一种基于树型通道扩展的电缆网测试仪的制作方法
【专利摘要】本发明属于测控【技术领域】，具体涉及一种基于树型通道扩展的电缆网测试仪，目的是提供一种能够实现测试电流最大为100mA，测试通道为12800路，测试效率高、精度高的基于树型通道扩展的电缆网测试仪。包括控制处理模块、通道扩展模块、绝缘测试模块和导通测试模块；控制处理模块与外部上位机进行通讯，实现对整个电缆网测试仪的工作时序进行控制；选择被测电缆的测试通道；绝缘测试模块实现对被测电缆的绝缘测试；导通测试模块在控制处理模块控制信号的控制下，实现对被测电缆的导通测试。本发明采用采用模块化设计，其中通道扩展模块基于树型网络结构，具有较强的扩展性，能够实现测试电流最大为100mA，测试通道为12800路。
【专利说明】一种基于树型通道扩展的电缆网测试仪【技术领域】
[0001]本发明属于测控【技术领域】，具体涉及一种基于树型通道扩展的电缆网测试仪。
【背景技术】
[0002]电缆网测试一直是一项繁重、耗时的工作，传统的测试方法:用摇表测试绝缘、用万用表测试导通，测试速度慢，而且容易产生重复测试、漏测、测试不到等问题，针对大型电缆网络如武器、运载火箭等型号的大规模电缆网络其芯点多达上万点，而普通的电缆网测试仪所包含的测试通道不能满足测试需求，这就需要对电缆网测试仪的通道进行扩展，满足电缆网检测要完全覆盖所有芯点的质量目标要求。而现有电缆网测试仪，如北京航天测控技术开发公司的PMD-CTI系列电缆测试仪提供耐压、导通、绝缘测试功能，但其测试通道点数为128点；诺典科技有限公司的DIT-MCO 2135型高性能电缆测试仪配置了 300个测试点，测试电流为2A。这些电缆网测试仪一般测试效率较低，对电缆的测试需要进行手动配置测试参数后才能进行测试；且测试电流较大，存在损坏电缆的风险；测试点少，不能满足多芯点大型电缆网的测试需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种能够实现测试电流最大为100mA，测试通道为12800路，测试效率高、精度高的基于树型通道扩展的电缆网测试仪。
[0004]本发明是这样实现的:
[0005]一种基于树型通道扩 展的电缆网测试仪，包括控制处理模块、通道扩展模块、绝缘测试模块和导通测试模块；控制处理模块与外部上位机进行通讯，实现对整个电缆网测试仪的工作时序进行控制；选择被测电缆的测试通道；绝缘测试模块实现对被测电缆的绝缘测试；导通测试模块在控制处理模块控制信号的控制下，实现对被测电缆的导通测试。
[0006]如上所述的控制处理模块与外部的上位机、绝缘测试模块、通道扩展模块和导通测试模块连接；控制处理模块接收来自上位机的控制命令，向绝缘测试模块发送绝缘测试控制信号，向通道扩展模块发送通道选择控制信号，向导通测试模块发送导通测试控制信号；控制处理模块接收来自绝缘测试模块和导通测试模块的测试结果，并把测试结果发送到上位机。
[0007]如上所述的控制处理模块选用CLICON LABS的高速混合信号ISP FLASH微控制器C8051F060 实现。
[0008]如上所述的通道扩展模块还与绝缘测试模块、导通测试模块和被测电缆连接，它接收来自控制处理模块的通道选择控制信号、来自绝缘测试模块的绝缘测试信号和来自导通测试模块的导通测试信号，选择被测电缆的测试通道，并将绝缘测试模块和导通测试模块的测试信号加载到被测电缆上；通道扩展模块还接收来自被测电缆返回的绝缘测试结果和导通测试结果，并将其分别发送给绝缘测试通道和导通测试通道。
[0009]如上所述的通道扩展模块包括单片机、接口扩展芯片82C55和继电器阵列；单片机通过控制信号端口、数据信号端口和片选端口分别与接口扩展芯片82C55的连接控制信号端口、数据信号端口和片选端口连接，接口扩展芯片82C55的行选信号端口和列选信号端口与继电器阵列连接。
[0010]如上所述的单片机的产生控制信号:控制信号:ctl、数据流信号:dat和片选信号:cs0?cs8，其中csO信号选中第一级接口扩展芯片82C55生成cxl_cx24共24个箱选信号；由此箱选信号选中第二级接口扩展芯片82C55生成CS9-CS200共192个接口卡选信号；最后卡选信号选中第三级接口扩展芯片82C55产生8位行选信号和16位列选信号，控制继电器阵列切换测试通道完成绝缘、导通测试功能。
[0011]如上所述的绝缘测试模块接收控制处理模块的绝缘测试控制信号，将绝缘测试信号传输至通道扩展模块，并处理通道扩展模块回传的绝缘测试结果发送给控制处理模块。
[0012]如上所述的绝缘测试模块由IOOV稳压二极管1N5378B实现。
[0013]如上所述的导通测试模块接收来自控制处理模块的导通测试控制信号，将导通测试信号发放给到通道扩展模块，并处理通道扩展模块回传的采集电压，送控制处理模块。
[0014]如上所述的导通测试模块的恒流源电路由功率MOSFET IRFP460和运算放大器AD820。
[0015]本发明的有益效果是:
[0016]本发明采用采用模块化设计，其中通道扩展模块基于树型网络结构，具有较强的扩展性。每64路为一块卡，最大可扩展12800路通道，因此在应用中，可根据任务实际测试需求，扩展测试回路数，降低测试成本，模块化设计结构极大地增强了测试仪的通用性，使其可以满足更多的应用。
[0017]本发明采用了绝缘测试模块，使测试仪测试准确度极大的提高，其中绝缘测试采用“两次测试”方式，消除100V自身带来的误差，极大地提高了测试精度。
[0018]本发明采用了导通测试模块，使测试仪安全性能高，导通测试模块中采用IuA?IOOmA测试电流，该模块设计了自动换挡功能，由低到高增加测试电流，可防止电流过大烧坏电缆；另外低阻测试采用瞬时测试，加载电流时间小于100ms，可有效防止被测线路过热问题，更好的保护被测电缆不被破坏。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1本发明的一种基于树型通道扩展的电缆网测试仪的结构原理图；
[0020]图2本发明的通道扩展模块的树型网络结构示意图；
[0021]图3本发明的通道扩展模块的继电器控制电路。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本发明的基于树型通道扩展的电缆网测试仪进行介绍:
[0023]如图1所示，一种基于树型通道扩展的电缆网测试仪，包括控制处理模块、通道扩展模块、绝缘测试模块和导通测试模块。
[0024]其中，控制处理模块与外部的上位机、绝缘测试模块、通道扩展模块和导通测试模块连接。控制处理模块与外部上位机进行通讯，实现对整个电缆网测试仪的工作时序进行控制。它接收来自上位机的控制命令，向绝缘测试模块发送绝缘测试控制信号，向通道扩展模块发送通道选择控制信号，向导通测试模块发送导通测试控制信号。它接收来自绝缘测试模块和导通测试模块的测试结果，并把测试结果发送到上位机。
[0025]在本实施例中，控制处理模块选用CLICON LABS的高速混合信号ISP FLASH微控制器C8051F060结合现有技术实现。
[0026]通道扩展模块在控制处理模块控制信号的控制下，选择被测电缆的测试通道。通道扩展模块还与绝缘测试模块、导通测试模块和被测电缆连接，它接收来自控制处理模块的通道选择控制信号、来自绝缘测试模块的绝缘测试信号和来自导通测试模块的导通测试信号，选择被测电缆的测试通道，并将绝缘测试模块和导通测试模块的测试信号加载到被测电缆上。它还接收来自被测电缆返回的绝缘测试结果和导通测试结果，并将其分别发送给绝缘测试通道和导通测试通道。
[0027]在本实施例中，通道扩展模块由单片机、接口扩展芯片82C55和继电器阵列实现，具体实现方式如下:
[0028]单片机通过控制信号端口、数据信号端口和片选端口分别与接口扩展芯片82C55的连接控制信号端口、数据信号端口和片选端口连接，接口扩展芯片82C55的行选信号端口和列选信号端口与继电器阵列连接。如图2所示，单片机的产生控制信号:控制信号:ctl、数据流信号:dat和片选信号:cs0?cs8,其中csO信号选中第一级接口扩展芯片82C55生成cxl-cx24共24个箱选信号；由此箱选信号选中第二级接口扩展芯片82C55生成CS9-CS200共192个接口卡选信号；最后卡选信号选中第三级接口扩展芯片82C55产生8位行选信号(row)和16位列选信号(col)，控制继电器阵列(64通道)切换不同测试通道完成绝缘、导通测试功能。单片机、接口扩展芯片82C55和继电器阵列的引脚连接关系根据上述实现的功能结合现有技术选择。
[0029]如图3所示，继电器阵列是由64个通道组成的，每个通道包含2个继电器，图3中给出了 2个通道的继电器控制电路，通道I包含继电器Jl和J2，通道2包含继电器J3和J4。电路中行选信号rowl和列选信号coll共同作用选中继电器Jl作为测试通道，其中I+为绝缘测试中的电压正端或导通测试中电流正端；1 一为绝缘测试中的电压负端或导通测试中电流负端；V+为导通测试中电压采样正端'N 一为导通测试中电压采样负端。由Jl和J2共同作用使得通道I即可作为测试的上通道(Tdaol+)，也可作为测试的下通道(Tdaol —)，实现了 “两次测试”，其余通道选通测试原理可依此类推，最终完成通道切换控制功能。
[0030]绝缘测试模块在控制处理模块控制信号的控制下，实现对被测电缆的绝缘测试。它接收控制处理模块的绝缘测试控制信号，将绝缘测试信号传输至通道扩展模块，并处理通道扩展模块回传的绝缘测试结果发送给控制处理模块。在本实施例中，绝缘测试信号为DC IOOV绝缘测试电压，测试结果为被测电缆的采集电压。绝缘测试模块由IOOV稳压二极管1N5378B采用现有技术实现。
[0031]导通测试模块在控制处理模块控制信号的控制下，实现对被测电缆的导通测试。它接收来自控制处理模块的导通测试控制信号，将导通测试信号发放给到通道扩展模块，并处理通道扩展模块回传的采集电压，送控制处理模块。在本实施例中，导通测试信号为IuA?IOOmA直流测试电流，导通测试结果为被测电缆的采集电压。导通测试模块的恒流源电路由功率MOSFET IRFP460和运算放大器AD820采用现有技术制成。[0032]本发明采用采用模块化设计，其中通道扩展模块基于树型网络结构，具有较强的扩展性。每64路为一块卡，最大可扩展12800路通道，因此在应用中，可根据任务实际测试需求，扩展测试回路数，降低测试成本，模块化设计结构极大地增强了测试仪的通用性，使其可以满足更多的应用。
[0033]本发明采用了绝缘测试模块，使测试仪测试准确度极大的提高，其中绝缘测试采用“两次测试”方式，消除100V自身带来的误差，极大地提高了测试精度。
[0034]本发明采用了导通测试模块，使测试仪安全性能高，导通测试模块中采用IuA?IOOmA测试电流，该模块设计了自动换挡功能，由低到高增加测试电流，可防止电流过大烧坏电缆；另外低阻测试采用瞬时测试，加载电流时间小于100ms，可有效防止被测线路过热问题，更好的保护被测电缆不被破坏。
【权利要求】
1.一种基于树型通道扩展的电缆网测试仪，包括控制处理模块、通道扩展模块、绝缘测试模块和导通测试模块；控制处理模块与外部上位机进行通讯，实现对整个电缆网测试仪的工作时序进行控制；选择被测电缆的测试通道；绝缘测试模块实现对被测电缆的绝缘测试；导通测试模块在控制处理模块控制信号的控制下，实现对被测电缆的导通测试。
2.根据权利要求1所述的基于树型通道扩展的电缆网测试仪，其特征在于:所述的控制处理模块与外部的上位机、绝缘测试模块、通道扩展模块和导通测试模块连接；控制处理模块接收来自上位机的控制命令，向绝缘测试模块发送绝缘测试控制信号，向通道扩展模块发送通道选择控制信号，向导通测试模块发送导通测试控制信号；控制处理模块接收来自绝缘测试模块和导通测试模块的测试结果，并把测试结果发送到上位机。
3.根据权利要求2所述的基于树型通道扩展的电缆网测试仪，其特征在于:所述的控制处理模块选用CLICON LABS的高速混合信号ISP FLASH微控制器C8051F060实现。
4.根据权利要求1所述的基于树型通道扩展的电缆网测试仪，其特征在于:所述的通道扩展模块还与绝缘测试模块、导通测试模块和被测电缆连接，它接收来自控制处理模块的通道选择控制信号、来自绝缘测试模块的绝缘测试信号和来自导通测试模块的导通测试信号，选择被测电缆的测试通道，并将绝缘测试模块和导通测试模块的测试信号加载到被测电缆上；通道扩展模块还接收来自被测电缆返回的绝缘测试结果和导通测试结果，并将其分别发送给绝缘测试通道和导通测试通道。
5.根据权利要求4所述的基于树型通道扩展的电缆网测试仪，其特征在于:所述的通道扩展模块包括单片机、接口扩展芯片82C55和继电器阵列；单片机通过控制信号端口、数据信号端口和片选端口分别与接口扩展芯片82C55的连接控制信号端口、数据信号端口和片选端口连接，接口扩展芯片82C55的行选信号端口和列选信号端口与继电器阵列连接。
6.根据权利要求5所述的基于树型通道扩展的电缆网测试仪，其特征在于:所述的单片机的产生控制信号:控制信号:ctl、数据流信号:dat和片选信号:cs0?cs8，其中csO信号选中第一级接口扩展芯片82C55生成cxl-cx24共24个箱选信号；由此箱选信号选中第二级接口扩展芯片82C55生成CS9-CS200共192个接口卡选信号；最后卡选信号选中第三级接口扩展芯片82C55产生8位行选信号和16位列选信号，控制继电器阵列切换测试通道完成绝缘、导通测试功能。
7.根据权利要求1所述的基于树型通道扩展的电缆网测试仪，其特征在于:所述的绝缘测试模块接收控制处理模块的绝缘测试控制信号，将绝缘测试信号传输至通道扩展模块，并处理通道扩展模块回传的绝缘测试结果发送给控制处理模块。
8.根据权利要求1所述的基于树型通道扩展的电缆网测试仪，其特征在于:所述的绝缘测试模块由100V稳压二极管1N5378B实现。
9.根据权利要求1所述的基于树型通道扩展的电缆网测试仪，其特征在于:所述的导通测试模块接收来自控制处理模块的导通测试控制信号，将导通测试信号发放给到通道扩展模块，并处理通道扩展模块回传的采集电压，送控制处理模块。
10.根据权利要求1所述的基于树型通道扩展的电缆网测试仪，其特征在于:所述的导通测试模块的恒流源电路由功率MOSFET IRFP460和运算放大器AD820。
【文档编号】G01R31/02GK103698663SQ201210366654
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年9月28日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】孙德冲, 张正龙, 李建平, 张莉莉, 田婧, 蔡惠华 申请人:北京航天计量测试技术研究所, 中国运载火箭技术研究院