CN113514780B - 一种用于卫星整星低频电缆的测试系统以及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种用于卫星低频电缆的测试系统以及测试方法，所述系统包括：电缆转接箱，所述电缆转接箱包括第一电缆转接箱和第二电缆转接箱；所述第一电缆转接箱和第二电缆转接箱上分别设置有多个接插件，用以连接多根待测电缆；与所述电缆转接箱电连接的交流阻抗测试仪，所述交流阻抗测试仪包括数字电桥、第一继电器阵列，第二继电器阵列以及网络控制接口；其中，所述数字电桥产生的驱动信号和测试信号能够通过所述第一继电器阵列和所述第二继电器阵列分别传输至所述第一电缆转接箱和所述第二电缆转接箱中，并经所述接插件将所述测试信号和所述驱动信号传输至所述待测电缆，以实现所述交流阻抗测试仪对所述待测电缆的电阻测试。

Description

一种用于卫星整星低频电缆的测试系统以及测试方法

技术领域

本发明实施例涉及电缆测试技术领域，尤其涉及一种用于卫星整星低频电缆的测试系统以及测试方法。

背景技术

低频电缆是航天领域应用广泛的基础材料，在实际应用中测试低频电缆的接线状态、通断状态、导通性能以及绝缘性能是卫星整星测试中的重要内容。但是由于低频电缆的功能用途、电缆芯数、电连接器接口类型的不同，使得低频电缆的测试成为了安全性要求高、测试项目繁琐、耗时耗力的工作。

目前，在卫星行业中，低频电缆的测试方法一直没有较大的发展，对导通性能的测试一般是采用万用表逐点测试，对绝缘性能的测试一般是采用转接盒配合兆欧表测试，测试数据的记录和判读依靠人工完成，且整个测试过程需要多人配合。目前的测试手段和方法虽然能够满足现有的卫星整星研制需求，但是大量的时间和人力消耗在测试准备工作中，而且测试数据的可靠性和准确性尚待提高，很难满足快速化、批量化、自动化的卫星综合测试未来发展要求。因此，低频电缆性能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，满足卫星整星测试的需求。

此外，现有的低频电缆测试设备在测试时均需将电缆的接插件与测试设备的接插件对插，而低频电缆的接插件有插拔次数的限制，比如，在航天应用中经常使用的接插件插拔次数一般仅为500次，在测试过程中，由于接插件的磨损导致接触电阻增大，影响测试结果的准确性，同时也会影响电缆的使用寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种用于卫星整星低频电缆的测试系统以及测试方法；能够高精度且安全地测试卫星整星低频电缆的导通性能和绝缘性能，同时能够在无需和低频电缆对插的情况下实现低频电缆与接插件的良好接触，延长了测试系统的寿命，并且能够在没有外部工具的情况下实现测试系统的自检和自校准。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于卫星整星低频电缆的测试系统，所述系统包括：

电缆转接箱，所述电缆转接箱包括第一电缆转接箱和第二电缆转接箱；所述第一电缆转接箱和第二电缆转接箱上分别设置有多个接插件，用以连接多根待测电缆；

与所述电缆转接箱电连接的交流阻抗测试仪，所述交流阻抗测试仪包括数字电桥、第一继电器阵列，第二继电器阵列以及网络控制接口；

其中，所述数字电桥产生的驱动信号和测试信号能够通过所述第一继电器阵列和所述第二继电器阵列分别传输至所述第一电缆转接箱和所述第二电缆转接箱中，并经所述接插件将所述测试信号和所述驱动信号传输至所述待测电缆，以实现所述交流阻抗测试仪对所述待测电缆的电阻测试。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于卫星整星低频电缆的测试方法，所述方法能够应用于第一方面所述的测试系统，所述方法包括：

针对任意一根待测电缆，通过网络控制接口控制第一继电器阵列每行中与所述待测电缆对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开；同时，控制第二继电器阵列每行中与所述待测电缆对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开，以使得所述第一继电器阵列和所述第二继电器阵列均连接至同一根所述待测电缆，并开始测试所述待测电缆的导通电阻；

针对任意两根所述待测电缆，通过所述网络控制接口控制所述第一继电器阵列每行中与其中所述一根待测电缆对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开；同时，控制所述第二继电器阵列每行中与其中所述另一根待测电缆相对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开，以使得所述第一继电器阵列和所述第二继电器阵列分别连接至所述两根待测电缆，并开始测试所述两根待测电缆之间的绝缘电阻；

重复进行以上步骤，获得全部所述待测电缆的导通电阻以及绝缘电阻。

本发明实施例提供了一种用于卫星整星低频电缆的测试系统以及测试方法；该测试系统包括交流阻抗测试仪和电缆转接箱，其中，电缆转接箱包括第一电缆转接箱和第二电缆转接箱，并且第一电缆转接箱和第二电缆转接箱上分别设置有多个接插件，用于连接待测电缆，同时该测试系统中的交流阻抗测试仪是基于数字电桥测试低频电缆的导通电阻和绝缘电阻的，具有测试精度高，测试电压低的特点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于卫星整星低频电缆的测试系统示意图。

图2为本发明实施例提供的待测电缆与电缆转接箱的连接示意图。

图3为本发明实施例提供的电缆转接箱上的接插件结构组成示意图。

图4为本发明实施例提供的弹簧探针的结构组成部分示意图。

图5为本发明实施例提供的弹簧探针与探针座安装板、电连接器的连接示意图。

图6为本发明实施例提供的探针座安装板上导向装置的安装位置示意图。

图7为本发明实施例提供的电缆转接箱的自检结构示意图。

图8为本发明实施例提供的另一种用于卫星整星低频电缆的测试系统示意图。

图9为本发明实施例提供的一种用于卫星整星低频电缆的测试方法流程示意图。

具体实施方式

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。

参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种用于卫星整星低频电缆的测试系统1，所述系统1包括：

电缆转接箱10，所述电缆转接箱10包括第一电缆转接箱10A和第二电缆转接箱10B，所述第一电缆转接箱10A和第二电缆转接箱10B上分别设置有多个接插件101，用以连接多根待测电缆CA；

与所述电缆转接箱10电连接的交流阻抗测试仪20，所述交流阻抗测试仪20包括数字电桥201、第一继电器阵列202A，第二继电器阵列202B以及网络控制接口203；

其中，所述数字电桥201产生的驱动信号和测试信号能够通过所述第一继电器阵列202A和所述第二继电器阵列202B分别传输至所述第一电缆转接箱10A和所述第二电缆转接箱10B，并经所述接插件101将所述测试信号和所述驱动信号传输至所述待测电缆CA，以实现所述交流阻抗测试仪10对所述待测电缆CA的电阻测试。

可以理解地，如图2所示，在进行电阻测试时，所有待测电缆CA的两端分别设置有与第一接插件101A和第二接插件101B相匹配连接的第一电连接器102A和第二电连接器102B，以能够将待测电缆CA分别一一对应地连接至第一电缆转接箱10A和第二电缆转接箱10B之间。

本发明实施例中对待测电缆CA的导通电阻和绝缘电阻的测试是采用基于数字电桥的交流阻抗测试仪20完成的，相比于通过恒流源和直流高压的测试方式，采用交流电流的测试方式测试精度高，具体来说，待测电缆CA的导通电阻测试范围为0.1毫欧～1千欧，测试精度为毫欧级别，待测电缆CA的绝缘电阻测试范围为1～100兆欧，测试精度为千欧级别，同时在进行待测电缆CA的电阻数据测量时测试电压低，具体来说，测量电压的范围为0.1～1V，最大不超过10V。

需要说明的是，对于图1所示的技术方案，在一些示例中，所述数字电桥201与所述待测电缆CA之间采用的是四线制连接方式，具体来说，如图1所示，在交流阻抗测试仪20中，网络控制接口203通过网线与数字电桥201和第二继电器阵列202B的输入端分别连接，其中，数字电桥201的输出端通过第一继电器阵列202A和第二继电器阵列202B与待测电缆CA四线制连接，也就是说，数字电桥201输出的驱动信号通过两根线传输至第一继电器阵列202A，输出的测试信号通过两根线传输至第二继电器阵列202B，且驱动信号和测试信号能够被传输至被测电缆CA。

另一方面，需要说明的是，第一继电器阵列202A和第二继电器阵列202B之间的控制信号是网络控制信号。

对于图1所示的技术方案，在一些示例中，优选地，所述第一继电器阵列202A和所述第二继电器阵列202B分别包括2×N个继电器，其中，所述N表示所述继电器阵列中每行包含的继电器个数；

其中，所述N用于表征所述交流阻抗测试仪20能够测试的所述待测电缆CA的最大数量。

在本发明的具体实施过程中，设置第一继电器阵列202A和第二继电器阵列202B中分别包括2×200个继电器。

需要说明的是，第一继电器阵列202A中第一行的N个继电器的一端连接在一起作为第一继电器阵列202A的输入端，与数字电桥201相连接；第一继电器阵列202A中第一行的N个继电器的另一端作为第一继电器阵列202A的输出端，与交流阻抗测试仪20中的第一母插件相连接。另外，如图1所示，交流阻抗测试仪20中的第一母插件与第一电缆转接箱10A中的第一公插件电连接。

类似地，第一继电器阵列202A中第二行的N个继电器的一端连接在一起作为第一继电器阵列202A的另一输入端，与数字电桥201相连接；第一继电器阵列202A中第二行的N个继电器的另一端作为第一继电器列202A的另一输出端，与交流阻抗测试仪20中的第二母插件相连接。另外，如图1所示，交流阻抗测试仪20中的第二母插件与第一电缆转接箱10A中的第二公插件相连接。

类似地，第二继电器阵列202B中第一行的N个继电器的一端连接在一起作为第二继电器阵列202B的输入端，与数字电桥201相连接；第二继电器阵列202B中第一行的N个继电器的另一端作为第二继电器阵列202B的输出端，与交流阻抗测试仪20中的第三母插件相连接。另外，如图1所示，交流阻抗测试仪20中的第三母插件与第二电缆转接箱10B中的第三公插件相连接。

类似地，第二继电器阵列202B中第二行的N个继电器的一端连接在一起作为第二继电器阵列202B的另一输入端，与数字电桥201相连接；第二继电器阵列202B中第二行的N个继电器的另一端作为第二继电器阵列202B的输出端，与交流阻抗测试仪20中的第四母插件相连接。另外，如图1所示，交流阻抗测试仪20中的第四母插件与第二电缆转接箱10B中的第四公插件相连接。

此外，如前述所述，第二继电器阵列202B的另一输入端也与网络控制接口203相连接，以实现待测电缆CA的电阻数据的传输。

优选地，对于上述示例，在一些具体的实施方式中，参见图3，所述每个接插件101为一组探针阵列301，且所述探针阵列301中包含多个弹簧探针3011。

可以理解地，在本发明的具体实施方式中，每组探针阵列301中包含的弹簧探针3011的总数量与对应的待测电缆CA的电连接器102内部芯数一样，排列方式也一样。

需要说明的是，如图4所示，所述弹簧探针3011包括探头401，弹性部件402以及探针座403。在本发明的具体实施方式中，如图5所示，所述弹簧探针3011通过探针座安装板501固定地安装在所述电缆转接箱10上；其中，所述弹簧探针3011的探针座403固定地设置在所述探针座安装板501上；同时，所述弹簧探针3011的探头401能够插入至所述待测电缆CA的电连接器102中以实现所述待测电缆CA与所述弹簧探针3011的电连接。

可以理解地，在进行弹簧探针3011与电连接器102的连接时，所述弹性部件402能够沿所述弹簧探针3011的轴向方向移动，以实现探头401与电连接器102中触点的弹性连接。

优选地，对于上述示例，在一些具体的实施方式中，参见图6，所述探针座安装板501上还设置有导向装置601，所述导向装置使得所述弹簧探针3011在插入所述电连接器102时，能够沿所述电连接器102的中心轴线方向移动，以实现所述电缆转接箱10与所述待测电缆CA的良好接触。

需要说明的是，在进行探针阵列301与电连接器102接插之前，探针阵列301中的弹簧探针3011已经全部固定地安装在探针座安装板501上，因此需要导向装置601来保证弹簧探针3011接插到电连接器102时能够沿电连接器102的中心轴线方向移动；或者说，电连接器102在接插到探针阵列301时能够沿与导向装置601竖向平行的方向插入。

可以理解地，待测电缆CA与电缆转接箱10之间使用接插件101进行接插时，不需要进行现有技术插拔操作，因此减少了接插件101之间的机械磨损，进而延长了电缆转接箱10的寿命，同时也能够避免在测试过程由接插件101磨损而导致的待测电缆CA的寿命降低的情况。

优选地，对于上述示例，在一些具体的实施方式中，参见图7，所述第一电缆转接箱10A上的第一探针座安装板501A上设置有针形弹簧探针701，所述第二电缆转接箱10B上的第二探针座安装板502A上设置有凹孔形弹簧探针702，且所述针形弹簧探针701和所述凹孔形弹簧探针702的位置排布为镜像对称排布。

可以理解地，弹簧探针701的探头是针状的，弹簧探针702的探头是针孔状的，且针形弹簧探针701的探头与凹孔形弹簧探针702的探头能够一一对应接插且紧密接触，在这种情况下，当第一电缆转接箱10A和第二电缆转接箱10B面对面接插时，通过交流阻抗测试仪10测试相对应的针形弹簧探针701和凹孔形弹簧探针702之间的导通电阻和绝缘电阻即可获知第一电缆转接箱10A和第二电缆转接箱10B上的工作状态，从而实现了在不借助外部设备和工具情况下就能够进行电缆转接箱10的自检和校准。

对于图1所示的技术方案，在一些示例中，参见图8，所述系统还包括：

与所述交流阻抗测试仪10相连接的上位机30，所述上位机30经配置为：

根据测试得到的所述待测电缆CA的导通电阻和绝缘电阻，判断所述待测电缆CA的导通性能以及绝缘性能。

需要说明的是，当全部待测电缆CA的导通电阻测试完成后，当存在导通电阻数据比其他导通电阻数据明显增大时，可以确定导通电阻数据明显增大的待测电缆CA存在虚断情况。

另一方面，当全部待测电缆CA的绝缘电阻测试完成后，当存在绝缘电阻数据比其他绝缘电阻数据明显降低时，可以确定绝缘电阻数据明显降低的两根待测电缆CA之间存在搭接或虚短情况。这是因为在正常情况下，两根不同待测电缆CA之间是通过绝缘外皮相互隔开的，因此两根待测电缆CA之间的耦合电容非常小，进而测得的两根待测电缆CA之间的绝缘电阻应为兆欧以上。但是当两根待测电缆CA之间存在搭接或虚短情况时，在虚短处两根待测电缆CA之间的距离非常小，可能导致两根待测电缆CA之间的耦合电容增大。因此当采用较高的测试频率时，当测试得到的绝缘电阻数据相比其他绝缘电阻数据明显降低时可以确定绝缘电阻数据明显降低的两根待测电缆CA之间存在搭接或虚短的情况。

需要说明的是，为提高测试精度，在测试待测电缆CA的导通电阻和绝缘电阻时，数字电桥201可以选择不同的测试频率。通常，待测电缆CA在传输信号时工作频率不超过1MHz，在传输电能时为直流电流，因此在测试导通电阻时可以选择较低的测试频率，在测试绝缘电阻时可以选择较高的测试频率。

可以理解地，在本发明的具体实施方式中，上位机30具体可以为无线装置、移动或蜂窝电话(包含所谓的智能电话)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、视频游戏控制台(包含视频显示器、移动视频游戏装置、移动视频会议单元)、膝上型计算机、桌上型计算机、电视机顶盒、平板计算装置、电子书阅读器、固定或移动媒体播放器等。

参见图9，其示出了本发明实施例提供的一种卫星整星低频电缆测试方法，所述方法能够应用于前述技术方案所述的测试系统1，所述方法包括：

S901、测试任意一根待测电缆CA的导通电阻：通过网络控制接口203控制第一继电器阵列202A每行中与所述待测电缆CA对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开；同时，控制第二继电器阵列202B每行中与所述待测电缆CA对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开，以使得所述第一继电器阵列202A和所述第二继电器阵列202B均连接至同一根所述待测电缆CA，并开始测试所述待测电缆CA的导通电阻；

S902、测试任意两根所述待测电缆CA之间的绝缘电阻：通过所述网络控制接口203控制所述第一继电器阵列202A每行中与其中所述一根待测电缆CA对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开；同时，控制所述第二继电器阵列202B每行中与其中所述另一根待测电缆CA相对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开，以使得所述第一继电器阵列202A和所述第二继电器阵列202B分别连接至所述两根待测电缆CA，并开始测试所述两根待测电缆CA之间的绝缘电阻；

S903、重复进行以上步骤，获得全部所述待测电缆CA的导通电阻以及绝缘电阻。

举例来说，当需要测试第一根待测电缆CA的导通电阻时，需要分别控制第一继电器阵列202A和第二继电器阵列202B每行中与第一根待测电缆CA相对应的继电器开关闭合，而每行其余的继电器开关全部断开，也就是说，数字电桥201产生的驱动信号和测试信号均只传输至第一根待测电缆CA，因此对数字电桥201发出测试指令，得到的电阻数据就是第一根待测电缆CA的导通电阻。

另一方面，当需要测试第一根待测电缆CA和第二根待测电缆CA之间的绝缘电阻时，需要控制第一继电器阵列202A每行中与第一根待测电缆CA相对应的继电器开关闭合，而每行其余的继电器开关全部断开，这样第一继电器阵列202A只连接至第一根待测电缆CA；同时，控制第二继电器阵列202B每行中与第二根待测电缆CA相对应的继电器开关闭合，而每行其余的继电器开关全部断开，这样第二继电器阵列202B只连接至第一根待测电缆CA，也就是说，数字电桥201产生的驱动信号会传输至第一根待测电缆CA，测试信号会传输至第二根待测电缆CA，因此对数字电桥发出测试指令，得到的电阻数据就是第一根待测电缆CA和第二根待测电缆CA之间的绝缘电阻。

重复以上步骤，就可以获得全部待测电缆CA的导通电阻以及绝缘电阻。

对于图9所示的技术方案，在本发明的具体实施例中，所述方法还包括：

根据测试得到的所述待测电缆CA的导通电阻和绝缘电阻，判断所述待测电缆CA的导通性能以及绝缘性能。

需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种用于卫星整星低频电缆的测试系统，其特征在于，所述系统包括：

电缆转接箱，所述电缆转接箱包括第一电缆转接箱和第二电缆转接箱，所述第一电缆转接箱和第二电缆转接箱上分别设置有多个接插件，用以连接多根待测电缆；其中，每个所述接插件为一组探针阵列，且所述探针阵列中包含多个弹簧探针，且所述弹簧探针包括探头，弹性部件以及探针座；

与所述电缆转接箱电连接的交流阻抗测试仪，所述交流阻抗测试仪包括数字电桥、第一继电器阵列，第二继电器阵列以及网络控制接口；

其中，所述数字电桥产生的驱动信号和测试信号能够通过所述第一继电器阵列和所述第二继电器阵列分别传输至所述第一电缆转接箱和所述第二电缆转接箱中，并经所述接插件将所述测试信号和所述驱动信号传输至所述待测电缆，以实现所述交流阻抗测试仪对所述待测电缆的电阻测试；

其中，所述第一电缆转接箱上的第一探针座安装板上设置有针形弹簧探针，所述第二电缆转接箱上的第二探针座安装板上设置有凹孔形弹簧探针，且所述针形弹簧探针和所述凹孔形弹簧探针的位置排布设置为镜像对称排布。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一继电器阵列和所述第二继电器阵列分别包括2×N个继电器，其中，所述N表示所述继电器阵列中每行包含的继电器个数；

其中，所述N用于表征所述交流阻抗测试仪能够测试的所述待测电缆的最大数量。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述弹簧探针通过探针座安装板固定地安装在所述电缆转接箱上；其中，所述弹簧探针的探针座固定地设置在所述探针座安装板上。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述弹簧探针的探头能够插入至所述待测电缆的电连接器中以实现所述待测电缆与所述弹簧探针的电连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述探针座安装板上还设置有导向装置，所述导向装置使得所述弹簧探针在插入所述电连接器时，能够沿所述电连接器的中心轴线方向移动。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

与所述交流阻抗测试仪相连接的上位机，所述上位机经配置为：根据测试得到的所述待测电缆的导通电阻和绝缘电阻，判断所述待测电缆的导通性能以及绝缘性能。

7.一种用于卫星整星低频电缆的测试方法，其特征在于，所述方法能够应用于权利要求1至6任一项所述的测试系统，所述方法包括：

针对任意一根待测电缆，通过网络控制接口控制第一继电器阵列每行中与所述待测电缆对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开；同时，控制第二继电器阵列每行中与所述待测电缆对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开，以使得所述第一继电器阵列和所述第二继电器阵列均连接至同一根所述待测电缆，并开始测试所述待测电缆的导通电阻；

针对任意两根所述待测电缆，通过所述网络控制接口控制所述第一继电器阵列每行中与其中所述一根待测电缆对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开；同时，控制所述第二继电器阵列每行中与其中所述另一根待测电缆相对应的继电器闭合，且每行其余的继电器断开，以使得所述第一继电器阵列和所述第二继电器阵列分别连接至所述两根待测电缆，并开始测试所述两根待测电缆之间的绝缘电阻；

重复进行以上步骤，获得全部所述待测电缆的导通电阻以及绝缘电阻。

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