一种轨道交通电子产品自动化测试台的制作方法

本发明涉及轨道交通电子产品测试领域，尤其涉及一种轨道交通电子产品自动化测试台。

背景技术：

以传动控制单元（DCU）和列车运行监控装置（LKJ）为代表的轨道交通电子产品是列车的核心部件。轨道交通电子产品试验项目和试验方法各不相同，且信号类型较多，信号规格也不尽相同。目前电子产品的试验台位或试验工装大部分都是临时搭建和制作的，试验所需的仪器设备和接线较多，试验现场比较凌乱，对所需输入或输出信号需要通过人工逐一输入或检测，试验效率很低，且有一定的安全风险。目前存在单个产品的专用测试台，专门用于一种或者一类产品的测试，适用于技术人员研发调试用或者生产线产品的出厂检验。但对于轨道交通行业第三方试验室，每天需要进行不同类型的轨道交通电子产品的型式试验，单个产品的专用测试台难以满足轨道交通电子产品的试验需求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种通用性好、测试方便、测试效率高、成本低的轨道交通电子产品自动化测试台。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种轨道交通电子产品自动化测试台，包括：PXI系统、程控电源设备、函数发生器、信号路由及调理模块；

所述PXI系统用于控制所述电源设备、函数发生器及信号路由及调理模块，根据测试序列生成测试信号，并对被测设备进行检测、分析；

所述函数发生器用于产生函数信号；

所述电源设备用于为被测设备提供符合测试需求的电源；

所述信号路由及调理模块用于对所述测试信号、函数信号及电源进行调理、选通，并输出至被测设备。

作为本发明的进一步改进，所述PXI系统包括PXI控制器、示波器卡、电阻卡、多路复用器卡、串行通信卡、万用表和数字I/O卡。

作为本发明的进一步改进，所述程控电源设备包括第一直流电源、第二直流电源、精密电压电流源和信号电源；所述第一直流电源与所述PXI控制器连接；所述PXI系统通过所述PXI控制器控制所述第一直流电源；所述PXI系统通过所述串行通信卡分别控制所述第二直流电源、精密电压电流源和信号电源。作为本发明的进一步改进，所述信号电源为110V信号电源，所述第二直流电源为3通道直流电源。

作为本发明的进一步改进，所述信号路由及调理模块包括信号路由模块和信号调理模块；所述信号路由模块用于对所述函数发生器和所述示波器卡的信号进行切换；所述信号调理模块包括功率电源调理电路、速度信号调理电路、正弦信号放大调理电路和电缆识别调理电路；所述功率电源调理电路用于对所述程控电源设备的电源进行通断选择控制、正反极性切换和分时选通调理；所述速度信号调理电路用于对所述数字I/O卡的输出进行调理；所述正弦信号放大调理电路用于对所述函数发生器的输出信号进行放大调理；所述电缆识别调理电路用于对测试台的线缆进行识别。

作为本发明的进一步改进，所述速度信号调理电路包括多路调理通道，所述调理通道包括串联的DC-DC模块和光耦感应器；每路调理通道的DC-DC模块相互隔离。

作为本发明的进一步改进，所述PXI系统通过驱动模块管理各设备的底层驱动；通过运行引擎模块管理、执行测试序列；通过用户界面进行人机交互。

作为本发明的进一步改进，所述运行引擎模块中的测试序列与被测产品对应。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的测试台提供了针对不同产品进行测试所需要的测试用设备，可满足对不同类型的轨道交通电子产品的测试需求，无需要根据被被测电子产品临时搭建测试台，通用性好、使用方便、测试效率高、成本低。

2、本发明将针对不同被测电子产品的测试序列均封装在运行引擎模块，在测试过程中，只需要直接选择测试序列即可，自动化程度高，极大的提高了测试效率，降低了测试成本。

附图说明

图1为本发明具体实施例结构示意图。

图2为本发明具体实施例功率电源调理电路结构示意图。

图3为本发明具体实施例速度信号调理电路结构示意图。

图4为本发明具体实施例正弦信号放大调理电路结构示意图。

图5为本发明具体实施例测试台软件结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例的轨道交通电子产品自动化测试台，包括： PXI系统、程控电源设备、函数发生器、信号路由及调理模块；PXI系统用于控制电源设备、函数发生器及信号路由及调理模块，根据测试序列生成测试信号，并对被测设备进行检测、分析；函数发生器用于产生函数信号；电源设备用于为被测设备提供符合测试需求的电源；信号路由及调理模块用于对测试信号、函数信号及电源进行调理、选通，并输出至被测设备。在本实施例中，PXI系统与程控电源设备、函数发生器、信号路由及调理模块之间包括控制信号传递与测试信号传递两部分。控制信号传递方面，PXI系统通过控制信号分别控制电源设备、函数发生器及信号路由及调理模块。在测试信号传递方面，PXI系统、函数发生器和电源设备分别通过信号路由及调理模块与被测设备连接，将PXI系统根据测试序列产生的测试信号、函数发生器产生的函数信号、以及电源设备的供电电源进行调理、选通，输出至被测设备。同时，PXI系统通过信号路由与调理模块，或者直接接收被测设备的测试反馈信号，通过对测试反馈信号进行分析处理，完成对被测设备的测试。

在本实施例中，所述PXI系统包括PXI控制器、示波器卡、电阻卡、多路复用器卡、串行通信卡、万用表和数字I/O卡。PXI控制器、示波器卡、电阻卡、多路复用器卡、串行通信卡、万用表和数字I/O卡通过PXI总线连接。函数发生器通过总线与PXI控制器连接，该总线可是以LAN总线、LXI总线，之间还可包括交换路由设备。在本实施例中，多路复用器卡为多个，包括3个双端多路复用器卡和1个单端多路复用器卡。万用表为2个。在本实施例中，PXI系统配置有显示器及键盘、鼠标，通过PXI系统可实现对整个测试台的各设备进行控制。示波器卡用于实现两通道波形信号的实时测量。万用表实现两通道电压、电流、电阻等信号的测量。

电阻卡为高精度电阻卡，用来模拟Pt100信号，具有高电阻分辨率和高精度。多路复用器卡用于信号通道的切换。串行通讯卡用于与程控电源设备通讯。数字I\O卡用于输出6通道相位可调的速度脉冲信号，同时控制多路复用器卡和信号路由及调理模块，实现各种信号通路的切换。

在本实施例中，所述程控电源设备包括第一直流电源、第二直流电源、精密电压电流源和信号电源；所述PXI系统通过所述PXI控制器控制所述第一直流电源；所述PXI系统通过所述串行通信卡分别控制所述第二直流电源、精密电压电流源和信号电源。在本实施例中，PXI控制器的控制信号通过LAN总线，经交换设备，由LXI总线发送至第一直流电源，控制第一直流电源的工作状态。PXI系统通过串行通信卡，由RS232总线分别建立与第二直流电源、精密电压电流源和信号电源之间的通信，控制第二直流电源、精密电压电流源和信号电源的工作状态。第二直流电源为3通道直流电源。第一直流电源和第二直流电源的数量各为1个，精密电压电流源的数量为4个，信号电源的数量为2个，为110V信号电源。在本实施例中，还包括1台UPS电源，用于对测试台的不间断供电。

在本实施例中，所述信号路由及调理模块包括信号路由模块和信号调理模块；所述信号路由模块用于对所述函数发生器和所述示波器卡的信号进行切换；所述信号调理模块包括功率电源调理电路、速度信号调理电路、正弦信号放大调理电路和电缆识别调理电路；所述功率电源调理电路用于对所述程控电源设备的电源进行通断选择控制、正反极性切换和分时选通调理；所述速度信号调理电路用于对所述数字I/O卡的输出进行调理；所述正弦信号放大调理电路用于对所述函数发生器的输出信号进行放大调理；所述电缆识别调理电路用于对测试台的线缆进行识别。

在本实施例中，信号路由模块由多块多路复用开关卡，函数发生器、示波器卡及被测设备的各种数字信号、模拟信号及电阻信号通过多路复用开关卡进行切换。程控电源设备还设置有独立的继电器，以实现对程控电源的独立控制，并防止电源反接。

如图2所示，在本实施例中，功率电源调理电路对输入的110V功率电源，通过RL1和RL2两路功率继电器实现通、断选择，再通过RL3和RL4两路功率继电器实现正反极性切换，再通过RL5和RL6两路功率继电器执行一路电源分时选通两路电源的调理。功率继电器为欧姆龙PCB安装的功率继电器G5LE，单刀双掷10A的主回路电流。

在本实施例中，所述速度信号调理电路包括多路调理通道，所述调理通道包括串联的DC-DC模块和光耦感应器；每路调理通道的DC-DC模块相互隔离。在测试中，一般需要测试台提供多路通道间隔离的方波信号，频率为0.25Hz~50KHz，高电平电压为10V~30V，低电平为0V~2V 的方波信号，并要求相位可调整。通过数字I/O卡可输出多路3.3V的数字信号，由于数字I\O卡的所有通道均可以通过时钟同步，因此可以满足相位调整的要求。而电压则需要通过速度信号调理电路实现。在本实施例中，该速度信号调理电路通过高速光耦感应器6N137实现，6N137的最高传输速率为10MBit/s，最大传输延迟100ns，输入电容60pf，可以满足该调理电路的要求。由于需要通道间延迟，因此光耦感应器的G端的供电需要输入电源经过隔离DC-DC 模块后分别供电。如图3所示，以4路调理通道为例进行说明，采用ADuM240E芯片U1实现4路隔离DC-DC，芯片U1的4路输出IO1_O、IO2_O、IO3_O、IO4_O分别连接光耦感应器U3、U4、U5和U6的G端，光耦感应器的S端作为输出端，D端和S端之间串连接一个电阻，阻值为1KΩ，S端同时通过一个100KΩ的电阻接地。当然，通道数量可根据需要设定，如6路调理通道、8路调理通道。

在测试中，一般需要测试台提供多路频率为0.25Hz~5kHz，幅值为0V~20V 的正弦波。而标准的函数发生器的输出为-10V~10V 电压范围，正弦信号放大调理电路则是对函数发生器的输出信号进行放大调理。如图4所示，本实施例中采用LM6172芯片的双通道高性能放大电路，转换速率为3000V/us，带宽为100MHz，最大供电电压36V。通过LM6172芯片对函数发生器的两路输出进行放大调理。

在本实施例中，由于信号路由及调理模块通过信号插头与被测电子产品连接，信号插头采用50个160芯欧插，为了防止差错线缆导致的系统故障，因此需要对每根线缆进行识别，并进行判断，如果差错线缆需要软件报错警告。电缆识别调理电路则是实现对线缆进行识别，防止错误插入。在本实施例中，电缆识别调理电路利用温度传感芯片18B20 实现，18B20 是单个IO 即可控制的芯片，利用每个芯片的ID 全球唯一的特征，可以很容易识别不同的线缆，18B20 的ID 读取通过PXI-7811R实现。

在本实施例中，所述PXI系统通过驱动模块管理各设备的底层驱动；通过运行引擎模块管理、执行测试序列；通过用户界面进行人机交互。所述运行引擎模块中的测试序列与被测产品对应。如图5所示，驱动模块采用LabView编写封装的驱动程序，实现对各设备的控制，运行引擎模块以TestStand序列管理软件为核心，针对每个被测产品的测试，均分成若干个测试步骤，对于每个测试步骤，运行引擎模块中通过相应的测试序列与之对应，同时，测试序列与实现该测试序列所需要调用的驱动程序进行关联，在对某个产品进行某项测试时，只需要选择与该产品的该测试对应的测试序列，设置仪器设备参数及输入输出通道，即可实现整个测试过程的程序控制。运行引擎模块包括有测试序列及对测试结果进行分析的数据库，数据文件，报表文件等。用户界面模块用于提供人机交互接口，选择相应的测试序列，设置相应的测试参数，启动测试程序，显示、控制测试过程，并在测试结束后输出测试结果。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。