基于PXI平台的控制组件测试设备的设计.pdf
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1、第 期 年 月机电元件 收稿日期:研 究 与 设 计基于 平台的控制组件测试设备的设计陈俊峰,崔勇,马胜林(桂林航天电子有限公司,广西桂林,;成都辰启电子科技有限公司,四川成都,;空军装备部驻成都地区军事代表局驻桂林地区军事代表室,广西桂林,)摘要:本文设计了一种基于 平台的控制组件综合参数测试设备,通过多种通信总线组合实现了控制组件产品功率触点控制和多参数测试。测试设备功能丰富、兼容性好、智能操作、便于扩展并支持二次开发,经测试验证,该控制组件综合测试设备能完成多种型号控制组件产品的功能和性能测试,提高了测试准确性和测试效率,满足设计要求。关键词:控制组件;参数测试;测试设备 :中图分类号:
2、文献标识码:文章编号:(),(,;,;,):,:,概述控制组件是一种以继电器或固体功率控制模块等电气或功率切换器件(电路)为基础,根据用户需求集成物理量(电流、电压、温度、湿度、加速度、压力等),实现供配电控制、时序与点火控制、检测与执行控制、总线通信及瞬态抑制等功能的模块化、组合化电气控制设备,公司研发的控制组件产品广泛应用于航空、航天、船舶、兵器等领域,如何全面、快速、可追溯的测试产品性能也迫在眉睫。年,公司基于 推出专为测试任务而优化的 平台,平台不但具备标准化、模块化、可扩展等技术优势 ,同时还能轻松地将硬件和软件集合在一起,并朝着小型化、大功率化、智能化和集成化方向发展,目前 平台已
3、成为各种测试设备的首选平台之一 。测试需求控制组件的测试参数包括不加电条件下的静态参数测试和加电条件下的动态参数测试。静态参数包括通断测试、二极管性能测试和电阻测试;动态参数包括供电特性测试、触点导通电阻测试、触点关断漏电流测试、过流保护测试、短路保护测试、通信总线测试等。为实现多品种、多型号控制组件产品的综合一体化测试,对自动测试设备提出了新要求:()设备资源裕度充足,在满足产品参数测试的同时留有测试裕量;()设备具有柔性和快速适应性,在短时间内适应新增产品的功能测试。静态测试()通道的通断测试、二极管性能测试、电阻测试;()测试通断和电阻测试精度:();()二极管测试:二极管极性测试,正向
4、导通时,给出二极管测量电压值。动态测试()产品触点供电:最大电压 ,最大电流 ,最大功率 。()导通电阻测试:通道;()漏电流测试:通道,测量范围包括 ,基本精度 ;()阻 性 负 载:,最 大 可 持 续 承 受 ,并行 通道,可单独设置每路的上电时序和通断时间;()偏置电压:组 ,每组 个接口,共通过 个接口引出,可单独控制每个输出接口的上电时序;()过流保护功能测试:输入电压 ,输入功率 ,输入电流 ,可切换给 通道使用;()多种通信总线:通道 总线、通道 总线、通道 总线、通道以太网、通道 总线接口。系统设计基于测试需求,设计了一种基于 平台的控制组件综合测试设备。平台是系统的核心,包
5、含通信模块(、)和 模块;通用仪器用来实现产品供电(电源和负载)和功能测试(万用表和示波器);平台和通用仪器的资源通过静态信号调理箱和动态信号调理箱完成功能的测试和通道的扩展,静态测试和动态测试配备不同的测试电缆。控制组件综合测试设备架构如图 所示。图 控制组件综合测试设备架构 硬件设计在充分考虑设备稳定性和适应性的基础上,明确了控制组件综合测试设备的标准模块和仪器选型,具体见表 。表 标准硬件选型表序号名称型号厂家数量指标 机箱 自研 槽 控制器 自研 处理器 串口模块 自研 第 期陈俊峰等:基于 平台的控制组件测试设备的设计 通信模块 自研 总线模块 自研 数字 模块 自研 偏置电源 是德
6、 负载电源 是德 电子负载 艾德克斯 万用表 泰克位半 示波器 泰克 采样率 静态调理箱静态参数由 位半万用表实现测试,设计了 通道多路开关,实现了 通道双线测试、四线测试和二极管测试,并能实现四线测试和两线测试切换。多路开关能实现接在万用表的 和 测试接口上任意 点之间的参数测试。为了节省 资源,设计了 扩展电路。如图 所示,万用表通过 和 两组开关扩展为 路输出,其中 实现测试点 接 或 以及测试点 接在 或 ,用来控制测试点是否连接万用表,这样可实现任意两点的正向或反向测试。图 静态测试原理静态测试属于扫描测试,分为 个模块,每个模块设计 通道静态测试,共计 通道,为了节省 资源,设计两
7、级译码电路。第一级为 组共 个 译码器 ,共计 通道,每组个 译码器有 通道,其中一组控制 ,即 ,一组控制 ,即 ;第 二 级 为 个 译 码 器 ,共计 通道,第二级的信号作为第一级的片选信号,片选信号的作用是为了让 译码器输出全部为高,这样能保证每组 通道信号中只有 个低电平,而这个低电平控制继电器动作,这一组需要 个点同时接入万用表,因此设计了“与门”电路,第一组控制信号 控制 的同时和控制 的信号 做“与”计算,而控制 的信号 只控制 ,即实现测试点接 时自动打开对应 的接入开关,而接 的测试点需要控制对应的 开关闭合,从而实现两个点接入到万用表。动态调理箱动态信号调理主要完成 通道
8、偏置电源扩展和 通道的动态负载回路切换功能。通道偏置电源扩展采用 个双 沟道 管 ,驱动采用 控制隔离电源模块 驱动,当 为低电平时,无输出,偏置电源输出,至 截止;当 为高电平时,输出 ,由于 的 和 的 脚和 脚直连,那么 的 脚和 脚相对与 脚和 脚的电位为 ,使得 内的两个 管都导通,即 至 导通。图 偏置电源开关控制原理图机 电 元 件 年对于 通道的动态负载回路切换,被测控制组件过载时间等参数测试时最大负载电流在 左右,由于固态功率开关具有漏电流特性,因此设备采用了机械触点形式的大功率直流接触器实现多路开关切换。被测控制组件的触点有共正型和共负型,还要考虑两种类型的接法。本方案通过
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