检测卫星电源控制系统接口阻抗的测量系统及检测方法与流程

本发明涉及航天卫星电源设备的接口测试技术领域，特别涉及一种快速检测卫星电源控制系统接口阻抗的测试系统及检测方法。

背景技术：

卫星电源控制系统接口阻抗是电源控制系统安全运行的重要技术指标。卫星电源控制系统接口阻抗测量及其接口状态的确认是电源控制系统上电前的必要环节，人为测量及记录会引入不可控风险。因此，降低人为测量引起的电源控制系统上电前系统状态的不确定性以及提高阻抗测量的准确性，需要一种可代替人工测量并可靠记录的测量系统，本系统正是基于这一需求而提出。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种快速检测卫星电源控制系统接口阻抗的测量系统及检测方法。通过对电源控制系统接口阻抗进行测量，记录该电源控制系统接口阻抗值，对该电源控制系统接口阻抗是否满足阻抗要求进行判断，并通过上述判断结果确认该电源控制系统上电前的系统状态，实现取代人工测量，避免继电器触点以及回路接插件引入的接触电阻误差，得到可靠的端子接口间阻抗测试值，为卫星电源控制系统测试提供可靠的阻抗测试值，并确认电源控制系统上电前系统的状态的目的。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种检测卫星电源控制系统接口阻抗的测量系统，包含：测试控制器，分别与所述测试控制器连接的计算机、配电装置、阻抗测量器和开关矩阵，所述开关矩阵和阻抗测量器分别还与待测电源控制系统接口连接；所述配电装置还与计算机以及开关矩阵连接，其为所述测量系统供电；所述开关矩阵包含多对开关单元，每对开关单元中的第一开关单元对应连接在待测电源控制系统接口的一个端子与配电装置之间，第二开关单元对应连接在该端子与大地之间；当对待测电源控制系统接口的任意两个端子之间的阻抗进行测量时，

所述测试控制器用以根据所述计算机输出的测试信号控制所述配电装置、阻抗测量器和开关矩阵；其中，所述测试控制器控制一个待测端子的第一开关单元闭合，则另一个待测端子的第二开关单元闭合；或者，控制一个待测端子的第二开关单元闭合，则另一个待测端子的第一开关单元闭合，所述配电装置开启以传送测试电源电流至待测的两个端子；所述阻抗测量器测量待测的两个端子间的电压值并计算待测的两个端子间的阻抗值，并将得到的阻抗值与待测的两个端子的端子号向所述计算机反馈。

优选地，所述配电装置进一步包含一直流恒流源和一电源开关，所述直流恒流源通过所述电源开关与开关矩阵连接，为测试系统提供测量电流。

优选地，所述阻抗测量器设有一测量开关，其通过所述测量开关与待测的两个端子进行并联，以测量待测的两个端子之间的电压。

优选地，所述测试控制器分别通过开关控制信号、电源开关控制信号和测量开关控制信号控制该开关矩阵、该电源开关与该测量开关。

优选地，所述测试控制器通过执行一测试程序产生所述开关控制信号、电源开关控制信号和测量开关控制信号。

优选地，所述阻抗测量器通过以下算式对待测的两个端子之间的阻抗进行计算：

被测的两个端子间阻抗值r：

其中，k为系统性电阻，v为测得的两个端子间电压值，i为直流恒流电流源的输出电流，i＝c，c为固定值。

一种基于上文所述的检测卫星电源控制系统接口阻抗的测量系统的检测方法，包含以下过程：当对待测电源控制系统接口的任意两个端子之间的阻抗进行测量时，所述测试控制器用以根据所述计算机输出的测试信号控制所述配电装置、阻抗测量器和开关矩阵。

其中，所述测试控制器控制一个被测端子的第一开关单元闭合，则控制另一个被测端子的第二开关单元闭合；或者，控制一个被测端子的第二开关单元闭合，则另一个被测端子的第一开关单元闭合。

闭合电源开关，测试电源电流传输至被测的两个端子；闭合测量开关，测量被测的两个端子间的电压值并计算被测的两个端子间的阻抗值，并将得到的阻抗值与被测的两个端子的端子号向所述计算机反馈。

所述计算机接收并存储测量阻抗值以及对应的端子号，并依次对接收的测量阻抗值进行判断，若两个端子间的阻抗值＞对应设定的阻抗基准值，则允许卫星电源控制系统上电；若≤设定的阻抗基准值，则出现报错信息，不允许卫星电源控制系统上电。

优选地，所述阻抗测量器通过以下算式对待测的两个端子之间的阻抗进行计算：

被测的两个端子间阻抗值r：

其中，k为系统性电阻，v为测得的两个端子间电压值，i为直流恒流电流源的输出电流，i＝c，c为固定值。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

通过对电源控制系统接口阻抗进行测量，记录该电源控制系统接口阻抗值，对该电源控制系统接口阻抗是否满足阻抗要求进行判断，并通过上述判断结果确认该电源控制系统上电前的系统状态，具有取代人工测量，避免继电器触点以及回路接插件引入的接触电阻误差，得到可靠的端子接口间阻抗测试值，为卫星电源控制系统测试提供可靠的阻抗测试值，并确认电源控制系统上电前系统的状态的优点。

本测量系统适用于航天卫星电源控制系统接口阻抗测量及上电前控制系统故障识别。本系统可以实现替代人工测量并记录可靠测量结果，还可作为卫星电源控制系统上电前系统状态确认的有效方法。

附图说明

图1为本发明一种检测卫星电源控制系统接口阻抗的测量系统的原理图；

图2为本发明一种检测卫星电源控制系统接口阻抗的测量系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

图2是根据本发明一个实施例的一种检测卫星电源控制系统接口阻抗的测量系统的结构框图，如图2所示，该测量系统10包含：计算机101，配电装置102，测试控制器103，阻抗测量器104，开关矩阵105。该测量系统10可测量待测电源控制系统接口(卫星电源控制系统接口端子)20的阻抗值，并根据测量得到的阻抗值与预先设定的阻抗基准值进行对比，并判断该待测端子的阻抗值是否满足阻抗要求，即大于设定的阻抗基准值，并根据判断结果确定是否允许卫星电源控制系统上电。

所述配电装置102用于为该测量系统供电，在本实施例中，所述配电装置102设有220v电源插座，其通过232接口与计算机101连接，还与测试控制器103连接，为计算机101与测试控制器103供电。该配电装置102还设有12v直流恒流电源，其是精密电源，且本身具有过压保护和恒流输出的功能，且通过直流电源开关与待测电源控制系统接口20的端子连接；其为待测电源控制系统接口20提供测量电流。

上述计算机101分别通过开关控制信号、电源开关控制信号以及测量开关控制信号分别对应控制上述开关矩阵105与配电装置102中的直流电源开关与阻抗测量器104设有的测量开关。

所述测试控制器103接收来自计算机101的开关控制信号、电源开关控制信号以及测量开关控制信号，并生成相应的控制命令并根据各个控制命令对应控制配电装置102的直流电源开关以及开关矩阵105中的对应的开关单元以及阻抗测量器中的测量开关执行。

上述开关矩阵105中的多个开关单元各自对应与待测端子的引脚连接。

上述测试控制器103设有一继电器矩阵，其对应与开关矩阵中的开关单元连接，用于控制各个开关单元的开启或关闭。

在本实施例中，如图2所示，计算机101通过232接口与配电装置102连接；上述配电装置102接地，且通过以测试控制器103中的继电器矩阵中的继电器单元k1作为直流电源开关与开关矩阵105中的各个开关单元连接，为待测端子提供测量电流。

在本实施例中，所述待测电源控制系统接口20为型号为y65的接口，其设有65个端子，端子号的范围为j1～j65；

在本实施例中，继电器矩阵中设有130个继电器单元(k1～k130)。开关矩阵105中设有130个开关单元(s1～s130)；所述继电器单元k1用于控制开关单元s1的开启或关闭，以此类推，所述继电器单元k130用于控制开关单元s130的开启或关闭。

在本实施例中，继电器单元k1的一端与配电装置102中的直流电源连接，其另一端与开关单元s1、s3、s5、s7……s129的第一端连接，所述开关单元s1、s3、s5、s7……s129的第二端分别对应与待测电源控制系统接口20的端子j1～j65连接。

开关矩阵105中设有的开关单元s2、s4、s6、s8……s130的第一端分别接地，另一端分别与对应与待测电源控制系统接口20的端子j1～j65连接。

在本实施例中，当需要测试电源控制系统接口20中的任意两个端子之间的阻抗时，测试控制器103根据计算机101下达的测试指令，通过与两个端子相对应的继电器控制对应的两个开关单元闭合，之后电源开关闭合，然后测量开关闭合，当恒定电流流过两个端子的两端时，则阻抗测量器采集到上述两个端子之间的与阻抗成正比的电压值，则通过以下算式进行计算得到两个端子见的阻抗值。

v＝r×i(1)

考虑到测量系统的固有误差，则电压测试值v：

v＝(r+k)×i(2)

那么被测端子间阻抗值r：

其中，r为被测两端子间阻抗值，k为系统性电阻，v为测得两端子间电压值，i为恒流电流源的输出电流，i＝c，c为固定值。

所述阻抗测量器将得到的两个端子的阻抗值以及该两个端子号向计算机101反馈，上述计算机101根据接收的阻抗值与预先设定的阻抗基准值进行对比，并判断该待测端子的阻抗值是否满足阻抗要求，若大于设定的阻抗基准值，并则允许卫星电源控制系统上电。若小于等于设定的阻抗基准值，并则出现报错信息，不允许卫星电源控制系统上电。

另外，当测试控制器103闭合电源开关，且闭合测量开关，并依序闭合元件开关时，阻抗测量器可依序测量连接于其上的两个端子间的阻抗值。

在一些实施例中，所述测试控制器103通过执行一测试程序产生上述开关控制命令、电源开关控制命令与测量开关控制命令。

根据上文所述一种检测卫星电源控制系统接口阻抗的测量系统，以测量端子j1与端子j2之间的阻抗值为例讲述检测卫星电源控制系统接口阻抗的测量方法，其包含以下过程：通过计算机下达测试指令，测试控制器执行一测试程序，控制继电器闭合开关单元s1与s4，控制电源开关闭合，输出直流恒流电流,控制测量开关闭合，则阻抗测量器检测到端子j1到端子j2间的电压值，根据公式(3)得到j1到j2间的阻抗值。

控制继电器闭合开关单元s2与s3，控制电源开关闭合，输出直流恒流电流,控制测量开关闭合，则阻抗测量器检测到端子j2到端子j1间的电压值，根据公式(3)得到j2到j1间的阻抗值。

以此类推，选定一个连接在端子与电源之间的开关单元闭合时，可依次关闭除了连接在该端子与地之间的开关单元外的每一个连接在其他端子与地之间的开关单元，或者，选定一个连接在端子与大地之间的开关单元闭合时，可依次关闭除了连接在该端子与电源之间的开关单元外的每一个连接在其他端子与电源之间的开关单元。

之后依次对上述两个端子之间阻抗进行测量，上述阻抗测量器将得到的测量值与对应的两个端子的端子号反馈到计算机内，计算机进行存储，并依次对上述得到的阻抗值进行判断，若两个端子间的阻抗值大于对应设定的阻抗基准值，则允许卫星电源控制系统上电。若小于等于设定的阻抗基准值，则出现报错信息，不允许卫星电源控制系统上电。

综上所述，本申请采用恒流输出模式对接插件两端子电压进行测试，获得端子阻抗。系统精密电源本身具有过压保护和恒流输出功能，测试软件只需读取精密电源实际输出电压，通过阻抗公式可以获得阻抗值，减去了外部校准回路电流的阻抗误差即端子间阻抗值。

采用这种阻抗测试方法的优点是可以避免继电器触点以及回路接插件引入的接触电阻误差，从而得到可靠的端子间阻抗测试值，为卫星电源控制系统测试提供可靠的阻抗测试值，并可确认电源控制系统上电前系统的状态。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。