CN116755428B - 一种磁悬浮控制板可靠性检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁悬浮控制板可靠性检测系统及检测方法，其技术要点在于包括：主控板、m个负载板、显示模块。主控板，其包括：m个CPU电压分压电路、m个第一、第二光电隔离电路、m个电平转换电路、第一~三多路选择器、串行转并行数据芯片、主控板CPU；负载板与磁悬浮控制板一一对应；每个负载板均包括：模拟位移信号电路、第一～三组模拟负载线圈；第一组模拟负载线圈用于模拟X+、X‑、Y+、Y‑线圈的负载，第二组模拟负载线圈用于模拟A+、A‑、B+、B‑线圈的负载，第三组模拟负载线圈用于模拟Z+、Z‑线圈的负载。采用本申请的技术方案，方便对磁悬浮控制板的检测。
Description
技术领域
本发明涉及测试领域，更具体地说，尤其涉及一种磁悬浮控制板可靠性检测系统及检测方法。
背景技术
<磁悬浮控制板的构成>
磁悬浮系统是由转子、位移传感器、控制器和电磁线圈等4部分组成。其中的磁悬浮控制板是控制器系统的核心。
如图1所示，磁悬浮控制板100包含以下7个部件：
（1）CPU电源转换部件101，其包括电源输入接口、电源转换芯片。电压转换芯片负责向磁悬浮控制板各模块提供工作电源。
（2）核心CPU102，其是磁悬浮控制板的工作核心。
（3）位移信号输入放大检测部件103，其包含仪表放大器及模拟数字转换芯片。其功能是负责检测磁悬浮分子泵主轴位置信号。
（4）控制驱动输出部件104，其包含10路磁轴承驱动电路，负责控制X+、X-、Y+、Y-、A+、A-、B+、B-、Z+、Z-这10个磁轴承负载线圈，使主轴悬浮居中。
（5）转速输入信号采集部件105，其负责采集磁悬浮分子泵电机模组的转速输出信号，在不同转速下动态调整控制驱动输出部件。
（6）悬浮信号输出部件106，其用于在磁悬浮分子泵悬浮状态下时输出悬浮节点信号。
（7）串行通讯接口107，负责将核心CPU测量的分子泵运行数值输出。
<现有的磁悬浮控制板的检测方式>
对于磁悬浮控制板而言，现有的生产检测方式如下：
第一步：磁悬浮控制板由外协方加工，到厂进行入厂检验，将磁悬浮控制板装入工装控制器，进行功能测试，测试合格后入库。
第二步：生产人员组装控制器，将磁悬浮控制板装入控制器内部，控制器放置到货架上推入老化房内，将控制器通电后测试机房设置为55度，进行48小时高温可靠性测试。
第三步：高温可靠性测试后将控制器安装在测试工装泵上进行升降速和功能测试。
第四步：控制器检测合格后安装至磁悬浮分子泵上，进行出厂测试。
<现有的磁悬浮控制板的检测方式的缺点>
对于上述测试方式而言，存在以下几点问题：
第一，由于磁悬浮控制板是磁悬浮分子泵的核心电路板，需要进行全部检验，现有检测方式需要生产人员将每个磁悬浮控制板都得安装至控制器上，进行升速降速测试。这种测试方法的测试时间长，人员工时占用较大。
第二，测试过程磁悬浮控制板仅有电源处于通电状态，其他功能部分未工作，导致无法对测试过程中出现的故障进行采集，使得此测试过程失效。
第三，如果对磁悬浮控制板进行完整功能的可靠性测试需要安装在控制器上与分子泵连接进行连续运行测试，工装结构复杂。并且一套工装只能测试一块磁悬浮板，测试效率低。
综上所述，如何研发一款适宜的磁悬浮控制板可靠性检测系统及测试方法，成为一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种磁悬浮控制板可靠性检测系统及检测方法。
一种磁悬浮控制板可靠性检测系统，包括：负载板、待检测的磁悬浮控制板；
其中，磁悬浮控制板包括：控制驱动输出部件、核心CPU；
其中，负载板包括：第一组模拟负载线圈、第二组模拟负载线圈、第三组模拟负载线圈；第一组模拟负载线圈用于模拟X+、X-、Y+、Y-线圈的负载，第二组模拟负载线圈用于模拟A+、A-、B+、B-线圈的负载，第三组模拟负载线圈用于模拟Z+、Z-线圈的负载；
其中，第一组～第三组模拟负载线圈能够与控制驱动输出部件连通，控制驱动输出部件能够与核心CPU连通。
进一步，判断控制驱动输出部件单次检测是否合格的方法如下：
a.磁悬浮控制板与第一组模拟负载线圈连通后，其工作时，第一组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第一组模拟负载电流设定值Ixy偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压Uxy偏置在[（Ixy偏置设定-△I）×（Rxy-△Rxy+△R2xy），（Ixy偏置设定+△I）×（Rxy+△Rxy+△R2xy）]范围内，则a项表示其合格；否则，表示其不合格；
b. 磁悬浮控制板与第二组模拟负载线圈连通后，其工作时，第二组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第二组模拟负载电流设定值IAB偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压UAB偏置在[（IAB偏置设定-△I）×（RAB-△RAB+△R2AB），（IAB偏置设定+△I）×（RAB+△RAB+△R2AB）]范围内，则b项表示其合格；否则，表示其不合格；
c．磁悬浮控制板与第三组模拟负载线圈连通后，其工作时，第三组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第三组模拟负载电流设定值IZZ偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压UZZ偏置在[（IZZ偏置设定-△I）×（RZZ-△RZZ+△R2ZZ），（IZZ偏置设定+△I）×（RZZ+△RZZ+△R2ZZ）]范围内，则c项表示其合格；否则，表示其不合格；
d．若a、b、c三者判断均合格，则表示控制驱动输出部件单次检测合格；否则，控制驱动输出部件单次检测不合格；
其中，Ixy偏置设定、IAB偏置设定、IZZ偏置设定、△I、Rxy、△Rxy、△R2xy、RAB、△RAB、△R2AB、RZZ、△RZZ、△R2ZZ均为已知量；
△I表示电流检测精度；
Rxy、△Rxy表示第一组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2xy=1%×Rxy；
RAB、△RAB表示第二组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2AB=1%×RAB；
RZZ、△RZZ表示第三组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2ZZ=1%×R ZZ。
进一步，闭环控制的方法是：磁悬浮控制板工作后，控制驱动输出部件检测通过第一/二/三组模拟负载线圈的电流Ixy偏置/IAB偏置/IZZ偏置，如果其大于Ixy偏置设定/IAB偏置设定/IZZ偏置设定，则核心CPU降低偏置电压Uxy偏置/UAB偏置/UZZ偏置；如果Ixy偏置/IAB偏置/IZZ偏置小于Ixy偏置设定/IAB偏置设定/IZZ偏置设定，则核心增加偏置电压Uxy偏置/UAB偏置/UZZ偏置，经过闭环控制后驱动电流稳定在Ixy偏置设定/IAB偏置设定/IZZ偏置设定。
进一步，控制驱动输出部件包括：采样电阻R采样、功率驱动部分、 放大器；放大器将采样电阻采集的电压信号，进行放大，设计放大倍数为F放大倍；同时，根据放大器的原理，将控制驱动输出部件的基准电压Up-控制驱动（其属于已知值）引脚接至放大器的Vref端；
核心CPU自带有模拟数字转换芯片，其用于检测控制驱动输出部件的采样电阻经过放大后的电压；模拟数字转换芯片的检测精度为G位，积分非线性误差为±△T；
则有： △I=Up-控制驱动·(△T/2G)/（R采样·F放大）。
进一步，Ixy偏置设定=IAB偏置设定=IZZ偏置设定；Rxy=RAB=RZZ；△Rxy=△RAB=△RZZ。
一种磁悬浮控制板可靠性检测系统，包括：主控板、负载板、显示模块、待检测的磁悬浮控制板；其中，磁悬浮控制板包括：位移信号输入放大检测部件；其中，负载板包括：模拟位移信号电路；其中，主控板包括：主控板CPU；
其中，模拟位移信号电路能够与位移信号输入放大检测部件连通；位移信号输入放大检测部件能够与核心CPU连通；核心CPU能够与所述主控板CPU连通，所述主控板CPU能够与所述显示模块连通。
进一步，判断位移信号输入放大检测部件单次检测是否合格的方法如下：
模拟位移信号电路产生5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in；5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in发送给位移信号输入放大检测部件；位移信号输入放大检测部件包括5条放大线路，每条放大线路均包括顺序连通的运算放大器、放大器分压电路、模数转换器；模数转换器将测量得到的与5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in对应的位移信号经输入放大检测部件处理后输出DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ发送给核心CPU；
根据UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in、DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ来判断位移信号输入放大检测部件单次检测是否合格：
当同时满足以下条件时，位移信号输入放大检测部件单次检测合格：
UX-out在[0.995UX-out-理论，1.005 UX-out-理论]；
UY-out在[0.995UY-out-理论，1.005 UY-out-理论]；
UA-out在[0.995UA-out-理论，1.005 UA-out-理论]；
UB-out在[0.995UB-out-理论，1.005 UB-out-理论]；
UZ-out在[0.995UZ-out-理论，1.005 UZ-out-理论]；
否则，位移信号输入放大检测部件单次检测不合格；
对于参数UX-out-理论、UY-out-理论、UA-out-理论、UB-out-理论、UZ-out-理论而言，采用下式得到：
UX-out-理论=（HX×UX-in+Up-位移信号）/2；
UY-out-理论=（HY×UY-in+Up-位移信号）/2；
UA-out-理论=（HA×UA-in+Up-位移信号）/2；
UB-out-理论=（HB×UB-in+Up-位移信号）/2；
UZ-out-理论=（HZ×UZ-in+Up-位移信号）/2；
其中，HX、HY、HA、HB、HZ表示X路、Y路、A路、B路、Z路的位移放大倍数；Up-位移信号表示位移信号输入放大检测部件的基准电压；
对于参数UX-out、UY-out、UA-out、UB-out、UZ-out而言，其分别表示5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in经过各自对应的运算放大器、放大器分压电路后的输出结果；其采用下式得到：
UX-out=DataX×UP-模数转换/2JX；
UY-out=DataY×UP-模数转换/2JY；
UA-out=DataA×UP-模数转换/2JA；
UB-out=DataB×UP-模数转换/2JB；
UZ-out=DataZ×UP-模数转换/2JZ；
其中，JX、JY、JA、JB、JZ分别表示与5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in对应的模数转换器的转换精度。
一种磁悬浮控制板可靠性检测系统，用于测试m块磁悬浮控制板的可靠性，其中，m表示大于等于1的自然数；
所述磁悬浮控制板均包括：CPU电源转换部件、核心CPU、位移信号输入放大检测部件、控制驱动输出部件、转速输入信号采集部件、悬浮信号输出部件、串行通讯接口；
所述磁悬浮控制板可靠性检测系统包括：主控板、m个负载板、显示模块；
其中，主控板，其包括：m个CPU电压分压电路、m个第一光电隔离电路、m个第二光电隔离电路、m个电平转换电路、第三多路选择器、第二多路选择器、串行转并行数据芯片、第一多路选择器、主控板CPU；所述主控板CPU与所述显示模块能够连通；
其中，负载板与磁悬浮控制板一一对应；每个负载板均包括：模拟位移信号电路、第一组模拟负载线圈、第二组模拟负载线圈、第三组模拟负载线圈；第一组模拟负载线圈用于模拟X+、X-、Y+、Y-线圈的负载，第二组模拟负载线圈用于模拟A+、A-、B+、B-线圈的负载，第三组模拟负载线圈用于模拟Z+、Z-线圈的负载；
其中，检测CPU电源转换部件的硬件连接关系为：CPU电源转换部件、CPU电压分压电路连通、第三多路选择器、主控板CPU能够顺序连通；
其中，检测位移信号输入放大检测部件的硬件连接关系为：模拟位移信号电路、位移信号输入放大检测部件、核心CPU能够顺序连通；
其中，检测控制驱动输出部件的硬件连接关系为：第一组～第三组模拟负载线圈能够与控制驱动输出部件连通，控制驱动输出部件能够与核心CPU连通；
其中，检测转速输入信号采集部件的硬件连接关系为：主控板CPU、串行转并行数据芯片、第二光电隔离电路、转速输入信号采集部件能够顺序连通；
其中，检测悬浮信号输出部件的硬件连接关系为：悬浮信号输出部件、第一光电隔离电路、第二多路选择器、主控板CPU能够顺序连通；
其中，检测串行通讯接口的硬件连接关系为；串行通讯接口能够与电平转换电路连通，电平转换电路能够与第一多路选择器连通。
一种磁悬浮控制板的测试方法，采用前述的磁悬浮控制板可靠性检测系统进行检测；
1）检测串行通讯接口是否合格的方法是：
主控板CPU发送读取命令格式的数据至核心CPU，核心CPU接收到数据后，判断数据字节数是否为8个、判断读取地址是否为01H，判断命令位是否为03H、判断数据校验位高位、判断数据校验位低位；当上述数据全部正确时获取数据起始地址，获取读取数据数量，将起始地址开始至读取数量为止的数据发送至主控板CPU；
主控板CPU接收到磁悬浮控制板发送的数据，判断数据字节数是否正确、判断数据地址是否为01H、判断命令位是否为03H、判断数据数量是否为读取数据数量的2倍、判断数据校验位高位，判断数据校验位低位；
当上述数据全部正确时为合格，否则不合格；
2）检测转速输入信号采集部件是否合格的方法是：
主控板CPU输出频率为10Hz方波，所述方波通过串行转并行数据芯片，连接至第二光电隔离电路，第二光电隔离电路与转速输入信号采集部件连通；
转速输入信号采集部件每隔10ms检测高电平和低电平状态且上述状态传递给核心CPU；
核心CPU件检测到由高电平后变为低电平时的次数记录为Fh值，每个循环周期Fh值加1；检测到由低电平后变为高电平时的次数记录Fl值，每个循环周期Fl值加1；由此可得：转速输入信号F=（Fh+Fl）/2；
判断合格标准：如果F等于10则为合格，否则为不合格；
主控板CPU采集磁悬浮控制板核心CPU的判断结果并发送至显示模块；
3）检测转速输入信号采集部件是否合格的方法是：
磁悬浮控制板工作后，悬浮信号输出部件的输出信号为高电平，悬浮信号输出部件连接至第一光电隔离输入电路，第一光电隔离输入电路连接至第二多路选择器，主控板CPU分时切换第二多路选择器，判断m块磁悬浮控制板的悬浮状态是否正常：
若主控板CPU检测到第二多路选择器传递而来的信号为高电平时为合格，否则为不合格。
4）检测CPU电源转换部件是否合格的方法是：主控板CPU测量第三多路选择器传递而来的电压信号V测量；当V测量在[0.495Vcpu，0.505Vcpu]为合格，否则不合格；其中，Vcpu表示CPU电源转换部件的电压；
5）判断控制驱动输出部件单次检测是否合格的方法如下：
a.磁悬浮控制板与第一组模拟负载线圈连通后，其工作时，第一组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第一组模拟负载电流设定值Ixy偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压Uxy偏置在[（Ixy偏置设定-△I）×（Rxy-△Rxy+△R2xy），（Ixy偏置设定+△I）×（Rxy+△Rxy+△R2xy）]范围内，则a项表示其合格；否则，表示其不合格；
b. 磁悬浮控制板与第二组模拟负载线圈连通后，其工作时，第二组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第二组模拟负载电流设定值IAB偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压UAB偏置在[（IAB偏置设定-△I）×（RAB-△RAB+△R2AB），（IAB偏置设定+△I）×（RAB+△RAB+△R2AB）]范围内，则b项表示其合格；否则，表示其不合格；
c．磁悬浮控制板与第三组模拟负载线圈连通后，其工作时，第三组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第三组模拟负载电流设定值IZZ偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压UZZ偏置在[（IZZ偏置设定-△I）×（RZZ-△RZZ+△R2ZZ），（IZZ偏置设定+△I）×（RZZ+△RZZ+△R2ZZ）]范围内，则c项表示其合格；否则，表示其不合格；
d．若a、b、c三者判断均合格，则表示控制驱动输出部件单次检测合格；否则，控制驱动输出部件单次检测不合格；
其中，Ixy偏置设定、IAB偏置设定、IZZ偏置设定、△I、Rxy、△Rxy、△R2xy、RAB、△RAB、△R2AB、RZZ、△RZZ、△R2ZZ均为已知量；
△I表示电流检测精度；
Rxy、△Rxy表示第一组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2xy=1%×Rxy；
RAB、△RAB表示第二组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2AB=1%×RAB；
RZZ、△RZZ表示第三组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2ZZ=1%×R ZZ；
6）判断位移信号输入放大检测部件单次检测是否合格的方法如下：
模拟位移信号电路产生5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in；5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in发送给位移信号输入放大检测部件；位移信号输入放大检测部件包括5条放大线路，每条放大线路均包括顺序连通的运算放大器、放大器分压电路、模数转换器；模数转换器将测量得到的与5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in对应的位移信号经输入放大检测部件处理后输出DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ发送给核心CPU；
根据UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in、DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ来判断位移信号输入放大检测部件单次检测是否合格：
当同时满足以下条件时，位移信号输入放大检测部件单次检测合格：
UX-out在[0.995UX-out-理论，1.005 UX-out-理论]；
UY-out在[0.995UY-out-理论，1.005 UY-out-理论]；
UA-out在[0.995UA-out-理论，1.005 UA-out-理论]；
UB-out在[0.995UB-out-理论，1.005 UB-out-理论]；
UZ-out在[0.995UZ-out-理论，1.005 UZ-out-理论]；
否则，位移信号输入放大检测部件单次检测不合格；
对于参数UX-out-理论、UY-out-理论、UA-out-理论、UB-out-理论、UZ-out-理论而言，采用下式得到：
UX-out-理论=（HX×UX-in+Up-位移信号）/2；
UY-out-理论=（HY×UY-in+Up-位移信号）/2；
UA-out-理论=（HA×UA-in+Up-位移信号）/2；
UB-out-理论=（HB×UB-in+Up-位移信号）/2；
UZ-out-理论=（HZ×UZ-in+Up-位移信号）/2；
其中，HX、HY、HA、HB、HZ表示X路、Y路、A路、B路、Z路的位移放大倍数；Up-位移信号表示位移信号输入放大检测部件的基准电压；
对于参数UX-out、UY-out、UA-out、UB-out、UZ-out而言，其分别表示5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in经过各自对应的运算放大器、放大器分压电路后的输出结果；其采用下式得到：
UX-out=DataX×UP-模数转换/2JX；
UY-out=DataY×UP-模数转换/2JY；
UA-out=DataA×UP-模数转换/2JA；
UB-out=DataB×UP-模数转换/2JB；
UZ-out=DataZ×UP-模数转换/2JZ；
其中，JX、JY、JA、JB、JZ分别表示与5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in对应的模数转换器的转换精度。
进一步，Up-控制驱动=Up-位移信号=Vcpu。
一种磁悬浮控制板可靠性检测方法如下：
A. 安装待检测的磁悬浮控制板，将其与负载板、主控板连通；
B. 主控板、负载板接通电源；
C. 对待检测的磁悬浮控制板进行48小时可靠性检测:
若待检测的磁悬浮控制板在48小时内每隔一段时间进行一次单次可靠性检测；若单次可靠性检测发现不合格项，则结束可靠性检测，对磁悬浮控制板取下进行检查；若单次可靠性检测未发现不合格项，则进行下一次单次可靠性检测直至48小时可靠性检测结束。
本申请的单次可靠性检测检测方法，包括如下步骤：
S100，磁悬浮控制板通过初始化函数进入主循环；
S200，检测串行通讯接口107是否合格：若合格，则执行步骤S300，若不合格，则执行步骤S700；
S300，检测转速输入信号采集部件105是否合格：若合格，则执行步骤S400，若不合格，则执行步骤S700；
S400，检测位移信号输入放大检测部件103是否合格：若合格，则执行步骤S500，若不合格，则执行步骤S700；
S500，检测控制驱动输出部件104是否合格：若合格，则执行步骤S600，若不合格，则执行步骤S700；
S600，检测CPU电源转换部件101是否合格：若合格，则执行步骤S200，若不合格，则执行步骤S700；
S700，退出检测程序，返回不合格结果。
对磁悬浮控制板检测48h之后，若无不合格项，则通过测试。若存在不合格项，则未通过测试。
本申请的有益效果在于：
第一，本申请提出了一种磁悬浮控制板可靠性检测系统。其解决的第一个难点在于如何检测控制驱动输出部件。
1.1，对该问题，研发团队给出解决方案：经过闭环控制后经过模拟负载的驱动电流会稳定；测试核心CPU输出的偏置电压是否在合理范围内即可判断检测控制驱动输出部件是否合格。
1.2，考虑到电流检测精度△I也是一个关键问题，研发团队给出了△I的计算方法：
△I =Up-控制驱动·(△T/2G)/（R采样·F放大）。
第二，本申请的第二个难点在于如何检测位移信号输入放大检测部件。对该问题，研发团队给出解决方案：
模拟位移信号电路产生5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in；5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in发送给位移信号输入放大检测部件；位移信号输入放大检测部件包括5条放大线路，每条放大线路均包括顺序连通的运算放大器、放大器分压电路、模数转换器；模数转换器将测量得到的与5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in对应的位移信号经输入放大检测部件处理后输出DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ发送给核心CPU；
根据UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in、DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ来判断位移信号输入放大检测部件单次检测是否合格：
当同时满足以下条件时，位移信号输入放大检测部件单次检测合格：
UX-out在[0.995UX-out-理论，1.005 UX-out-理论]；
UY-out在[0.995UY-out-理论，1.005 UY-out-理论]；
UA-out在[0.995UA-out-理论，1.005 UA-out-理论]；
UB-out在[0.995UB-out-理论，1.005 UB-out-理论]；
UZ-out在[0.995UZ-out-理论，1.005 UZ-out-理论]；
否则，位移信号输入放大检测部件单次检测不合格；
对于参数UX-out-理论、UY-out-理论、UA-out-理论、UB-out-理论、UZ-out-理论而言，采用下式得到：
UX-out-理论=（HX×UX-in+Up-位移信号）/2；
UY-out-理论=（HY×UY-in+Up-位移信号）/2；
UA-out-理论=（HA×UA-in+Up-位移信号）/2；
UB-out-理论=（HB×UB-in+Up-位移信号）/2；
UZ-out-理论=（HZ×UZ-in+Up-位移信号）/2；
其中，HX、HY、HA、HB、HZ表示X路、Y路、A路、B路、Z路的位移放大倍数；Up-位移信号表示位移信号输入放大检测部件的基准电压；
对于参数UX-out、UY-out、UA-out、UB-out、UZ-out而言，其分别表示5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in经过各自对应的运算放大器、放大器分压电路后的输出结果；其采用下式得到：
UX-out=DataX×UP-模数转换/2JX；
UY-out=DataY×UP-模数转换/2JY；
UA-out=DataA×UP-模数转换/2JA；
UB-out=DataB×UP-模数转换/2JB；
UZ-out=DataZ×UP-模数转换/2JZ；
其中，JX、JY、JA、JB、JZ分别表示与5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in对应的模数转换器的转换精度。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是磁悬浮控制板的构成示意图。
图2是可靠性检测系统的构成示意图。
图3是可靠性检测系统的工作流程图。
图4是位移信号输入放大检测部件的测试结构图。
图5是控制驱动输出部件的硬件结构示意图。
图6是转速输入信号采集部件的测试结构图。
图7是悬浮信号输出部件的测试结构图。
图8是可靠性检测系统的整体结构示意图。
图1-图8中的附图标记如下：
磁悬浮控制板100，CPU电源转换部件101，核心CPU102，位移信号输入放大检测部件103，控制驱动输出部件104，转速输入信号采集部件105，悬浮信号输出部件106，串行通讯接口107；
主控板200，CPU电压分压电路201，第一光电隔离电路202，第二光电隔离电路203，电平转换电路204，第三多路选择器205，第二多路选择器206，串行转并行数据芯片，第一多路选择器208，主控板CPU209；
负载板300，模拟位移信号电路301，第一组模拟负载线圈302，第二组模拟负载线圈303，第三组模拟负载线圈304；
显示模块400。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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。
<实施例一：一种磁悬浮控制板可靠性检测系统>
<一、研发目标>
本申请的检测系统的性能要求如下：
（1）检测设备开机启动运行后实现自动化检测，模拟磁悬浮控制板实际运行状态。
（2）针对磁悬浮控制板检测时，能够识别出其各个组成部件的状态。
（3）检测设备实时检测磁悬浮控制板运行参数信息，并对测量结果进行分析，分时将数据发送至显示模块，显示模块对数据进行显示、故障报警提醒、老化检测结果保存。
（4）能够同时对多块磁悬浮控制板进行可靠性检测。
<二、可靠性测试指标>
测试指标是判断各个组成部件是否通过可靠性测试的第一个难题。对于磁悬浮控制板而言，在现有的技术文献没有出现过相关的测试指标。
对此问题，研发团队提出了如下分析：
<2.1、CPU电源转换部件101的测试指标>
测试指标：测量CPU电源输出电压Vcpu。
以某一款磁悬浮控制板为例，根据其电源芯片资料，CPU电源输出电压为3.3V，输出精度为±1%，所以Vcpu合格范围为:3.267V-3.333V。
<2.2、核心CPU102的测试指标>
测试指标:CPU是否运行，各接口引脚是否正常。
<2.3、位移信号输入放大检测部件103的测试指标>
测试指标：测试位移信号放大倍数。
<2.4、控制驱动输出部件104的测试指标>
测试指标：控制驱动输出部件104的功能一是检测负载电流，二是驱动功率放大。上述两所述个功能均可以通过测试输出的偏置电压可进行测试。
<2.5、转速输入信号采集部件105的测试指标>
测试指标：转速输入信号采集数值等于（Fh+Fl）/2则为合格，否则为不合格。
<2.6、悬浮信号输出部件106的测试指标>
测试指标：主控板检测到磁悬浮控制板悬浮引脚为高电平则为合格，否则为不合格。
<2.6、串行通讯接口107的测试指标>
测试指标：磁悬浮控制板按MODBUS通讯协议回传数据则为合格，否则为不合格。
<三、可靠性测试系统>
根据前述可靠性测试指标，对可靠性测试检测系统进行如图2、图8所示的设计。
一种磁悬浮控制板可靠性检测系统，用于测试m块磁悬浮控制板的可靠性，其中，m表示大于等于1的自然数；
所述磁悬浮控制板可靠性检测系统包括：主控板200、m个负载板300、显示模块400。
其中，主控板200，其包括：m个CPU电压分压电路201、m个第一光电隔离电路202、m个第二光电隔离电路203、m个电平转换电路204、第三多路选择器205、第二多路选择器206、串行转并行数据芯片207、第一多路选择器208、主控板CPU209。
其中，负载板300与磁悬浮控制板一一对应；每个负载板300均包括：模拟位移信号电路301、第一组模拟负载线圈302、第二组模拟负载线圈303、第三组模拟负载线圈304。
<3.1，CPU电源转换部件101的测试硬件连接>
每个磁悬浮控制板的CPU电源转换部件101的输出端均与一个主控板200的CPU电压分压电路201的输入端连接，每个CPU电压分压电路201的输出端均与第三多路选择器205的输入端连接，第三多路选择器205的输出端与主控板CPU209的输入端（主控板模拟数字转换接口）连接；第三多路选择器205用于选择与m个CPU电压分压电路201的其中一个CPU电压分压电路201连通。
<3.2，位移信号输入放大检测部件103的测试硬件连接>
模拟位移信号电路301与位移信号输入放大检测部件103的输入端连通；位移信号输入放大检测部件103的输出端与核心CPU102的输入端连通，核心CPU102与所述主控板CPU209连通。
<3.3，控制驱动输出部件104的测试硬件连接>
第一组模拟负载线圈302用于模拟X+、X-、Y+、Y-线圈的负载，第二组模拟负载线圈303用于模拟A+、A-、B+、B-线圈的负载，第三组模拟负载线圈304用于模拟Z+、Z-线圈的负载；
第一组模拟负载线圈302、第二组模拟负载线圈303、第三组模拟负载线圈304均与控制驱动输出部件104连通，控制驱动输出部件104与核心CPU102连通。
<3.4，转速输入信号采集部件105的测试硬件连接>
主控板CPU209、串行转并行数据芯片207、第二光电隔离电路203、转速输入信号采集部件105顺序连通。
<3.5，悬浮信号输出部件106的测试硬件连接>
每个悬浮信号输出部件106均与一个第一光电隔离电路202连接，第一光电隔离电路202与第二多路选择器206连接。
<3.6，串行通讯接口107的测试硬件连接>
每个串行通讯接口107均与一个电平转换电路204连接，电平转换电路204与第一多路选择器208连接。
需要说明的是：核心CPU102与主控板CPU209之间的通信依靠串行通讯接口107来实现。
<四、可靠性测试方法>
<4.1、CPU电源转换部件101的测试方法>
CPU电源转换部件101的电压Vcpu经过CPU电压分压电路201后降低至Vcpu /2 ，然后其经过第三多路选择器205后，最后发送到主控板CPU209，主控板CPU209能够测量第三多路选择器205传递而来的电压信号，主控板CPU209将上述电压信号传递给显示模块400。
主控板CPU209采集电压值和判断此值是否处于合格范围内，并发送CPU电压值和合格判定值（合格判定值提前设定）至显示模块，如果合格则显示模块对应电压值背景图为绿色，如果不合格则为红色，显示模块自动记录不合格故障项。
<4.2、核心CPU102的测试方法>
测试需要的器件：核心CPU工作之后各模块工作正常，则判断CPU正常。
测试工艺：被动测试。
<4.3、位移信号输入放大检测部件103的测试方法>
图4示意出了负载板-磁悬浮控制板-主控板关于位移信号输入放大检测部件103的信息采集过程。
信号产生：模拟位移信号电路301产生5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in；
第一次信号传递：5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in发送给位移信号输入放大检测部件103：
第二次信号传递：位移信号输入放大检测部件103包括5条放大线路，每条放大线路均包括顺序连通的运算放大器1031、放大器分压电路1032、模数转换器1033；
首先，位移信号经过位移信号输入放大检测部件103的运算放大器1031；
然后，信号经过放大器分压电路1032后输出UX-out、UY-out、UA-out、UB-out、UZ-out；
最后，信号接入到模数转换器1033（即模拟数字转换器）转化为数字信号传递给核心CPU102；
第三次信号传递：核心CPU102将前述数字信号传递给主控板CPU209。
以某一款磁悬浮控制板为例，模拟位移信号电路301的放大倍数如下：X路、Y路、A路、B路为31.66倍，Z路为45倍。
根据分析，有如下公式：
UX-out-理论=（31.66×UX-in+Up-位移信号）/2；
UY-out-理论=（31.66×UY-in+ Up-位移信号）/2；
UA-out-理论=（31.66×UA-in+ Up-位移信号）/2；
UB-out-理论=（31.66×UB-in+ Up-位移信号）/2；
UZ-out-理论=（45×UZ-in+ Up-位移信号）/2；
其中，UX-out-理论、UY-out-理论、UA-out-理论、UB-out-理论、UZ-out-理论分别表示5条放大线路的放大器分压电路1032的理论输出值；
其中，Up-位移信号表示位移信号输入放大检测部件103的基准电压；
其中， UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in表示负载板的模拟位移信号电路301发给5条放大线路的信号。
若要求位移信号输入放大检测部件103整体误差控制为精度±0.5%，则要求：
UX-out在[0.995UX-out-理论，1.005 UX-out-理论]；
UY-out在[0.995UY-out-理论，1.005 UY-out-理论]；
UA-out在[0.995UA-out-理论，1.005 UA-out-理论]；
UB-out在[0.995UB-out-理论，1.005 UB-out-理论]；
UZ-out在[0.995UZ-out-理论，1.005 UZ-out-理论]；
也即，采集信号UX-out、UY-out、UA-out、UB-out的电压在[1799Mv， 1818Mv]范围内、UZ-out的电压在在[1865mV，1885mV]范围内，两者均满足时为合格，否则不合格。
在测试时直接得到的是模拟数字转换器得到的DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ；DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ为UX-out、UY-out、UA-out、UB-out、UZ-out对应的数字信号。
模拟数字转换器的转换精度为12位，模拟数字转换器的供电电压设为UP-模数转换，因此有如下公式：
数字信号与模拟信号之间的关系为：
UX-out=DataX×UP-模数转换/212；
UY-out=DataY×UP-模数转换/212；
UA-out=DataA×UP-模数转换/212；
UB-out=DataB×UP-模数转换/212；
UZ-out=DataZ×UP-模数转换/212。
磁悬浮控制板的核心CPU102向主控板CPU209输出五路位移检测电压UX-out、UY-out、UA-out、UB-out、UZ-out以及判断结果，主控板CPU209将上述结果输出到显示模块400。
<4.4、控制驱动输出部件104的测试方法>
测试工艺：
磁悬浮控制板与第一组模拟负载线圈302、第二组模拟负载线圈303、第三组模拟负载线圈304连通后，其工作时，线圈负载的工作在恒流模式下。
设流经X+、X-、Y+、Y-线圈负载的平均驱动电流为Ixy偏置设定，则偏置电压的理论值应当为：Uxy偏置-理论=Ixy偏置设定×Rxy。通过测量偏置电压与Uxy偏置-理论比较可以确定控制驱动输出部件104是否合格。
闭环控制时：磁悬浮控制板工作后，控制驱动输出部件104检测通过第一组模拟负载线圈302的电流Ixy偏置，如果大于Ixy偏置设定，则核心CPU102降低偏置电压Uxy偏置；如果第一组负载线圈的驱动电流小于Ixy偏置设定，则核心CPU102增加偏置电压Uxy偏置，经过闭环控制后驱动电流稳定在Ixy偏置设定。经过闭环控制后，比较偏置电压Uxy偏置与Uxy偏置-理论，即可判断是否合格。
此处的难点在于，Uxy偏置-理论要考虑到如下测量误差：
1) X+、X-、Y+、Y-线圈的本身的误差：±△Rxy，即X+、X-、Y+、Y-线圈的电阻可表达为：Rxy±△Rxy；
2）由于导线电阻、接插件接触电阻、磁悬浮板驱动MOS管内阻、电路板走线电阻共同作用，其导致的误差为：△R2xy（其大小在1%·Rxy）；
3）电路检测误差：△Ixy；
如图5所示，控制驱动输出部件104包括：
采样电阻1041：其电阻记为R采样。
功率驱动部分1042：核心CPU输出引脚电压其输出电压和电流一般很小（例如，本申请选择的核心CPU只能输出3.3V电压，和最大20毫安的电流），无法驱动更大功率的负载线圈，增加功率驱动部件，例如场效应管，提高驱动负载线圈的电压和电流能力。
放大器1043：将采样电阻采集的电压信号，进行放大，设计放大倍数为F放大倍。同时，根据放大器的原理，将Up引脚（即Up-控制驱动）接至放大器的Vref端。
控制驱动输出部件104检测通过第一组模拟负载线圈302的驱动电流Ixy偏置时，模拟数字转换芯片检测到的数字结果是T（驱动电流是通过直接检测电压，然后通过公式转换为电流），驱动电流Ixy偏置采用公式：
Ixy偏置= Up-控制驱动·(T/2G)/(R采样·F放大)。
电路检测误差的误差来源于：由于线圈负载检测电压的模拟数字转换芯片（核心CPU102自带）检测精度为G位，积分非线性误差为±△T。因此，电流检测精度△I为：
△I= ±Up-控制驱动·(△T/2G)/（R采样·F放大）。
基于以上三点，可以知晓：
Uxy偏置-理论的下限值为：（Ixy偏置设定-△I）×（Rxy-△Rxy+△R2xy），上限值为：（Ixy偏置设定+△I）×（Rxy+△Rxy+△R2xy）。
对于第二组模拟负载线圈303、第三组模拟负载线圈304而言，同理。
<4.5、转速输入信号采集部件105的测试方法的测试方法>
图6示意了转速输入信号采集部件105信息传递过程。
测试工艺：
信号产生：主控板CPU209通过一个引脚接口输出频率为10Hz方波，即高电平时间为100ms，低电平时间为100ms，方波通过串行转并行数据芯片207，连接至m个第二光电隔离电路202，第二光电隔离电路202与转速输入信号采集部件105连通。
信号检测：转速输入信号采集部件105每隔10ms检测高电平和低电平状态。
检测到由高电平后变为低电平时的次数记录为Fh值，每个循环周期Fh值加1；
检测到由低电平后变为高电平时的次数记录Fl值，每个循环周期Fl值加1；
由此可得：转速输入信号F=（Fh+Fl）/2。
判断合格标准：如果F等于10则为合格，否则为不合格。
主控板CPU采集磁悬浮控制板核心CPU输出的转速输入信号和判断结果，并发送至显示模块，如果合格则显示模块对应转速输入值背景图为绿色，如果不合格则为红色，显示模块自动记录不合格故障项。
<4.6、悬浮信号输出部件106的测试方法>
如图7所示，磁悬浮控制板工作后，将悬浮输出引脚置位为高电平状态，连接至主控板悬浮输入接口，悬浮输入接口连接至第一光电隔离输入电路，第一光电隔离输入电路连接至第二多路选择器，主控板CPU分时切换第二多路选择器，判断m块磁悬浮控制板的悬浮状态是否正常：主控板检测到磁悬浮控制板悬浮引脚为高电平则为合格，否则为不合格。
主控板悬浮判断值至显示模块，如果合格则显示模块对应位置显示悬浮，背景图为绿色，如果不合格则显示故障，背景图为红色，显示模块自动记录不合格故障项。
<4.7、串行通讯接口107的测试方法>
测试方法：主控板CPU209发送读取命令格式的数据至磁悬浮控制板核心CPU102，磁悬浮控制板核心CPU102接收到数据后，判断数据字节数是否为8个，判断读取地址是否为01H，判断命令位是否为03H，判断数据校验位高位，判断数据校验位低位。当上述数据全部正确时获取数据起始地址，获取读取数据数量，将起始地址开始至读取数量为止的数据发送至主控板CPU209。
主控板CPU209接收到磁悬浮控制板发送的数据，判断数据字节数是否正确，判断数据地址是否为01H，判断命令位是否为03H，判断数据数量是否为读取数据数量的2倍，判断数据校验位高位，判断数据校验位低位。当上述数据全部正确时为合格，否则不合格。主控板将判断值发送至显示模块，如果合格则显示模块对应位置显示在线，背景图为绿色，如果不合格则显示离线，背景图为红色，显示模块自动记录不合格故障项。
<五、检测方法>
如图3所示，检测方法如下：
A. 安装待检测的磁悬浮控制板，将其与负载板、主控板连通；
B. 主控板、负载板接通电源；
C. 对待检测的磁悬浮控制板进行48小时可靠性检测:
若待检测的磁悬浮控制板在48小时内每隔一段时间进行一次单次可靠性检测；若单次可靠性检测发现不合格项，则结束可靠性检测，对磁悬浮控制板取下进行检查；若单次可靠性检测未发现不合格项，则进行下一次单次可靠性检测直至48小时可靠性检测结束。
本申请的单次可靠性检测检测方法，包括如下步骤：
S100，磁悬浮控制板通过初始化函数进入主循环；
S200，检测串行通讯接口107是否合格：若合格，则执行步骤S300，若不合格，则执行步骤S700；
S300，检测转速输入信号采集部件105是否合格：若合格，则执行步骤S400，若不合格，则执行步骤S700；
S400，检测位移信号输入放大检测部件103是否合格：若合格，则执行步骤S500，若不合格，则执行步骤S700；
S500，检测控制驱动输出部件104是否合格：若合格，则执行步骤S600，若不合格，则执行步骤S700；
S600，检测CPU电源转换部件101是否合格：若合格，则执行步骤S200，若不合格，则执行步骤S700；
S700，退出检测程序，返回不合格结果。
对磁悬浮控制板检测48h之后，若无不合格项，则通过测试。若存在不合格项，则未通过测试。
需要说明的是：4.1～4.7中主控板采集磁悬浮控制板的信息时，主控板CPU和磁悬浮控制板的核心CPU均是通过串行通讯接口来实现通讯。因此，在单次检测时，串行通讯接口作为第一个检测对象。
需要说明的是，本申请的m块磁悬浮控制板对应于一个主控板，主控板在发送信号以及采集信号时，采用的是分时切换。
需要说明的是，Up-控制驱动=Up-位移信号=Vcpu。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (7)
1.一种磁悬浮控制板可靠性检测系统，其特征在于，包括：负载板、待检测的磁悬浮控制板；
其中，磁悬浮控制板包括：控制驱动输出部件、核心CPU；
其中，负载板包括：第一组模拟负载线圈、第二组模拟负载线圈、第三组模拟负载线圈；第一组模拟负载线圈用于模拟X+、X-、Y+、Y-线圈的负载，第二组模拟负载线圈用于模拟A+、A-、B+、B-线圈的负载，第三组模拟负载线圈用于模拟Z+、Z-线圈的负载；
其中，第一组～第三组模拟负载线圈能够与控制驱动输出部件连通，控制驱动输出部件能够与核心CPU连通；
判断控制驱动输出部件单次检测是否合格的方法如下：
a.磁悬浮控制板与第一组模拟负载线圈连通后，其工作时，第一组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第一组模拟负载电流设定值Ixy偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压Uxy偏置在[（Ixy偏置设定-△I）×（Rxy-△Rxy+△R2xy），（Ixy偏置设定+△I）×（Rxy+△Rxy+△R2xy）]范围内，则a项表示其合格；否则，表示其不合格；
b. 磁悬浮控制板与第二组模拟负载线圈连通后，其工作时，第二组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第二组模拟负载电流设定值IAB偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压UAB偏置在[（IAB偏置设定-△I）×（RAB-△RAB+△R2AB），（IAB偏置设定+△I）×（RAB+△RAB+△R2AB）]范围内，则b项表示其合格；否则，表示其不合格；
c．磁悬浮控制板与第三组模拟负载线圈连通后，其工作时，第三组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第三组模拟负载电流设定值IZZ偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压UZZ偏置在[（IZZ偏置设定-△I）×（RZZ-△RZZ+△R2ZZ），（IZZ偏置设定+△I）×（RZZ+△RZZ+△R2ZZ）]范围内，则c项表示其合格；否则，表示其不合格；
d．若a、b、c三者判断均合格，则表示控制驱动输出部件单次检测合格；否则，控制驱动输出部件单次检测不合格；
其中，Ixy偏置设定、IAB偏置设定、IZZ偏置设定、△I、Rxy、△Rxy、△R2xy、RAB、△RAB、△R2AB、RZZ、△RZZ、△R2ZZ均为已知量；
△I表示电流检测精度；
Rxy、△Rxy表示第一组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2xy=1%×Rxy；
RAB、△RAB表示第二组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2AB=1%×RAB；
RZZ、△RZZ表示第三组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2ZZ=1%×R ZZ。
2.根据权利要求1所述的一种磁悬浮控制板可靠性检测系统，其特征在于，闭环控制的方法是：磁悬浮控制板工作后，控制驱动输出部件检测通过第一/二/三组模拟负载线圈的电流Ixy偏置/IAB偏置/IZZ偏置，如果其大于Ixy偏置设定/IAB偏置设定/IZZ偏置设定，则核心CPU降低偏置电压Uxy偏置/UAB偏置/UZZ偏置；如果Ixy偏置/IAB偏置/IZZ偏置小于Ixy偏置设定/IAB偏置设定/IZZ偏置设定，则核心增加偏置电压Uxy偏置/UAB偏置/UZZ偏置，经过闭环控制后驱动电流稳定在Ixy偏置设定/IAB偏置设定/IZZ偏置设定。
3. 根据权利要求1所述的一种磁悬浮控制板可靠性检测系统，其特征在于，控制驱动输出部件包括：采样电阻R采样、功率驱动部分、 放大器；放大器将采样电阻采集的电压信号，进行放大，设计放大倍数为F放大倍；同时，根据放大器的原理，将控制驱动输出部件的基准电压Up-控制驱动引脚接至放大器的Vref端；
核心CPU自带有模拟数字转换芯片，其用于检测控制驱动输出部件的采样电阻经过放大后的电压；模拟数字转换芯片的检测精度为G位，积分非线性误差为±△T；
则有： △I=Up-控制驱动·(△T/2G)/（R采样·F放大）。
4.根据权利要求1所述的一种磁悬浮控制板可靠性检测系统，其特征在于，Ixy偏置设定=IAB偏置设定=IZZ偏置设定；Rxy=RAB=RZZ；△Rxy=△RAB=△RZZ。
5.一种磁悬浮控制板可靠性检测系统，其特征在于，用于测试m块磁悬浮控制板的可靠性，其中，m表示大于等于1的自然数；
所述磁悬浮控制板均包括：CPU电源转换部件、核心CPU、位移信号输入放大检测部件、控制驱动输出部件、转速输入信号采集部件、悬浮信号输出部件、串行通讯接口；
所述磁悬浮控制板可靠性检测系统包括：主控板、m个负载板、显示模块；
其中，主控板，其包括：m个CPU电压分压电路、m个第一光电隔离电路、m个第二光电隔离电路、m个电平转换电路、第三多路选择器、第二多路选择器、串行转并行数据芯片、第一多路选择器、主控板CPU；所述主控板CPU与所述显示模块能够连通；
其中，负载板与磁悬浮控制板一一对应；每个负载板均包括：模拟位移信号电路、第一组模拟负载线圈、第二组模拟负载线圈、第三组模拟负载线圈；第一组模拟负载线圈用于模拟X+、X-、Y+、Y-线圈的负载，第二组模拟负载线圈用于模拟A+、A-、B+、B-线圈的负载，第三组模拟负载线圈用于模拟Z+、Z-线圈的负载；
其中，检测CPU电源转换部件的硬件连接关系为： CPU电源转换部件、CPU电压分压电路连通、第三多路选择器、主控板CPU能够顺序连通；
其中，检测位移信号输入放大检测部件的硬件连接关系为：模拟位移信号电路、位移信号输入放大检测部件、核心CPU能够顺序连通；
其中，检测控制驱动输出部件的硬件连接关系为：第一组～第三组模拟负载线圈能够与控制驱动输出部件连通，控制驱动输出部件能够与核心CPU连通；
其中，检测转速输入信号采集部件的硬件连接关系为：主控板CPU、串行转并行数据芯片、第二光电隔离电路、转速输入信号采集部件能够顺序连通；
其中，检测悬浮信号输出部件的硬件连接关系为：悬浮信号输出部件、第一光电隔离电路、第二多路选择器、主控板CPU能够顺序连通；
其中，检测串行通讯接口的硬件连接关系为；串行通讯接口能够与电平转换电路连通，电平转换电路能够与第一多路选择器连通。
6.一种磁悬浮控制板的检测方法，其特征在于，采用如权利要求5所述的磁悬浮控制板可靠性检测系统进行检测；
1）检测串行通讯接口是否合格的方法是：
主控板CPU发送读取命令格式的数据至核心CPU，核心CPU接收到数据后，判断数据字节数是否为8个、判断读取地址是否为01H，判断命令位是否为03H、判断数据校验位高位、判断数据校验位低位；当上述数据全部正确时获取数据起始地址，获取读取数据数量，将起始地址开始至读取数量为止的数据发送至主控板CPU；
主控板CPU接收到磁悬浮控制板发送的数据，判断数据字节数是否正确、判断数据地址是否为01H、判断命令位是否为03H、判断数据数量是否为读取数据数量的2倍、判断数据校验位高位，判断数据校验位低位；
当上述数据全部正确时为合格，否则不合格；
2）检测转速输入信号采集部件是否合格的方法是：
主控板CPU输出频率为10Hz方波，所述方波通过串行转并行数据芯片，连接至第二光电隔离电路，第二光电隔离电路与转速输入信号采集部件连通；
转速输入信号采集部件每隔10ms检测高电平和低电平状态且上述状态传递给核心CPU；
核心CPU件检测到由高电平后变为低电平时的次数记录为Fh值，每个循环周期Fh值加1；检测到由低电平后变为高电平时的次数记录Fl值，每个循环周期Fl值加1；由此可得：转速输入信号F=（Fh+Fl）/2；
判断合格标准：如果F等于10则为合格，否则为不合格；
主控板CPU采集磁悬浮控制板核心CPU的判断结果并发送至显示模块；
3）检测转速输入信号采集部件是否合格的方法是：
磁悬浮控制板工作后，悬浮信号输出部件的输出信号为高电平，悬浮信号输出部件连接至第一光电隔离输入电路，第一光电隔离输入电路连接至第二多路选择器，主控板CPU分时切换第二多路选择器，判断m块磁悬浮控制板的悬浮状态是否正常：
若主控板CPU检测到第二多路选择器传递而来的信号为高电平时为合格，否则为不合格；
4）检测CPU电源转换部件是否合格的方法是：主控板CPU测量第三多路选择器传递而来的电压信号V测量；当V测量在[0.495Vcpu，0.505Vcpu]为合格，否则不合格；其中，Vcpu表示CPU电源转换部件的电压；
5）判断控制驱动输出部件单次检测是否合格的方法如下：
a.磁悬浮控制板与第一组模拟负载线圈连通后，其工作时，第一组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第一组模拟负载电流设定值Ixy偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压Uxy偏置在[（Ixy偏置设定-△I）×（Rxy-△Rxy+△R2xy），（Ixy偏置设定+△I）×（Rxy+△Rxy+△R2xy）]范围内，则a项表示其合格；否则，表示其不合格；
b. 磁悬浮控制板与第二组模拟负载线圈连通后，其工作时，第二组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第二组模拟负载电流设定值IAB偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压UAB偏置在[（IAB偏置设定-△I）×（RAB-△RAB+△R2AB），（IAB偏置设定+△I）×（RAB+△RAB+△R2AB）]范围内，则b项表示其合格；否则，表示其不合格；
c．磁悬浮控制板与第三组模拟负载线圈连通后，其工作时，第三组模拟负载线圈经过闭环控制后驱动电流稳定在第三组模拟负载电流设定值IZZ偏置设定：
若核心CPU输出的偏置电压UZZ偏置在[（IZZ偏置设定-△I）×（RZZ-△RZZ+△R2ZZ），（IZZ偏置设定+△I）×（RZZ+△RZZ+△R2ZZ）]范围内，则c项表示其合格；否则，表示其不合格；
d．若a、b、c三者判断均合格，则表示控制驱动输出部件单次检测合格；否则，控制驱动输出部件单次检测不合格；
其中，Ixy偏置设定、IAB偏置设定、IZZ偏置设定、△I、Rxy、△Rxy、△R2xy、RAB、△RAB、△R2AB、RZZ、△RZZ、△R2ZZ均为已知量；
△I表示电流检测精度；
Rxy、△Rxy表示第一组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2xy=1%×Rxy；
RAB、△RAB表示第二组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2AB=1%×RAB；
RZZ、△RZZ表示第三组模拟负载线圈的电阻、电阻误差；△R2ZZ=1%×R ZZ；
6）判断位移信号输入放大检测部件单次检测是否合格的方法如下：
模拟位移信号电路产生5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in；5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in发送给位移信号输入放大检测部件；位移信号输入放大检测部件包括5条放大线路，每条放大线路均包括顺序连通的运算放大器、放大器分压电路、模数转换器；模数转换器将测量得到的与5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in对应的位移信号经输入放大检测部件处理后输出DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ发送给核心CPU；
根据UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in、DataX、DataY、DataA、DataB、DataZ来判断位移信号输入放大检测部件单次检测是否合格：
当同时满足以下条件时，位移信号输入放大检测部件单次检测合格：
UX-out在[0.995UX-out-理论，1.005 UX-out-理论]；
UY-out在[0.995UY-out-理论，1.005 UY-out-理论]；
UA-out在[0.995UA-out-理论，1.005 UA-out-理论]；
UB-out在[0.995UB-out-理论，1.005 UB-out-理论]；
UZ-out在[0.995UZ-out-理论，1.005 UZ-out-理论]；
否则，位移信号输入放大检测部件单次检测不合格；
对于参数UX-out-理论、UY-out-理论、UA-out-理论、UB-out-理论、UZ-out-理论而言，采用下式得到：
UX-out-理论=（HX×UX-in+Up-位移信号）/2；
UY-out-理论=（HY×UY-in+Up-位移信号）/2；
UA-out-理论=（HA×UA-in+Up-位移信号）/2；
UB-out-理论=（HB×UB-in+Up-位移信号）/2；
UZ-out-理论=（HZ×UZ-in+Up-位移信号）/2；
其中，HX、HY、HA、HB、HZ表示X路、Y路、A路、B路、Z路的位移放大倍数；Up-位移信号表示位移信号输入放大检测部件的基准电压；
对于参数UX-out、UY-out、UA-out、UB-out、UZ-out而言，其分别表示5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in经过各自对应的运算放大器、放大器分压电路后的输出结果；其采用下式得到：
UX-out=DataX×UP-模数转换/2JX；
UY-out=DataY×UP-模数转换/2JY；
UA-out=DataA×UP-模数转换/2JA；
UB-out=DataB×UP-模数转换/2JB；
UZ-out=DataZ×UP-模数转换/2JZ；
JX、JY、JA、JB、JZ分别表示与5路位移信号UX-in、UY-in、UA-in、UB-in、UZ-in对应的模数转换器的转换精度。
7. 根据权利要求6所述的一种磁悬浮控制板的检测方法，其特征在于， Up-控制驱动=Up-位移信号=Vcpu。
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