CN216670560U - 飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置 - Google Patents

Abstract

公开一种飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，该装置包括：电池及电源、上位机、27V线圈电源、电阻测量主板、测量通道输出复用板卡、测量通道输入复用板卡、加力箱专用航插转换线。本实用新型自动对飞机加力箱进行检测，能够对加力箱中串联二极管的触点回路进行测试，大大降低了加力箱检测的复杂度和时间成本，提高检测的准确性。该检测装置具有便携性，在现场没有电源的情况下，能够在不拆开加力箱的前提下，对飞机加力箱控制回路进行快速测试。

Description

飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置

技术领域

本实用新型涉及飞机原位检测技术，具体涉及一种飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置。

背景技术

继电器是飞机加力箱的主要控制元器件，继电器触点在分合负载电流时，尤其是大电流情况下由于触点间热和电的物理过程可能会产生火花、电弧等现象，使触头材料发生电磨损，从而影响继电器的电寿命。

继电器接触电阻的阻值大小与继电器可靠性及电寿命密切相关，是评价飞机加力箱可靠性的重要指标。

目前对于飞机加力箱，尚没有一种有效且便捷的方法对其可靠性进行检测和参数量化。由于飞机加力箱应用场合的特殊性，无法将正常服役期间的加力箱拆开测试，只能将加力箱航插上的触点连接到精密电阻仪器进行手动测量，各触点尤其是常开触点的测量方法繁琐耗时，且难以保存数据。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供一种飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，该装置包括：电池及电源、上位机、27V线圈电源、电阻测量主板、测量通道输出复用板卡、测量通道输入复用板卡、加力箱专用航插转换线，其中：

电池及电源用于给飞机加力箱检测装置内的所有单元供电；

上位机具有RS485接口、LVDS显示屏接口、四线电阻触摸屏接口、USB接口；上位机通过四线电阻触摸屏接口和LVDS显示屏接口接触摸屏；RS485接口连接到电阻测量主板、测量通道输入复用板卡、测量通道输出复用板卡；四线电阻触摸屏接口与触摸屏连接，获取用户触摸触摸屏的位置；

27V线圈电源将电池及电源输入的直流电压升压至27V直流电压，给加力箱内的继电器线圈供电；

电阻测量主板将可调电流输出至待测负载；或者，电阻测量主板将恒定电流输出至待测负载；待测电阻输出端连接至电阻测量主板的电压采样端口；

测量通道输出复用板卡接27V电源、电阻测量主板的电流输出端口，测量通道输出复用板卡根据上位机指令，将27V电源正负两端、电阻测量主板的电流输出端口正负两端共四个端口经由专用航插转接线输出到加力箱的继电器线圈或触点上；

加力箱的各个继电器触点电压信号经专用航插转接线输入至测量通道输入复用板卡，测量通道输入复用板卡根据上位机指令，将来自加力箱的触点两端的电压信号输出至电阻测量主板的电压采样端口的正负两端；

加力箱专用航插转换线是为指定型号加力箱定制的测试线，其一端连接到测量通道输入/输出复用板卡上，另一端连接对应型号的加力箱。

在本实用新型的一个实施例中，27V线圈电源为隔离式直流-直流变换器，采用反激式开关电源结构实现。

在本实用新型的另一个实施例中，电阻测量主板包括STM32主控芯片、数控电压源、数控恒流源、量程切换电路、标准采样电阻、同步A/D转换器、电压采样端口、电流输出端口；STM32主控芯片控制数控电压源、数控恒流源、量程切换电路，数控电压源对电池及电源提供的输入电压进行降压，并供给数控恒流源，该电压决定数控恒流源输出开路时的电压；数控恒流源输出的可调电流经量程切换电路、电流输出端口至待测负载；量程切换电路将数控恒流源电流直接输出、或者串联一个电阻后输出至电流输出端口，继而输出至待测负载；直接输出时测量较小待测电阻，串联电阻后测量较大待测电阻；标准采样电阻将数控恒流源经由量程切换电路输出的电流转换成电压输入到同步A/D转换器；待测电阻输入端流入同样由量程切换电路输出的电流，输出端连接至电压采样端口，继而连接到同步A/D转换器，同步A/D转换器将电压采样端口采样得到的模拟电压转换为数字信号后输入STM32主控芯片。

在本实用新型的又一个实施例中，数控电压源将电池及电源提供的输入电压降压至0.6～1.8V可调电压供给数控恒流源，数控恒流源输出0.1～10A可调电流经由量程切换电路、电流输出端口至待测负载；量程切换电路串联一个200Ω标准电阻或阻值较大的其他电阻。

在本实用新型的再一个实施例中，测量通道输出复用板卡包括STM32主控芯片、固态继电器SSR、电流采样模块、功率继电器矩阵、快速熔断保险丝、源输入端口、复用输出端口；两组源输入端口各包含正负两端，共四个端口，这四个端口通过导线分别连接到27V电源正负两端、电阻测量主板的电流输出端口正负两端；两组源输入端口经过固态继电器、电流采样模块输入到功率继电器矩阵，测量通道输出复用板卡根据上位机指令将两组源输入端口经由功率继电器矩阵任意分配到一个或多个复用输出端口上，再由专用航插转接线输出到加力箱的继电器线圈或触点上。

在本实用新型的还一个实施例中，测量通道输入复用板卡由STM32主控芯片、电流采样模块、信号继电器矩阵、自恢复保险丝、复用输入端口、信号输出端口组成；加力箱的各个继电器触点电压信号经专用航插转接线输入到复用输入端口上，测量通道输入复用板卡根据上位机指令，选择两个复用输入端口分别作为正、负信号，将这两个复用输入端口通过信号继电器矩阵分配到信号输出端口，信号输出端口接电流采样模块输入端，电流采样模块输出端接自恢复保险丝，信号输出端口通过导线连接到电阻测量主板的电压采样端口。

在本实用新型的其他一个实施例中，该装置还包括手动测量线，手动测量线为标准的四线制测试线，一端连接到测量通道输入/输出复用板卡上，另一端为一对开尔文测试夹。

本实用新型的目的是提供一种飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置(以下简称“飞机加力箱检测装置”)及检测方法，在不拆开加力箱的前提下，对飞机加力箱进行快速测试。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)自动对飞机加力箱进行检测，能够对加力箱中串联二极管的触点回路进行测试，大大降低了加力箱检测的复杂度和时间成本，提高检测的准确性；

(2)该检测装置具有便携性，能够在现场没有电源的情况下进行检测，无需将加力箱拆下送到实验室进行测试。

附图说明

图1为本实用新型飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置的结构图；

图2为本实用新型电阻测量主板的结构图；

图3为测量通道输出复用板卡的结构图；

图4为测量通道输入复用板卡的结构图；

具体实施方式

下面结合图1、图2说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型的目的是提供一种飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，在不拆开加力箱的前提下，对飞机加力箱控制回路进行快速测试。

如图1所示，飞机加力箱检测装置包括：电池及电源、上位机、27V线圈电源、电阻测量主板、测量通道输出复用板卡、测量通道输入复用板卡(输出复用板卡、输入复用板卡可以有多个)、加力箱专用航插转换线，其中：

电池及电源用于给飞机加力箱检测装置内的所有单元供电，在本实用新型的一个实施例中，其输出电压范围为直流9～14.5V，输出最大功率为150W，当连接市电时，输出电压为直流14.5V，当未连接市电而采用电池供电时，输出电压为直流9～12.6V。电池及电源的具体实施为本领域技术人员熟知，不再累述。

上位机由ARM上位机主板、宽温触摸显示屏、USB接口组成，在本实用新型的一个实施例中，ARM上位机主板包括ARM Cortex-A53处理器、8GB eMMC存储器、2GB DDR4内存，主板上引出RS485接口、RS232接口(备用)、LVDS显示屏接口、HDMI接口(备用)、四线电阻触摸屏接口、USB接口、网口(备用)。上位机通过四线电阻触摸屏接口和LVDS显示屏接口接触摸屏；RS485接口连接到电阻测量主板、测量通道输入复用板卡、测量通道输出复用板卡；四线电阻触摸屏接口与触摸屏连接，获取用户触摸触摸屏的位置。上位机的具体实施为本领域技术人员熟知，不再累述。

27V线圈电源例如为隔离式直流-直流变换器，在本实用新型的一个实施例中采用反激式开关电源结构(该电源结构为本领域技术人员熟知)，将输入的9～14.5V直流电压升压至27V直流电压，输出最大电流为1A，用于给加力箱内的继电器线圈供电。

电阻测量主板如图2所示，包括STM32主控芯片、数控电压源、数控恒流源、量程切换电路、标准采样电阻、同步A/D转换器、电压采样端口、电流输出端口。STM32主控芯片控制数控电压源、数控恒流源、量程切换电路，数控电压源将输入电压(由电池及电源提供)降压至0.6～1.8V(可调)供给数控恒流源，该电压决定数控恒流源输出开路时的电压。数控恒流源输出0.1～10A(可调)电流经由量程切换电路、电流输出端口至待测负载。量程切换电路可将数控恒流源电流直接输出、或者串联一个200Ω标准电阻(或其他阻值较大的电阻)后输出至电流输出端口，继而输出至待测负载；直接输出时可测量较小待测电阻(小量程)，串联200Ω标准电阻后可测量较大待测电阻(大量程)。标准采样电阻将数控恒流源经由量程切换电路输出的电流转换成电压输入到同步A/D转换器。待测电阻输入端流入同样由量程切换电路输出的电流，输出端连接至电压采样端口，继而连接到同步A/D转换器，同步A/D转换器将电压采样端口采样得到的模拟电压转换为数字信号后输入STM32主控芯片。

测量通道输出复用板卡包括STM32主控芯片、固态继电器(Solid-State-Relay，SSR)、电流采样模块、功率继电器矩阵、快速熔断保险丝、源输入端口、复用输出端口，如图3所示。两组源输入端口(两组源输入端口各包含正负两端，共四个端口，这四个端口通过导线分别连接到27V电源正负两端、电阻测量主板的电流输出端口正负两端)经过固态继电器、电流采样模块输入到功率继电器矩阵，该板卡根据上位机指令将两组源输入端口(分别连接27V电源正负两端、电阻测量主板的电流输出端口正负两端)经由功率继电器矩阵任意分配到一个或多个复用输出端口上(总共16个复用输出端口，每个复用输出端口包含一个快速熔断保险丝)，再由专用航插转接线输出到加力箱的继电器线圈(由27V线圈电源提供)或触点(由电阻测量主板的电流源提供)上。

测量通道输入复用板卡由STM32主控芯片、电流采样模块、信号继电器矩阵、自恢复保险丝、复用输入端口、信号输出端口组成，如图4所示。加力箱的各个继电器触点电压信号经专用航插转接线输入到复用输入端口(总共64个复用输入端口)上，输入复用板卡根据上位机指令，选择两个复用输入端口(分别作为正、负信号)通过信号继电器矩阵分配到信号输出端口(包括正、负信号)，信号输出端口接电流采样模块输入端，电流采样模块输出端接自恢复保险丝，信号输出端口通过导线连接到电阻测量主板的电压采样端口。

加力箱专用航插转换线是为指定型号加力箱定制的测试线，其一端连接到测量通道输入/输出复用板卡上，如上所述，另一端连接对应型号的加力箱。加力箱专用航插转换线可实现四线制测量。

手动测量线(图中未示出)为一个标准的四线制测试线，一端连接到测量通道输入/输出复用板卡上，另一端为一对开尔文测试夹，可单独提供手动测量功能。

本实用新型具有以下优点：

(1)可自动对飞机加力箱进行检测，并且可以对加力箱中串联二极管的触点回路进行测试，极大降低了加力箱检测的复杂度和时间成本，提高检测的准确性；

(2)该测试系统具有便携性，可在现场没有电源的情况下进行检测，而无需将加力箱拆下送到实验室进行测试。

Claims (7)

1.一种飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，其特征在于，该装置包括：电池及电源、上位机、27V线圈电源、电阻测量主板、测量通道输出复用板卡、测量通道输入复用板卡、加力箱专用航插转换线，其中：

电池及电源用于给飞机加力箱检测装置内的所有单元供电；

上位机具有RS485接口、LVDS显示屏接口、四线电阻触摸屏接口、USB接口；上位机通过四线电阻触摸屏接口和LVDS显示屏接口接触摸屏；RS485接口连接到电阻测量主板、测量通道输入复用板卡、测量通道输出复用板卡；四线电阻触摸屏接口与触摸屏连接，获取用户触摸触摸屏的位置；

27V线圈电源将电池及电源输入的直流电压升压至27V直流电压，给加力箱内的继电器线圈供电；

电阻测量主板将可调电流输出至待测负载；或者，电阻测量主板将恒定电流输出至待测负载；待测电阻输出端连接至电阻测量主板的电压采样端口；

测量通道输出复用板卡接27V电源、电阻测量主板的电流输出端口，测量通道输出复用板卡根据上位机指令，将27V电源正负两端、电阻测量主板的电流输出端口正负两端共四个端口经由专用航插转接线输出到加力箱的继电器线圈或触点上；

加力箱的各个继电器触点电压信号经专用航插转接线输入至测量通道输入复用板卡，测量通道输入复用板卡根据上位机指令，将来自加力箱的触点两端的电压信号输出至电阻测量主板的电压采样端口的正负两端；

加力箱专用航插转换线是为指定型号加力箱定制的测试线，其一端连接到测量通道输入/输出复用板卡上，另一端连接对应型号的加力箱。

2.如权利要求1所述的飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，其特征在于，27V线圈电源为隔离式直流-直流变换器，采用反激式开关电源结构实现。

3.如权利要求1所述的飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，其特征在于，电阻测量主板包括STM32主控芯片、数控电压源、数控恒流源、量程切换电路、标准采样电阻、同步A/D转换器、电压采样端口、电流输出端口；STM32主控芯片控制数控电压源、数控恒流源、量程切换电路，数控电压源对电池及电源提供的输入电压进行降压，并供给数控恒流源，该电压决定数控恒流源输出开路时的电压；数控恒流源输出的可调电流经量程切换电路、电流输出端口至待测负载；量程切换电路将数控恒流源电流直接输出、或者串联一个电阻后输出至电流输出端口，继而输出至待测负载；直接输出时测量较小待测电阻，串联电阻后测量较大待测电阻；标准采样电阻将数控恒流源经由量程切换电路输出的电流转换成电压输入到同步A/D转换器；待测电阻输入端流入同样由量程切换电路输出的电流，输出端连接至电压采样端口，继而连接到同步A/D转换器，同步A/D转换器将电压采样端口采样得到的模拟电压转换为数字信号后输入STM32主控芯片。

4.如权利要求3所述的飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，其特征在于，数控电压源将电池及电源提供的输入电压降压至0.6～1.8V可调电压供给数控恒流源，数控恒流源输出0.1～10A可调电流经由量程切换电路、电流输出端口至待测负载；量程切换电路串联一个200Ω标准电阻或阻值较大的其他电阻。

5.如权利要求1所述的飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，其特征在于，测量通道输出复用板卡包括STM32主控芯片、固态继电器SSR、电流采样模块、功率继电器矩阵、快速熔断保险丝、源输入端口、复用输出端口；两组源输入端口各包含正负两端，共四个端口，这四个端口通过导线分别连接到27V电源正负两端、电阻测量主板的电流输出端口正负两端；两组源输入端口经过固态继电器、电流采样模块输入到功率继电器矩阵，测量通道输出复用板卡根据上位机指令将两组源输入端口经由功率继电器矩阵任意分配到一个或多个复用输出端口上，再由专用航插转接线输出到加力箱的继电器线圈或触点上。

6.如权利要求1所述的飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，其特征在于，测量通道输入复用板卡由STM32主控芯片、电流采样模块、信号继电器矩阵、自恢复保险丝、复用输入端口、信号输出端口组成；加力箱的各个继电器触点电压信号经专用航插转接线输入到复用输入端口上，测量通道输入复用板卡根据上位机指令，选择两个复用输入端口分别作为正、负信号，将这两个复用输入端口通过信号继电器矩阵分配到信号输出端口，信号输出端口接电流采样模块输入端，电流采样模块输出端接自恢复保险丝，信号输出端口通过导线连接到电阻测量主板的电压采样端口。

7.如权利要求1所述的飞机加力箱控制回路可靠性原位快速检测装置，其特征在于，该装置还包括手动测量线，手动测量线为标准的四线制测试线，一端连接到测量通道输入/输出复用板卡上，另一端为一对开尔文测试夹。

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