CN201126450Y

CN201126450Y - 飞机电子设备自动检测系统

Info

Publication number: CN201126450Y
Application number: CNU2007200764824U
Authority: CN
Inventors: 凌凯礼
Original assignee: SHANGHAI ZHONGJIA MRO Co
Current assignee: SHANGHAI ZHONGJIA MRO Co
Priority date: 2007-11-07
Filing date: 2007-11-07
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2017-11-07

Abstract

本实用新型涉及飞机检测技术，具体是一种飞机电子设备自动检测系统，其特征在于测试控制器输入端连接外接设备，测试控制器的并行接口连接专用测试电路，测试控制器的GPIB接口分别连接数字多用表、函数发生器、频率计/计数器、程控电源、开关矩阵/多路转换器和测试夹具/适配电路，数字多用表、函数发生器、频率计/计数器及程控电源连接开关矩阵/多路转换器，开关矩阵/多路转换器连接专用测试电路和测试夹具/适配电路，专用测试电路连接测试夹具/适配电路；本实用新型有益效果：自动测试台具有高速，高效率的功能，具备快速检测，诊断和维护功能，采用自动测试台可快速准确完成部件的测试和排故，可以提高设备的机动性和利用率。

Description

飞机电子设备自动检测系统

[技术领域]

本实用新型涉及飞机检测技术领域，具体地说是一种飞机电子设备自动检测系统。

[背景技术]

在现有测控系统中，特别是在民用航空业，大量的专用测试系统仍在使用，它是针对具体的测试任务而研制的或高可靠性的复杂测试或者用来提高测试速度等。各种各样的智能检测仪就是典型的例子。

专用的测试系统在接口和标准化方面是一个很突出的缺点，在设计时要解决大量的接口问题，而且费时费力，耗费大。更重要的是由于，这类系统是针对特定的被测对象而研制，系统的适应性不强，根本原因是其接口不具备通用性，系统设计者没有充分考虑所选仪器/设备的复用性，通用性和互换性问题，由此带来突出的问题：如果复杂的被测对象(例如一架飞机)的所有功能，性能测试都由专用测试系统，那专用测试系统的数目是巨大的。费用将是十分高昂的。同时，由于仪器/设备的复用性差，一旦被测对象退役，为其服务的专用自动测试系统也随之报废，造成巨大的浪费。另外由于通用性和互换性问题，专用自动测试系统的某些仪器/设备的失效，会导致整个测试系统崩溃而难于恢复。

现阶段，国内大量的飞机附件维修厂家仍然采用人工模式进行附件的功能测试。该模式需要大量的人工的干预，耗时长，速度漫，容易出错，难于对存在间歇故障的附件进行循环测试，难于进行故障的定位。

[发明内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供的一种飞机电子设备自动检测系统。

为实现上述目的设计一种飞机电子设备自动检测系统，包括测试控制器(TCC)、数字多用表、函数发生器、频率计/计数器、程控电源、开关矩阵/多路转换器、专用测试电路及测试夹具/适配电路，其特征在于：测试控制器(TCC)输入端连接外接设备，测试控制器(TCC)的并行接口连接专用测试电路，测试控制器(TCC)的GPIB接口分别连接数字多用表、函数发生器、频率计/计数器、程控电源、开关矩阵/多路转换器和测试夹具/适配电路，数字多用表、函数发生器、频率计/计数器及程控电源连接开关矩阵/多路转换器，开关矩阵/多路转换器连接专用测试电路和测试夹具/适配电路，专用测试电路连接测试夹具/适配电路。

测试控制器实现自动测试系统中各种激励资源，检测资源和开关系统的配制，并决定其工作方式，状态，功能和参数，控制测试后信号的通道选择与切换，测试系统与被测单元(UUT)的信号交联是通过信号接口装置实现的。测试控制器主要通过各种计算机硬件接口设备，并编制相应的计算机程序实现控制，自动测试系统的正常运行，依靠系统硬件的集成和计算机程序的控制。GPIB接口在标准的接口总线的基础上，以积木的方式组建新一代的自动测试系统，上述设备都是台式设备，配有符合接口标准的接口电路，采用标准的接口总线电缆将系统所含的各台设备连接在一起构成系统。每个设备的背板上都装有GPIB接口卡，使用两端都装有总线连接器的GPIB电缆线，将每一个仪器在接口连接器的插头和插座背靠背连接在一起，这个仪器就连入了系统，这种相互并接的总线把仪器器件连接成链型，构成了系统的基本结构。GPIB接口系统的程序设计语言为可编程仪器的标准命令(SCPI)。

工作原理：自动测试系统的硬件组成主要包括：测试控制器(TCC)，激励资源，检测资源，开关系统和测试信号接口装置：测试控制器实现自动测试系统中各种激励资源，检测资源和开关系统的配制，并决定其工作方式，状态，功能和参数，控制测试后信号的通道选择与切换。测试系统与被测单元(UUT)的信号交联是通过信号接口装置实现的。

自动测试系统是一组完成特定功能的程控设备的总和，其核心技术就是对系统中可程控的设备的控制。这些控制主要通过各种计算机硬件接口设备，并编制相应的计算机程序实现。自动测试系统的正常运行，依靠系统硬件的集成和计算机程序的控制。

对于硬件的集成，ATEZJ001系统采用商业货架产品，从而降低成本，提高系统的可靠性。ZJ001系统主要面向民用航空系统的通讯，导航系统。选用的仪器资源基本上都是台式设备。是成熟可靠的GPIB总线产品。因此，系统选用GPIB总线结构。GPIB总线是一种并行的可与可程控测量仪器器件相连接的小型标准接口总线系统。

在标准的接口总线的基础上，以积木的方式组建新一代的自动测试系统，每台设备都是台式设备，配有符合接口标准的接口电路。用标准的接口总线电缆将系统所含的各台设备连接在一起构成系统。这种系统更改，扩展非常方便灵活。而且仪器/设备资源的复用性好，系统中的通用仪器既可作为自动测试系统的设备使用，也可以作为单独的仪器使用，这类自动测试系统采用的接口总线为可编程的接口总线为可程控仪器的通用接口总线(GPIB：General Purpose Interface Bus)，该总线也称为IEEE-488。这是一个国际标准，GPIB是一种字节串行的位平行总线，采用三线制信号握手协议，并能够把15台仪器(或设备)连接到一台计算机(或控制器)上。它采用24针数据线，每两个设备间距2米，在星型结构、线型结构或混合拓扑型结构下总长20米。最高数据传输速率为1MB/s，但随着导线长度的增加，传输速率会降到250～500KB/s。通常情况下，所有数据传输速率是由总线上的设备决定的。

GPIB系统的程序设计语言为可编程仪器的标准命令(SCPI)，它保证了任何仪器都能执行相同的命令。例如，“MEASURE:VOLTAGE:DC？”的意思是“读取一个直流电压”，任何仪器都能执行这个命令。SCPI还包含了一些特殊的命令，只适用于某些特定设备。SCPI的主要优点是它允许用相同的代码来控制许多不同的仪器。

GPIB的关键优势还包括，许多仪器供应商提供了大量包含GPIB的各种仪器。因此，它有着极好的安装基础。这种著名的标准连接平台采用标准编程语言，能够连接任何类型的仪器。在大多数应用中，GPIB能都提供足够的带宽。因此，基于GPIB的系统通过提高各个仪器的综合水平能够获得尖端的性能。

利用GPIB接口可以使仪器与几乎所有的台式、便携机、工作站和工控机等相连接，通过使用跨操作系统及开发平台的标准和开发工具，可建立应用广泛的GPIB仪器控制系统。GPIB仪器的特点如下：1，功能较为完善，几乎可以覆盖所有测量频段；2，仪器种类繁多、覆盖面大；3，传输速率一般低于500KB/s，比较适用于要求准确度高，但对计算机数据传输速率要求不高的测量。

ZJ001自动测试系统采用链性型连接。每个仪器及器件的背板上都装有GPIB接口卡，使用两端都装有总线连接器的GPIB电缆线，将每一个仪器在接口连接器的插头和插座背靠背连接在一起，这个仪器就连入了系统，这种相互并接的总线把仪器器件连接成链型。构成了系统的基本结构。GPIB总线器件的工作模式：IEEE-488系统每个仪器可按以下三个模式工作，a.讲者Talk模式，即是发送模式，它的数据总线发送数据。b.听者Listener模式，即是接收模式。它的数据总线接受数据。c.控者Controller模式，能够发布名令并指派挂在总线上的器件谁为讲者，谁为听者。具有管理监控总线的能力。同一总线上，可以有许多控者存在，在同一时刻，只有一个控者有指挥和管理总线的实权。d.挂在总线上的仪器/器件可以处在空闲状态，此时该仪器不对总线负担任何工作，也不担任任何工作角色。GPIB的接口功能：它用来产生或处理接口信息，以便数据能有秩序的在各仪器间传递无误。是整个系统控制信息传递的桥梁。

功能：中加飞机机载设备维修公司在自行开发的ZJ001自动测试设备的平台上，成功开发了12个商用飞机的电子部件的测试程序和测试接口，包括Flight Management Computer(P/N：166805-03~14-01)，FlightManagement Computer(P/N：167726-03~24-01)，

Flight Management Computer(P/N：168925-02~16-01)，CabinPressure Controller(2117338-5~-8，-10~-15)，TPR-720 ATC/Mode S

Transponder(P/N：622-7878-001，-020，-120，-200，-201，，-301)，735SUEAutothrottle(P/N：

735SUE6-9/-10，8-9/-10，10-11/-12)，735SUE Autothrottle735SUE9-11/-12，10-11/12

(10-62017-25/30)，Digital/Analog Adapter(P/N：DG1035AB03)，TLS755 Multi Mode

Receiver(P/N：TLS755-00-5100A TLS755-01-5100A/-0100A/-0101B/-5101A)。

本实用新型有益效果：自动测试台具有高速，高效率的功能，具备快速检测，诊断和维护功能，对于飞机的电子计算机设备，测试项目多，而且复杂，以往人工手动检测已无法适应，采用自动测试台可快速准确完成部件的测试和排故，可以提高设备的机动性和利用率。大大减少航班的延误。

[附图说明]

图1为本实用新型的结构示意图。

参见图1，1为测试控制器(TCC)、2为外接设备、3为专用测试电路、4为数字多用表、5为函数发生器、6为频率计/计数器、7为程控电源、8为开关矩阵/多路转换器、9为测试夹具/适配电路。

[具体实施例]

本实用新型由硬件和软件组成，硬件主要包括：测试控制器(TCC)，激励资源，检测资源，开关系统和：TCC(TEST CONTROL COMPUTER测试控制计算机)、POWER DISTRIBUTION(电源分配模块)、BUS EXPANDER(总线扩展器)、ARINC 429 COMMUNICATORS(ARINC 429通讯模块)、MEASUREMENT RESOURCES(测量资源)DC POWER RESOURCE(直流电源)、AC POWER RESOURCE(交流电源)、PROGRAMMABLE INTERFACE UNIT(PIU可编程接口组件)、EXPANDED INTERFACE UNIT(EIU扩展接口组件)、REPLY GENERATOR(RGS2000应答信号发生器、SDX2000 ATC/DMEGENERATOR(SDX200 ATC/DME信号发生器)、GNS-743A卫星信号模拟器、NAV2000R导航信号模拟器及405A PUMP气泵。

软件部分构成：

1，基于LABWINDOWS/CVI的TPS软件开发平台THOR，该平台在WINDOWS XP环境下运行；2，基于THOR平台上开发的TPS(TEST PROGRAMSET，包括LRU测试软件，专用的测试适配器TUA包括专用电缆和被测对象测试所需要的各种文件。

各组成部分的结构和功能说明：

1，TCC测试控制计算机由IBM PC机构成，同时配备PCI总线的GPIB卡和喷墨打印机。属于外置控制器，它是整个ATE系统的控制核心，在测试过程的实现对系统中的程控设备的控制。2，POWER DISTRIBUTION(电源分配模块)，实现系统中各仪器设备的电源的连接和分配。具备程控功能和应急关断功能。提供可选120/240 V 50/60HZ 16A单相电源；3，BUSEXPANDER(总线扩展器)提供总线的延伸；4，ARINC 429 COMMUNICATORS(ARINC 429通讯模块)。

该通讯模块是基于微处理器的ARINC429总线模块，通过IEEE-488总线受控于TCC，地址为9和10。在前后面板上都提供信号接口。该通讯模块包含有4个独立的通道，每个通道各有一个发送和接收通道。

发送通道：

输出阻抗为75欧姆所有的通道都可以通过编程设定为低速或高速传输速率12。5Kbps/100Kbps，其中C，D通道输出电平是可编程控制的，从50MVDC到12。75VDC。同时可以根据ARINC429的标准设定字长(2位到40位)。以设定的速率发送单个信号字，并且自动产生奇偶校验位。

接收通道：输入阻抗为12K欧姆，传输速率：低速：8-20Kbps 高速80-125Kbps，奇偶效验，接收数据可以按照顺序读取或根据LABEL，LABELSDI和故障位选择性读取。同时微处理器能够把32位数据转换为IEEE-488格式发送到TCC。

MEASUREMENT RESOURCES(测量资源)，系统中的测量资源主要包括DMM数字万用表HP34401A和通用计数器HP53132A。DMM数字万用表HP34401A通过IEEE-488总线受控于TCC，地址为23，地址在前面板上设置。用于电阻，AC/DC电压的测量。直接连接到测量总线上。通用计数器HP53132A通过IEEE-488总线受控于TCC，地址为19，地址在前面板上设置。用于频率测量和信号的时间和周期等

DC POWER RESOURCE(直流电源)，直流电源为ATE系统和被测件(UUT)提供直流电源，通过内部变压器产生26VAC交流电源，交流激励电源通过直流电源组件进行电流测量，并且通过跳开关提供保护功能。其中直流部分包括固定电源和可编程电源，固定电源输出28VDC，可编程电源输出0-36VDC，1A。通过PIU输出到模拟板#1。

AC POWER RESOURCE(交流电源)，交流电源采用AGILENT的6811B，通过IEEE-488总线受控于TCC，地址为22。输出范围0-300VAC，最大功率可达到375VAC。主要用于提供单相11VAC，400HZ的UUT电源。

PROGRAMMABLE INTERFACE UNIT(PIU可编程接口组件)，PIU是该ATE系统的核心部件。由直流电源，底板，不同种类的功能卡，控制卡，以及各种接口组成。它提供：测试系统内测试资源的连接或相互交联。通过继电器矩阵，使系统内部的测量总线，测量信号与UUT连接。

在PIU前面板上，设置LED显示板，TUA电缆接口，RF射频信号接口和电源开关，用户可方便地完成ATE和TUA的连接。同时在测试过程中，LED显示板清晰地显示信号的来源，有利于信号的跟踪和分析。

a，在PIU前部，提供4组直流电源，PS1：+5VDC 12A，+/-15VDC，3APS2：12VDC，3.4APS3：+/-15VDC，200mAPS4： +/-15VDC，200mA

b，在PIU后部，有两个卡箱：#0和#1。每个卡箱有一个底版，带有14个插槽。从左到右，对于#0卡箱，编号为00-13，#1卡箱，16-19。其中#13和#29是保留给GPIB控制卡的。其余的插槽都带有地址线，用于各插槽的识别。插槽和PIU前面板接头通过I/O板用电缆连接。

c，底板上，布有电源总线，12位的数据总线，地址总线，控制总线和握手信号

d，GPIB卡，GPIB卡是TCC与卡箱功能板卡进行通讯的总线转换器。在IEEE-488的通讯协议中，当TCC发送/接收8位的数据时，卡箱以12位的数据工作。TCC通过GPIB卡与功能卡进行通讯，每一时刻，TCC只能与一块卡通讯。而且是以寻址的方式进行。

e，PIU输入卡，f，PIU输出卡，g，同步/解算转换卡，h，PIU失真分析板，i，低阻抗继电器卡，j，高阻抗继电器卡，k，功能发生器卡，l，D/A转换卡。

EXPANDED INTERFACE UNIT(EIU扩展接口组件)，用于增加RF开关容量，从而使ATE系统进一步增加更多的仪器和设备。从而扩展系统的规模和功能。

REPLY GENERATOR RGS2000应答信号发生器，通过IEEE-488总线受控于TCC，地址为15，提供TCAS测试所需的信号，测量TCAS发送的信号。完成对TCAS的完整的功能测试。

SDX2000 ATC/DME GENERATOR(SDX200 ATC/DME信号发生器)，通过IEEE-488总线受控于TCC，地址为8。前面板为触摸屏显示面板。具备以下功能：a，RF信号发生器、b，距离测量设备模拟、c，ATC应答机地面站模拟器、d，机载DME或ATC收发机信号的参数测量、e，S模式应答机的测量。

GNS-743A卫星信号模拟器，通过IEEE-488总线受控于TCC。它能模拟GPS系统和GLONASS系统L1频段的卫星信号。具备单通道和双通道的构型。信号特征如，功率电平，多普勒频率等完全通过编程来实现。可以设置为使用内部的导航数据库或用户自定义的存储在EEPROM里的导航数据。

NAV2000R导航信号模拟器，提供调制的RF信号用于测试VOR，ADF，ILS和COM LRUs。通过菜单页面设置为程控模式或本地模式。

405A PUMP气泵，通过IEEE-488总线受控于TCC。能提供-1000英尺到50000英尺高度气压。用于测试客舱压力控制器等压力控制系统的电子部件。

软件方面：

软件开发平台THOR

该平台THOR采用支持可视化编程特的第三代的开发工具，NI公司的LabWindows/CVI。

它提供了独特的，交互式ANSIC环境以及充分发挥了C语言的强大功能有具备VB的易用性，它是用于开发测量应用的编程环境，提供了大量的仪器控制，数据采集，分析和用户接口实时库，使之在测量应用开发工作上更加方便。它提供了以下特性满足创建高性能系统的设计要求：

ANSIC执行速度，多线程应用开发和调试、小型，快速可执行文件的创建、快速易用的C开发环境、可拖放的用户接口开发、自动代码生成工具、快速应用开发过程、测试工程师易于使用、内置仪器库、基于仪器的用户接口控件、交互执行、仪器驱动、代码可重用性、与ANSIC兼容的开发环境、DLL，OBJ，和LIB集成开发环境

THOR平台的软件结构：

1)测试台模型软件*.mdl该文件包含测试台的有效资源和仪器的参数。

2)系统构型软件system.cfg用于THOR的测试执行并包含系统的构型信息，构型信息包含THOR运行的控制操作字符和提供测试系统硬件仪器的安装信息和重要的驱动参数。

3)备份构型文件system.bak当系统构型文件更新时，它自动保存更新前的系统构型文件。用于系统必要时的恢复。

4)默认的构型文件default.cfg它是本测试台最初的构型，当系统构型文件崩溃或由于其他原因无法工作时，可以恢复系统为默认可用的状态。

5)主构型文件master.cfg用于系统构型文件编辑器自动更新当前测试系统的构型文件到最近的构型标准。

THOR构型编辑器

THOR构型编辑器主面板菜单通过下拉菜单提供给用户使用系统构型数据的功能，主面板菜单分为9大选项：

1)文件主菜单包含(LOAD，SAVE，CREATE，SAVE ASDEFAULT，RESTORE DEFAULT，RESTORE，BACKUP，AUTO-BUCKUP，AUTO-UPDATE，VIEW SESSION，CLEAR SESSIONMODS，PRINT AND EXIT EDITOR)等功能模块。

2)总体系统构型菜单包含(SYSTEM IDENTITY，SOFTWAREINFORMATION，USER/PRINTOUT OPTIONS，ACCESS INFORMATIONINTERNET SUBDIRECTORY PATHS，ODBC DATABASES，GEOGRAPHIC LOCATION)等功能模块

3)系统控制构型菜单包含(COMPUTER，SERIAL PORTS，PARALLEL PORTS，PERIPHERALS/DISK DRIVES，PLUG-INCARDS，COMMUNICATION INTERFACES)等功能模块。

4)电源构型菜单打开显示系统资源中器件的级别和器件的类型，用户可以进行重新配置电源的型号以及相应的通讯端口等设置。

5)仪器资源构型菜单包含(DC DIGITAL SOURSES，ANALYZERS，BUS DEVICES，COUNTERS，GENERATORS，METERS，MISCELLANEOUS，OSCILLOSCOPES，OUTPUTDEVICES，SYNCHRO/RESOLVER)等功能模块。

6)接口构型和扩展资源菜单包含IRINC 608A(A608)，AUXILIARY INTERFACE(AIU)，CDS EXPANSION(CDS)，EXPANSION INTERCONNECT(EIU)，GENERAL PURPOSESWITCHING，HIGH FREQUENCY(HF)，LOW RANGE ALTIMETER(LRA)，PROGRAMMABLE INTERFACE(PIU)，RESOURCESWITCHING，RF SWITCHING，SMART RESOURCE(SRU)，VXIEXPANSION)等功能模块。

7)环境模拟资源菜单包含AIR DATA，PHOTOMETER等功能模块

8)开关资源菜单包含SWITCH #1，SWITCH #2，SWITCH#3，SWITCH #4，SWITCH #5的设置功能。

9)帮助菜单，包含整个THOR系统的帮助信息。

Claims

1. 一种飞机电子设备自动检测系统，包括测试控制器、数字多用表、函数发生器、频率计/计数器、程控电源、开关矩阵/多路转换器、专用测试电路及测试夹具/适配电路，其特征在于：测试控制器输入端连接外接设备，测试控制器的并行接口连接专用测试电路，测试控制器的GPIB接口分别连接数字多用表、函数发生器、频率计/计数器、程控电源、开关矩阵/多路转换器和测试夹具/适配电路，数字多用表、函数发生器、频率计/计数器及程控电源连接开关矩阵/多路转换器，开关矩阵/多路转换器连接专用测试电路和测试夹具/适配电路，专用测试电路连接测试夹具/适配电路。

2. 如权利要求1所述的飞机电子设备自动检测系统，其特征在于：测试控制器连接计算机硬件接口设备，并编制相应的计算机程序，采用系统硬件的集成和计算机程序的控制。

3. 如权利要求1所述的飞机电子设备自动检测系统，其特征在于：GPIB接口在标准的接口总线的基础上，以积木的方式组建新一代的自动测试系统，上述设备都是台式设备，配有符合接口标准的接口电路，采用标准的接口总线电缆将系统所含的各台设备连接在一起构成系统，每个设备的背板上都装有GPIB接口卡，使用两端都装有总线连接器的GPIB电缆线，将每一个仪器在接口连接器的插头和插座背靠背连接在一起。

4. 如权利要求1所述的飞机电子设备自动检测系统，其特征在于：GPIB接口系统的程序设计语言为可编程仪器的标准命令。