专利名称：一种应用于星载配电类单机的通用测试设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种星载配电类单机通用测试设备，具体说，涉及到的是一种适用于卫星配电类单机测试需求的单机通用测试设备，可应用于指令配电器、热控控制箱、火工品控制等单机的功能和电性能测试。
背景技术：
配电类单机作为供配电系统的核心控制单元，是卫星平台的重要组成部分，主要实现卫星中电单机开关机控制、火工品控制、加热器控制等功能。由于不同卫星型号中的供配电需求各不相同，各型号的配电类单机在接口数量上存在较大差异。为了满足特定单 机的测试需求，早期配电类单机的测试方案主要采用一台单机对应一套专用测试设备的方式。随着卫星型号任务的不断增多，这种一台单机一套专用测试设备的弊端逐渐显露出来(I)每台设备只能应用于特定单机，利用率非常低。(2)每台设备针对新的需求进行研制，研制周期长，(3)设备研制工作量随着单机研制需求线性增加，无法压缩。虽然各型号配电类单机在接口数量上存在较大差异，但是在接口类型上却存在共性。比如某型号卫星的指令配电器包括68路单机供配电控制、90路加热器控制，火工品控制器包括22路火工品控制，而另一型号卫星将上述功能合并在一个单机内，包括23路单机供配电控制、42路加热器控制和8路火工品控制。因此，若能制定一个覆盖所有典型配电类单机测试需求的测试方案，研制一套配电类单机通用测试设备，则不仅可以提高测试设备的利用率、缩短研制周期，同时可以实现配电类单机测试手段的规范化和标准化。
发明内容
本发明针对背景技术中的不足，提供一种应用于星载配电类单机的通用测试设备，覆盖卫星配电类单机的典型测试需求，可实现对典型配电类单机的输入信号模拟和输出信号检测，从而实现对配电类单机功能和电性能的通用化测试。为实现上述目的，本发明所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，包括输入信号模拟模块，该模块主要实现输入信号模拟功能，包括模拟供电输入、模拟指令控制、模拟分离信号锁定、模拟行程开关控制、模拟分离插头控制；单机输出信号检测模块，该模块主要实现单机输出信号检测功能，包括单机遥测信号检测、单机供电输出检测、单机触点状态检测；所述输入信号模拟模块、单机输出信号检测模块均连接计算机以及单机。所述输入信号模拟模块，其中模拟供电输入实现如下测试设备向单机供电使用直流稳压电源，通过测试设备设置的前面板手动开关控制后送单机，同时通过测试设备设置的前面板电压表头进行实时监视。测试设备共设置5路独立的单机供电控制通路，满足各型号配电类单机供电需求。所述输入信号模拟模块，其中模拟指令控制实现如下测试设备模拟星上向单机发出28V、80ms (或160ms)的脉冲指令。设计采用8路控制输出端口，进行8-256译码，最多可实现256路指令控制。输出使用莫托洛拉的达林顿晶体管阵列MC1413，但一部分控制通路用作测试设备内部控制指令和备份指令，剩余120路作为指令控制。所述输入信号模拟模块，其中模拟分离信号锁定实现如下测试设备向单机提供一路IOV电平控制信号。测试设备的解决方案与指令控制类似，但是采用磁保持继电器，维持电平控制信号。所述输入信号模拟模块，其中模拟行程开关控制实现如下测试设备向单机提供
模拟星上继电器动作和继电器的触点遥测信号；测试设备使用2个小继电器并联方式，模仿一个行程开关；在测试设备内部，这4个行程开关的控制通路是互相独立的。为了实现灵活控制，采用磁保持继电器，维持电平控制信号。根据测试需求，共设计了 12路行程开关控制电路。所述输入信号模拟模块，其中模拟分离插头控制实现如下测试设备向单机提供模拟星上继电器动作和继电器的触点遥测信号。但是只需要模拟2副触点的继电器。根据测试需求，共设计了 12路模拟分离插头控制电路。所述单机输出信号检测模块，其中单机遥测信号检测实现如下单机的遥测信号幅值都在0-5V之间，遥测信号通过译码选通电路连接到计算机上一个电压检测端口，采用软件循检方式，可实现130路遥测信号检测。所述单机输出信号检测模块，其中单机供电输出检测实现如下在电压检测的前端加电阻分压电路，单机输出通路通过译码选通电路连接到计算机上一个电压检测端口，采用软件循检方式，可实现130路遥测信号检测。所述单机输出信号检测模块，其中单机触点信号检测实现如下测试设备采用触点并接电阻后加12V电压的方式，测试触点间电压来验证触点的开合情况。触点打开时，检测电压由分压电阻决定；触点闭合时，检测电压为0V。通过软件控制，可实现130路触点信号的检测。本发明通过对典型配电类单机测试需求进行分析，总结了可覆盖这些测试需求的功能项目，并针对每个项目设计了阵列式的通用测试接口，以满足不同单机的接口类型和接口数量要求，实现对配电类单机功能、性能测试的全覆盖，通过测试设备的数据库管理软件建立通用设备与特定单机间的对应测试关系，最终达到对配电类单机的通用化测试的目的。本发明为星载配电类单机提供了通用测试手段，解决了以往一台单机对应一套专用测试设备的重复开发问题，降低了设备开发成本，缩短了设备开发周期。
图I为本发明原理框图；图2为本发明指令控制原理框图；图3为本发明分离信号锁定原理框图4为本发明行程开关控制原理框图；图5为本发明分离插头控制原理框图；图6为本发明遥测信号检测原理框图；图7为本发明供电输出检测原理框图；图8为本发明触点信号检测原理框图；图9为本发明综合检测原理框图；图10为本发明测试流程图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。星载配电类单机通用测试设备原理框图如图I所示，包括输入信号模拟模块，该模块主要实现输入信号模拟功能，包括模拟供电输入、模拟指令控制、模拟分离信号锁定、模拟行程开关控制、模拟分离插头控制；单机输出信号检测模块，该模块主要实现单机输出信号检测功能，包括单机遥测信号检测、单机供电输出检测、单机触点状态检测；所述输入信号模拟模块、单机输出信号检测模块均连接计算机以及单机。具体的，本实施例中主要输入信号模拟项目包括I)模拟供电输入(5路) 2)模拟指令控制(120路)3)模拟分离信号锁定(I路)4)模拟行程开关控制(12路)5)模拟分离插头控制(12路)主要输出信号检测项目包括I)单机遥测信号检测(130路)2)单机供电输出检测(130路)3)单机触点状态检测(130路)下面针对不同功能，对实施方式进行说明。(I)模拟供电输入测试设备向单机供电使用直流稳压电源，通过设备前面板手动开关控制后送单机。同时送面板电压表头进行实时监视。设备共设置5路独立的单机供电控制通路，满足各型号配电类单机供电需求。(2)模拟指令控制测试设备模拟星上向单机发出28V、80ms (或160ms)的脉冲指令。设计采用8路控制输出端口，进行8-256译码，最多可实现256路指令控制。输出使用莫托洛拉的达林顿晶体管阵列MC1413 (V0UT=60V、I0UT=250mA)，但一部分控制通路用作测试设备内部控制指令和备份指令，剩余120路作为指令控制。原理框图见图2。( 3 )模拟分离信号锁定分离信号锁定要求测试设备向单机提供一路IOV电平控制信号。测试设备的解决方案与指令控制类似，但是采用磁保持继电器，维持电平控制信号。原理框图见图3。(4)模拟行程开关控制行程开关控制要求测试设备向单机提供模拟星上继电器动作和继电器的触点遥测信号。测试设备使用2个小继电器并联方式，模仿一个行程开关。在测试设备内部，这4个行程开关的控制通路是互相独立的，可以通过外部电缆连接，形成不同的组合，适应不同测试需求。为了实现灵活控制，采用磁保持继电器，维持电平控制信号。根据测试需求，共设计了 12路行程开关控制电路，原理框图见图4。(5)模拟分离插头控制分离插头控制和模拟分离控制也需要测试设备向单机提供模拟星上继电器动作和继电器的触点遥测信号。但是只需要模拟2副触点的继电器，原理框图见图5。根据测试需求，共设计了 12路模拟分离插头控制电路。
(6)单机遥测信号检测单机的遥测信号幅值都在0-5V之间，因此遥测信号通过译码选通后可以直接与计算机的A/D检测端口连接。遥测信号通过译码选通电路连接到计算机上一个电压检测端口，采用软件循检方式，可实现130路遥测信号检测。原理框图见图6。( 7 )单机供电输出检测单机供电输出检测的原理与遥测检测相同。因为单机输出电压在22-42V之间，超出了计算机数据采集卡的测量范围，需要在电压检测的前端加电阻分压电路。单机输出通路通过译码选通电路连接到计算机上一个电压检测端口，采用软件循检方式，可实现130路遥测信号检测。原理框图见图7。(8)单机触点信号检测触点检测要求测试设备检测单机内某继电器一副触点的开合情况。因为该测试通路相对单机其他部分是完全独立的，对其进行有源处理不会影响单机其他内容。测试设备采用触点并接电阻后加12V电压的方式，测试触点间电压来验证触点的开合情况。触点打开时，检测电压由分压电阻决定；触点闭合时，检测电压为0V。通过软件控制，可实现130路触点信号的检测。原理框图见图8。实际上，单机输出检测、触点检测、遥测检测的检测原理都是一样的，可以把它们综合成一个检测网络。为了防止继电器出现故障，导致2个检测点短路，把分压电阻放在继电器前端，如图9。(9)数据库管理本发明在硬件电路上尽可能满足了配电类单机的测试接口通用化需求。为了能够适应不同单机的个性化测试，可以开发通用测试设备软件。测试软件将提供一个测试方案定制功能。初次使用测试设备的单机设计师可以根据自身需要来定义测试设备上各种端口，以及控制通路和测量通路之间的关系。这个新定制的关系以数据库文件形式保存在计算机里，以后使用时只需要打开对应单机的关系文件，即可实现通用设备的个性化测试功能。设备测试流程如图10。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。
权利要求
1.一种应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于包括 输入信号模拟模块，该模块主要实现输入信号模拟功能，包括模拟供电输入、模拟指令控制、模拟分离信号锁定、模拟行程开关控制、模拟分离插头控制； 单机输出信号检测模块，该模块主要实现单机输出信号检测功能，包括单机遥测信号检测、单机供电输出检测、单机触点状态检测； 所述输入信号模拟模块、单机输出信号检测模块均连接计算机以及单机。
2.根据权利要求I所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于所述输入信号模拟模块，其中模拟供电输入实现如下测试设备向单机供电使用直流稳压电源，通过测试设备设置的前面板手动开关控制后送单机，同时通过测试设备设置的前面板电压表头进行实时监视；测试设备共设置5路独立的单机供电控制通路，满足各型号配电类单机供电需求。
3.根据权利要求I所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于所述输入信号模拟模块，其中模拟指令控制实现如下测试设备模拟星上向单机发出28V、80ms或160ms的脉冲指令，设计采用8路控制输出端口，进行8-256译码，最多可实现256路指令控制；输出使用莫托洛拉的达林顿晶体管阵列MC1413，但一部分控制通路用作测试设备内部控制指令和备份指令，剩余120路作为指令控制。
4.根据权利要求I所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于所述输入信号模拟模块，其中模拟分离信号锁定实现如下测试设备向单机提供一路IOV电平控制信号，采用磁保持继电器维持电平控制信号。
5.根据权利要求I所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于所述输入信号模拟模块，其中模拟行程开关控制实现如下测试设备向单机提供模拟星上继电器动作和继电器的触点遥测信号；测试设备使用2个小继电器并联方式，模仿一个行程开关；在测试设备内部，这4个行程开关的控制通路是互相独立的；采用磁保持继电器，维持电平控制信号；根据测试需求，共设计了 12路行程开关控制电路。
6.根据权利要求I所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于所述输入信号模拟模块，其中模拟分离插头控制实现如下测试设备向单机提供模拟星上继电器动作和继电器的触点遥测信号，但是只需要模拟2副触点的继电器；根据测试需求，共设计了 12路模拟分离插头控制电路。
7.根据权利要求I所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于所述单机输出信号检测模块，其中单机遥测信号检测实现如下单机的遥测信号幅值都在0-5V之间，遥测信号通过译码选通电路连接到计算机上一个电压检测端口，采用软件循检方式，可实现130路遥测信号检测。
8.根据权利要求I所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于所述单机输出信号检测模块，其中单机供电输出检测实现如下在电压检测的前端加电阻分压电路，单机输出通路通过译码选通电路连接到计算机上一个电压检测端口，采用软件循检方式，可实现130路遥测信号检测。
9.根据权利要求I所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于所述单机输出信号检测模块，其中单机触点信号检测实现如下测试设备采用触点并接电阻后加12V电压的方式，测试触点间电压来验证触点的开合情况；触点打开时，检测电压由分压电阻决定；触点闭合时，检测电压为OV ;通过软件控制，可实现130路触点信号的检测。
10.根据权利要求1-9任一项所述的应用于星载配电类单机的通用测试设备，其特征在于所述输入信号模拟模块、单机输出信号检测模块均对每个模拟或检测项目设计了阵列式的通用测试接口。
全文摘要
本发明涉及一种应用于星载配电类单机的通用测试设备，包括输入信号模拟模块，该模块主要实现输入信号模拟功能，包括模拟供电输入、模拟指令控制、模拟分离信号锁定、模拟行程开关控制、模拟分离插头控制；单机输出信号检测模块，该模块主要实现单机输出信号检测功能，包括单机遥测信号检测、单机供电输出检测、单机触点状态检测；所述输入信号模拟模块、单机输出信号检测模块均连接计算机以及单机。本发明为星载配电类单机提供了通用测试手段，解决了以往一台单机对应一套专用测试设备的重复开发问题，降低了设备开发成本，缩短了设备开发周期。
文档编号G05B23/02GK102707714SQ20121019982
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者冯帅, 张犁, 茅建民, 陈琼, 马彦涵 申请人:上海卫星工程研究所