CN202974299U - 一种智能测试设备自诊断装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能测试设备自诊断装置，包括：多路选择单元、数据采集转换单元、处理单元、存储单元、数据传输单元，分压单元和切换单元。其中，多路选择单元包括第一选择模块、第二选择模块和第三选择模块。利用本实用新型可以完成对捷联惯导测试设备中的综合电源、二次电源电路、调理电路、多功能采集卡、异步和同步通讯卡的故障诊断。同时，该装置通用性强，不容易受测试设备结构的影响，并且该模块具有体积小、性价比高、安装拆卸简单的特点，测试设备安装此装置，大大提高了自诊断能力，减少故障排查时间，降低测试设备维护成本。

Description

一种智能测试设备自诊断装置

技术领域

本实用新型涉及一种智能测试设备自诊断装置，属于捷联惯导测试技术领域。

背景技术

本实用新型以捷联惯导系统测试设备为研究背景。

捷联惯导系统测试设备的主要功能如下：提供被测系统工作电源、激励信号源；监测被测系统的工作状态；采集被测系统的工作数据进行处理、显示、存储等。

随着计算机和电子技术的不断发展，各种智能技术、信息技术在惯导系统中应用，装备复杂性日益提高，用户对地面设备要求不断提高。型号产品配套的测试设备的原理、功能日趋复杂，测试设备的维护保障难度也随之加大。当前测试设备的研制主要集中在提高测试功能和技术指标方面，当测试出现故障时，普遍存在自诊断能力不强，定位较难，测试设备自身的完好性，故障诊断和维修问题日见突出。

捷联惯导系统测试设备基本组成框图如图1所示，主要包括以下部分：主控计算机，该部分是测试设备的核心控制、处理单元；电源模块，包括综合电源和二次电源电路，其中，综合电源，功能是将外部供电(通常为交流220V和直流28V)转换成1路被测系统供电电压和1路二次电源电路供电电压；二次电源电路，功能是产生设备内部电路的供电电压，通常为+5V、±15V和+24V；调理电路，功能是将被测系统输出的模拟量电压调整到多功能采集卡可接受的输入范围；多功能采集卡，功能是将调理电路输出进行A/D采集，采集后的数据送主控计算机进行处理、显示、保存；异步RS422通讯卡和同步RS485通讯卡，功能是与被测系统之间进行通讯，将被测系统信息上传到测试设备的主控计算机进行处理、显示、保存等。

除主控计算机具有自检功能而不需要进行故障诊断外，测试设备内部的综合电源、二次电源电路、调理电路、多功能采集卡、异步RS422通讯卡、同步RS485通讯卡均为被诊断对象。

传统的测试设备维修保障模式基本上都是采用人工维修诊断方法，即依靠经验决策，这种维修诊断方法对设计人员的依赖性较强，且存在维修周期长、费用高等不足。例如，当前为部队及维修厂配套的测试设备出现故障时，有时仅靠故障现象无法准确判断故障点，进而不能有针对性的实施维修，需要先依靠技术人员现场排查，然后确定故障部位实施维修，由此会带来时间成本和反复的差旅费用。若能提供一种使用方便、体积小、成本低的智能自诊断模块，则会大大减少故障排查时间，降低维修往返差旅费用。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术不足，提供了一种智能测试设备自诊断装置。

本实用新型的技术解决方案：

一种智能测试设备自诊断装置，包括多路选择单元、数据采集转换单元、处理单元、存储单元、数据传输单元，分压单元和切换单元。

其中，多路选择单元，包括：

第一选择模块，与被测设备调理电路输入端连接，用于对所述调理电路输入的激励信号进行选择；所述激励信号包括基准电压和测设备测试的电压信号；

第二选择模块，与被测设备调理电路输出端连接，用于对所述调理电路输出的多路电压信号进行选择切换；

数据采集转换单元，与所述多路选择单元连接，用于采集所述多路选择单元传输的电压信号并进行模数转换；

处理单元，与数据采集转换单元连接，用于对采集的电压信号进行对比判断得到故障信息；

存储单元，与所述处理单元相连，用于存储采集的故障检测数据；

数据传输单元，与所述处理单元连接，用于将所述处理单元处理得到的故障信息传输给主控计算机。

所述多路选择单元还包括一第三选择模块，与被测设备的电源模块连接，用于采集电源模块传输的电压信号，所述电压信号包括综合电源输出的电压信号和二次电源输出的电压信号。

所述自诊断装置还包括一分压单元，与所述被测设备的电源模块连接，用于对所述被测设备的电源模块传输的电压进行分压。

所述自诊断装置还包括一切换单元，与被测设备的通讯板卡的输入和输出端连接，用于切换所述通讯板卡的输入和输出信号使之短接。

所述数据传输单元采用RS232通讯接口。

本实用新型与现有技术相比的有益效果：

本实用新型首次在捷联惯导系统测试设备中应用自诊断装置，该自诊断装置能够诊断出预期的故障，达到了很好的效果。由于该自诊断装置与主控计算机之间采用串口RS232通讯方式，通用性强，不容易受测试设备结构的影响，并且该模块具有体积小、性价比高、安装拆卸简单的特点，测试设备安装此装置，大大提高了自诊断能力，减少故障排查时间，降低测试设备维护成本。

附图说明

所包括的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本实用新型的实施例，并与文字描述一起来阐释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为捷联惯导系统测试设备构成原理示意图；

图2为本实用新型实施例1的自诊断装置的构成图；

图3为本实用新型实施例2的自诊断装置的构成图；

图4为本实用新型实施例3的自诊断装置的构成图；

图5为本实用新型实施例4的自诊断装置的构成图；

图6为本实用新型实施例中数据采集转换单元电路构成图；

图7为本实用新型实施例3中分压单元电路构成图；

图8为捷联惯导系统测试设备带自诊断装置构成图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本实用新型。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本实用新型。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

下面参照附图对本实用新型的实施例进行说明。

实施例1

一种智能测试设备自诊断装置，如图2所示，包括：多路选择单元201、数据采集转换单元202、存储单元203、处理单元204和数据传输单元205。

其中该多路选择单元201，包括：

第一选择模块211，用于对所述调理电路输入的两种激励信号进行选择切换，所述激励信号包括基准电压和捷联惯导系统测试设备测试产品的电压信号；所述第一选择模块211其输入端与激励信号连接，其输出端与捷联惯导系统测试设备的调理电路输入端连接；所述第一选择模块211对激励信号进行选择后传输给所述调理电路。

第二选择模块212，用于对所述调理电路输出的多路电压信号进行选择切换，所述第二选择模块212其输出端与测试设备调理电路输出端连接，将调理电路输出的电压一路一路的传输给所述数据采集转换单元202。

所述第一选择模块211和第二选择模块212可以由多种电路实现，如多路选择模拟开关，本实施例中，选择低导通阻抗的多路选择模拟开关ADG406实现，该选择开关具有16路选1的功能，电路中采用VSS＝+15V，VDD＝-15V供电，控制信号A0～A3连接到处理单元204的I/O接口，由处理单元204控制ADG406的通道选择。

数据采集转换单元202，与所述多路选择单元201的第二选择模块212连接，用于采集所述多路选择单元201传输的电压信号并进行模数转换。本实施例中数据采集转换单元202电路主要由24位高精度ADC芯片AD7190和运放OPA2277U组成。电路如图6所示，AD7190的功能是将电压模拟信号转换成数字信号，送往后端的处理单元204进行处理。运放OPA2277U与电阻R711～R714共同组成负反馈放大电路，功能有两个：一是将多路选择单元输出的电压信号进行幅值变换，以便能够满足AD7190的0～5V的输入范围；二是使输入电压信号与AD7190转换芯片之间进行高阻隔离，变成单端信号送给AD7190进行采集。该电路中，R711＝R713＝20MΩ，R712＝R714＝10MΩ，即令输出电压变为Vin的二分之一。

处理单元204，与数据采集转换单元202连接，功能如下：一是将采集来的电压值数据与预先存储于存储单元的基准信息数据进行对比，根据对比结果判断是否存在故障，若有故障，将故障代码通过数据传输单元205送往主控计算机；二是通过I/O接口对多路选择单元和数据采集转换单元202进行控制。

本实施例中采用ARM处理器采用ATMEL公司的ARM9系列32位处理器AT91RM9200。该处理器具有丰富的I/O资源，片上集成了高速SRAM存储器和外部总线接口EBI，EBI接口保证了片外存储器和内部存储器映射外配置的无缝连接。

存储单元203，与所述处理单元204相连，用于存储采集的故障检测数据和用于故障判断的基准信息数据。本实施例中，选择NANDFlash作为数据存储器，芯片采用Samsung公司的K9F1208U0A。

数据传输单元205，与所述处理单元204连接，用于将所述处理单元204处理得到的故障信息传输给主控计算机。本实施例中所述数据传输单元采用RS232通讯接口。

由上述实施例提供的装置可完成对捷联惯导测试设备的调理电路的故障诊断，诊断过程如下：以基准电压做为激励信号经多路选择1加载到图1调理电路的输入端16，调理电路输连接到第二选择模块212使之1路1路由数据采集转换单元202进行采集转换，采集到的处理单元204进行处理、分析，判断采集到的电压与基准电压之差是否在合格范围内，若该电压差不在合格的范围内，则可判断为调理电路的该调理通道故障，并将故障代码通过数据传输单元205上传到主控计算机，由主控计算机将故障信息进行输出、显示、保存。

本实施例还可以完成捷联惯导测试设备的多功能采集卡的故障诊断。多功能采集卡的故障诊断要借助调理电路的诊断过程，与数据采集转换单元202同时采集调理电路输出的电压。该多功能采集卡为边界扫描A/D采集，其特点是A/D采集芯片只有1片，然后通过多路切换将采集卡输入1路1路进行采集，若A/D芯片故障，则全部采集数据出现相同故障。因此该多功能采集卡的故障诊断可结合调理电路的故障诊断进行。其诊断方法和过程如下：在进行调理电路的故障诊断过程的同时，多功能采集卡输出经线路18送到主控计算机进行采集，若采集到的电压与基准电压值之差相比，全部过大、过小或没有，则判断多功能采集卡精度不满足要求或故障，若采集电压其中1路或某几路异常，则根据调理电路的诊断结果来判断，若相应的调理电路无故障，则判定多功能采集卡故障，若调理电路相应通道故障，则判定多功能采集卡无故障，然后由主控计算机给出故障代码，并进行故障信息的输出、显示、保存。

实施例2

本实用新型提供一种智能测试设备自诊断装置，包括：多路选择单元201、数据采集转换单元202、存储单元203、处理单元204和数据传输单元205。如实施例1所述，此处不再赘述。

在本实施例中，如图3所示，该智能测试设备自诊断装置的多路选择单元201还包括第三选择模块301，与被测设备的电源模块连接，用于选择切换电源模块输出的电压信号，所述电压信号包括综合电源输出的电压信号和二次电源输出的电压信号。本实施例中第3选择模块301同样由ADG406实现，其工作原理与实施例1中所述一致，此处不再赘述。

由本实施例提供的装置可以完成对捷联惯导测试设备电源模块的故障诊断，诊断过程如下：图1中捷联惯导测试设备电源模块包括综合电源和二次电源，综合电源的输出端13、14、二次电源输出端15送到第三选择模块，使之1路1路送到数据采集转换单元202进行采集转换，采集后的数据送处理单元204进行处理、分析，判断采集到的电压与正常状态下电压之差是否在合格的范围内，若该电压差不在合格的范围内，则可判断为该电源电路组件的该路电压输出故障，并将故障代码通过数据传输单元205上传到主控计算机，由主控计算机将故障信息进行输出、显示、保存。

实施例3.

本实用新型提供一种智能测试设备自诊断装置，包括：多路选择单元201、数据采集转换单元202、存储单元203、处理单元204和数据传输单元205，多路选择单元包括第一选择模块211、第二选择模块212和第三选择模块301，如实施例2所示，此处不再赘述。

在本实施例中，如图4所示，该智能测试设备自诊断装置还包括一分压单元401，与所述被测设备的电源模块连接，用于对所述被测设备的电源模块传输的电压进行分压。由于电源输出的电压信号有+5V、±15V、+24V、+28V几种，而第三选择模块301的ADG406芯片输入信号不能大于自身的供电，因此，电压信号在输入给ADG406之前，需要进行分压处理，分压单元主要是对±15V、+24V、+28V等较大值的电压进行分压，分压值在5V～10V之间较为理想。本实施例中所述分压单元401采用如图7所示，分压电路主要由电阻组成，分压比的大小取决于电阻R1和R2的比值，R1和R2的值又取决于ADG406的输入电流。因此，对于±15V的分压，取R1＝2kΩ，R2＝1kΩ，即分压为±5V；对于+24V和+28V的分压，取R1＝3kΩ，R2＝1kΩ，即分别分压为+6V和+7V。

本实施例具体诊断过程如实施例3所述，此处不再赘述。

实施例4

本实用新型提供一种智能测试设备自诊断装置，包括：多路选择单元201、数据采集转换单元202、存储单元203、处理单元204数据传输单元205和切换单元401，多路选择单元包括第一选择模块211、第二选择模块212和第三选择模块301。如实施例1、2、3所示，此处不再赘述。

在本实施例中，如图5所示，该智能测试设备自诊断装置还包括一切换单元501，与测试设备的通讯板卡的输入和输出端连接，用于切换所述通讯板卡的输入和输出信号使之短接。

由本实施例提供的装置可以完成对捷联惯导测试设备通讯卡的故障诊断，捷联惯导测试设备的通讯卡为同步RS422通讯卡和同步RS485通讯卡。诊断过程如下：串口通讯板卡的故障诊断采用板内自发自收的方式，以含有6路异步RS422通讯通道和2路同步RS485通讯通道测试设备为例，异步RS422通讯卡故障诊断方法和过程如下：由主控计算机向异步RS422通讯卡的发送缓存写数据，异步RS422通讯卡的发送端21、接收端22分别与所述切换单元501的输入和输出端连接，本实施例中切换单元501采用松下的小型继电器TQ2-L-5V来实现，控制继电器动作，使异步RS422通讯卡的发送端、接收端短接，实现自发自收，通讯板卡将接收到的数据送主控计算机并与发送的数据进行比较，若不一致，则判定为异步RS422通讯卡故障；同步RS485通讯卡故障诊断方法和过程如下：将第1路RS485通讯通道作为发送端23、第2路RS485通讯通道作为接收端24，分别与所述切换单元501的输入和输出端连接，即连接到继电器切换电路，控制继电器动作，使发送端、接收端短接，实现自发自收，由主控计算机向RS485通讯的发送通道写入数据，通讯板卡接收到的数据送主控计算机与发送数据进行比较，若不一致，则判定为RS485通讯板卡故障。然后由主控计算机给出故障代码，并进行故障信息的输出、显示、保存。

综上所述，如图8所示，利用本实用新型可以完成被测多功能采集卡和串口通讯(RS422和RS485)板卡的故障信息检测及故障识别，接收处理单元输出的故障代码并进行相应地故障识别，对各电路组件的故障信息检测进行控制；同时完成综合电源、二次电源电路、调理电路的故障信息检测及故障代码的输出，并接收主控计算机的指令对各电路组件的故障信息检测进行控制。

本实用新型中采用的ARM处理器、A/D采集芯片、继电器数据存储器和RS232通讯接口均为公知技术，其如何在本实用新型中应用为本领域技术人员公知，此处不再赘述。

本实用新型的实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本实用新型的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本实用新型未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

Claims (5)

1.一种智能测试设备自诊断装置，其特征在于包括：

多路选择单元，包括：

第一选择模块，与被测设备调理电路输入端连接，用于对所述调理电路输入的激励信号进行选择；所述激励信号包括基准电压和测设备测试的电压信号；

第二选择模块，与被测设备调理电路输出端连接，用于对所述调理电路输出的多路电压信号进行选择切换；

数据采集转换单元，与所述多路选择单元连接，用于采集所述多路选择单元传输的电压信号并进行模数转换；

处理单元，与数据采集转换单元连接，用于对采集的电压信号进行对比判断得到故障信息；

存储单元，与所述处理单元相连，用于存储采集的故障检测数据；

数据传输单元，与所述处理单元连接，用于将所述处理单元处理得到的故障信息传输给主控计算机。

2.根据权利要求1所述的一种智能测试设备自诊断装置，其特征在于所述多路选择单元还包括一第三选择模块，与被测设备的电源模块连接，用于采集电源模块传输的电压信号，所述电压信号包括综合电源输出的电压信号和二次电源输出的电压信号。

3.根据权利要求2所述的一种智能测试设备自诊断装置，其特征在于所述自诊断装置还包括一分压单元，与所述被测设备的电源模块连接，用于对所述被测设备的电源模块传输的电压进行分压。

4.根据权利要求1所述的一种智能测试设备自诊断装置，其特征在于所述自诊断装置还包括一切换单元，与被测设备的通讯板卡的输入和输出端连接，用于切换所述通讯板卡的输入和输出信号使之短接。

5.根据权利要求1所述的一种智能测试设备自诊断装置，其特征在于所述数据传输单元采用RS232通讯接口。

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