件所要完成的主要功能如下：

a)系统自检；

b)电缆通路测量，并对测量结果进行判别；

c)生成存储报表；

d)人机交互，包括接受操作者的命令，显示测量结果等。

实施例5：

本实施例还提出了一种通用电缆测试转接箱，用于对被测试电缆进行测试，所述测试转接箱包括转接箱体，所述转接箱体中设置控制测试模块、控制总线、嵌入式计算机；

所述控制测试模块包括控制单元、测试总线、导通测试单元；

所述导通测试单元与测试总线连接；

所述测试总线与控制单元连接；

所述控制单元通过控制总线与嵌入式计算机连接；

还包括人机交互单元，所述人机交互单元设置在转接箱体内，包括分别与嵌入式计算机连接的显示器、键盘、鼠标；

还包括转接电缆，所述导通测试单元还通过测试转接电缆与被测试电缆连接。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通用电缆测试系统，用于对被测试电缆进行测试，其特征在于，包括测试转接电缆、控制测试模块、控制总线、嵌入式计算机；

所述控制测试模块包括控制单元、测试总线、导通测试单元；

所述导通测试单元与测试总线连接，且还通过测试转接电缆与被测试电缆连接；

所述测试总线与控制单元连接；

所述控制单元通过控制总线与嵌入式计算机连接。

2.如权利要求1所述的一种通用电缆测试系统，其特征在于，所述导通测试单元包括总线接口电路、测试电路；所述测试电路依次与总线接口电路、测试总线连接，且测试电路还通过测试转接电缆与被测试电缆连接。

3.如权利要求1所述的一种通用电缆测试系统，其特征在于，所述控制单元包括DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路；所述DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路分别与测试总线连接，且还通过控制总线与嵌入式计算机连接。

4.如权利要求3所述的一种通用电缆测试系统，其特征在于，所述DI数字信号输入电路、DO数字信号输出电路都包括数据收发电路，所述数据收发电路包括接线板J1、第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片、CAN收发器TJ1050；

所述第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片分别与接线板J1连接；

所述CAN收发器TJ1050与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的TXCAN接线端和RXCAN接线端连接；

所述CAN收发器TJ1050的CH接线端和CL接线端分别与测试总线连接。

5.如权利要求4所述的一种通用电缆测试系统，其特征在于，还包括JTAG调试电路，所述JTAG调试电路与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的RESET接线端连接。

6.如权利要求2所述的一种通用电缆测试系统，其特征在于，所述测试电路包括数据收发电路，所述数据收发电路包括接线板J1、第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片、CAN收发器TJ1050；

所述第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片分别与接线板J1连接；

所述CAN收发器TJ1050与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的TXCAN接线端和RXCAN接线端连接；

所述CAN收发器TJ1050的CH接线端和CL接线端分别与总线接口电路和测试转接电缆连接。

7.如权利要求6所述的一种通用电缆测试系统，其特征在于，还包括JTAG调试电路，所述JTAG调试电路与第一AT90CAN128芯片、第二AT90CAN128芯片的RESET接线端连接。

8.如权利要求2所述的一种通用电缆测试系统，其特征在于，还包括供电单元，所述供电单元输入端连接220V电源，输出端分别与控制单元和测试电路连接。

9.如权利要求1所述的一种通用电缆测试系统，其特征在于，还包括人机交互单元，所述人机交互单元包括分别与嵌入式计算机连接的显示器、键盘、鼠标。

10.一种通用电缆测试方法，基于通用电缆测试系统，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：首先将通用电缆测试系统初始化；

步骤二：使用导通测试单元对被测试电缆进行导通测试；

步骤三：使用控制单元根据实际导通测试的要求，与导通测试单元之间进行DI信号发送和DO信号接收；

步骤四：控制单元根据与导通测试单元之间交互的数据判断测试结果；

步骤五：进行下一测试；

步骤六：当所有测试点都完成对被测试电缆的测试后，保存所有的测试结果，结束测试。

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