一种线缆配线自动检测系统的制作方法

本发明属于电气测试技术领域，尤其涉及一种线缆配线自动检测系统。

背景技术：

线缆是连接维系装备设备正常工作的重要组成部分，在航空、航天、兵器、船舶等军工制造、生产、维修以及交通、电力、通信等民用领域的电装加工生产、运营、维护过程中，需要对线缆配线进行检测。

装备设备的连接线缆通常由线缆和航插/接线端子组成，线缆航插/接线端子与被连接设备的输入输出接口航插/接线端子适配对接。为保证线缆配线的接线正确，需要进行配线检测。传统的检测方法是采用人工测量方法，检测人员用万用表电阻挡进行导通测试，将线缆导通的两端分别作好线号标识，然后进行线缆两端航插/接线端子的压接电装，检测的准确性往往受检测人员对线缆接线定义技术图纸的熟悉程度、检测线缆数量多少、长时间测试容易导致身心疲惫等因素影响，容易出现错误配线的风险，费时费力而且测试效率非常低。

随着线缆配线自动检测技术的日趋完善发展，提供线缆配线的实时监测控制，降低生产运行维护的成本是线缆配线系统工程管理的一种趋势。因此，提供一种配线检测装置以实现对线缆配线的自动检测，减少检测人员的工作强度，提高测试准确度以及测试效率是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种线缆配线自动检测系统，自动查找被测线芯另一端的连接点，以实现对线缆配线的自动检测匹配，能够提高配线检测的准确率和检测效率。

一种线缆配线自动检测系统，包括继电器开关矩阵、arm主控制器、程控恒流源、嵌入式控制器、单点探笔以及标准电阻r0，其中，所述arm主控制器包括恒流源激励控制电路、继电器切换电路、ad采集单元以及处理单元，且ad采集单元设有两个公共测试端com1和com2；

所述继电器开关矩阵包括两条以上的检测通道，每条检测通道包括一个上接点继电器，所有上接点继电器的常开触点的输出端均与公共测试端com1连接；被测线缆其中一端的每一根线芯分别连接一个检测通道，另一端与单点探笔连接，且单点探笔每次只连接一根线芯，同时，单点探笔的另一端通过标准电阻r0连接到公共测试端com2；

分别将各线芯作为待测线芯执行以下检测步骤，确定各线芯另一端连接的检测通道：用户将单点探笔与待测线芯连接，然后通过嵌入式控制器向继电器切换电路和恒流源激励控制电路发送使能指令，则继电器切换电路随机导通其中一个检测通道的上接点继电器，恒流源激励电路触发连接于公共测试端com1和com2之间的程控恒流源，使程控恒流源为当前被测回路提供电流，其中，当前被测回路由单点探笔、待测线芯、导通的上接点继电器、公共测试端com1、公共测试端com2以及标准电阻r0构成；同时，通过ad采集单元获取公共测试端com1和com2之间的电压和电流，处理单元根据公共测试端com1和com2之间的电压和电流计算当前被测回路对应的导通电阻，并判断所述导通电阻与标准电阻r0是否相同，若相同，则当前导通的上接点继电器所在的检测通道，为待测线芯的另一端连接的检测通道；若不相同，则导通另一个检测通道的上接点继电器，重新获取另一个被测回路的导通电阻，并判断其与标准电阻r0是否相同，直到确定待测线芯另一端连接的检测通道。

进一步地，确定待测线芯另一端连接的检测通道后，为当前待测线芯与其对应的检测通道赋予相同的编号。

进一步地，一种线缆配线自动检测系统，还包括显示器和扬声器，当获取待测芯线另一端连接的检测通道时，所述处理单元将待测线芯和检测通道的编号发送到嵌入式控制器，嵌入式控制器再通过显示器显示芯线的配对信息，同时通过扬声器播报芯线的配对信息。

进一步地，每条检测通道还包括一个下接点继电器，且同属一个检测通道的上接点继电器和下接点继电器的常开触点的输入端并联，所有下接点继电器的常开触点的输出端均与公共测试端com2连接；

确定各线芯另一端连接的检测通道后，分别将各线芯作为待测线芯执行以下检测步骤，判断是否存在与待测线芯的端点短路连接的线芯：

用户将单点探笔与待测线芯连接，然后通过嵌入式控制器向继电器切换电路和恒流源激励控制电路发送使能指令，则继电器切换电路导通该待测芯线连接的检测通道中的上接点继电器，同时在剩余检测通道中，继电器切换电路随机导通其中一个下接点继电器，程控恒流源为当前被测回路提供电流，其中，当前被测回路由单点探笔、待测线芯、待测线芯连接的上接点继电器、导通的下接点继电器、公共测试端com1、公共测试端com2以及标准电阻r0构成；同时，通过ad采集单元获取公共测试端com1和com2之间的电压和电流，处理单元根据公共测试端com1和com2之间的电压和电流计算当前被测回路对应的导通电阻，并判断所述导通电阻与标准电阻r0是否相同，若相同，则当前导通的下接点继电器所在的检测通道，与待测线芯所在的检测通道相互短路导通，若不相同，则导通另一个检测通道的下接点继电器，重新获取另一个检测通道的下接点继电器与待测线芯形成的被测回路的导通电阻，并判断其与标准电阻r0是否相同；以此类推，直到遍历剩余检测通道的下接点继电器。

进一步地，确定待测线芯另一端连接的检测通道后，为当前待测线芯与其对应的检测通道赋予相同的编号；确定与待测线芯的端点短路连接的线芯后，将两者的编号关联。

进一步地，一种线缆配线自动检测系统，还包括供电电源，供电电源用于为嵌入式控制器、arm主控制器以及继电器矩阵开关提供电能。

有益效果：

本发明提供一种线缆配线自动检测系统，利用继电器开关矩阵与被测线缆其中一端连接，利用ad采集电路实时采集被测线芯所在回路的导通电阻，根据导通电阻与标准电阻的阻值是否相同自动查找被测线芯另一端的连接点，以实现对线缆配线的自动检测匹配，从而减少检测人员的工作强度，有效避免因检测人员手动检测造成的配线错误，提高配线检测的准确率和检测效率，是一种可杜绝生产故障、降低生产成本、提高劳动效率的配线检测系统。

附图说明

图1为本发明提供的一种线缆配线自动检测系统的原理框图；

图2为本发明提供的继电器开关矩阵原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明的基本测量原理为：采用嵌入式控制器自动控制设计思路，利用继电器开关矩阵与被测线缆其中一端连接，采用遍历扫描原理和恒流激励测量原理，利用ad采集电路实时采集被测线芯所在回路的导通电阻测量信息，进行线缆配线线号的自动检测配置，自动查找被测线缆另一端的连接点线号，实时显示被测线缆导通连接信息，扬声器同时报出线缆导通线号的语音提示。

具体的，如图1所示，一种线缆配线自动检测系统，包括继电器开关矩阵、arm主控制器、程控恒流源、嵌入式控制器、单点探笔、标准电阻r0、供电电源、显示器以及扬声器，其中，所述arm主控制器包括恒流源激励控制电路、继电器切换电路、ad采集单元以及处理单元，且ad采集单元设有两个公共测试端com1和com2；供电电源用于为嵌入式控制器、arm主控制器以及继电器矩阵开关提供电能。

如图2所示，所述继电器开关矩阵包括两条以上的检测通道，每条检测通道包括两个继电器，根据安装位置的不同分别命名为上接点继电器和下接点继电器，且同属一个检测通道的两个继电器的常开触点的输入端并联，所有上接点继电器，如rl1、rl2的常开触点的输出端均与公共测试端com1连接，所有下接点继电器，如rln+1、rln+2的常开触点的输出端均与公共测试端com2连接；被测线缆其中一端的每一根线芯分别连接一个检测通道，另一端与单点探笔连接，且单点探笔每次只连接一根线芯，同时，单点探笔的另一端通过标准电阻r0连接到公共测试端com2。例如，128通道的继电器开关矩阵，共需要256个继电器。

分别将各线芯作为待测线芯执行以下检测步骤，确定各线芯另一端连接的检测通道：

用户将单点探笔与待测线芯连接，然后通过嵌入式控制器向继电器切换电路和恒流源激励控制电路发送使能指令，则继电器切换电路随机导通其中一个检测通道的上接点继电器，恒流源激励电路触发连接于公共测试端com1和com2之间的程控恒流源，使程控恒流源为当前被测回路提供电流，其中，当前被测回路由单点探笔、待测线芯、导通的上接点继电器、公共测试端com1、公共测试端com2以及标准电阻r0构成；同时，通过ad采集单元获取公共测试端com1和com2之间的电压和电流，处理单元根据公共测试端com1和com2之间的电压和电流计算当前被测回路对应的导通电阻，并判断所述导通电阻与标准电阻r0是否相同，若相同，则当前导通的上接点继电器所在的检测通道，为待测线芯的另一端连接的检测通道；若不相同，则导通另一个检测通道的上接点继电器，重新获取另一个被测回路的导通电阻，并判断其与标准电阻r0是否相同，直到确定待测线芯另一端连接的检测通道；当确定待测线芯另一端连接的检测通道后，为当前待测线芯与其对应的检测通道赋予相同的编号。需要说明的是，若ad采集单元采集不到电压，得到的导通电阻的阻值也跟标准电阻阻值不同，则说明此检测通道不是与被测线芯对应的导通通路。

需要说明的是，嵌入式控制器与arm主控制器采用tcp/ip通信方式实现指令接收与测试数据结果上传，arm主控制器与继电器开关矩阵之间采用can总线通信方式实现继电器开关矩阵的通道切换；程控恒流源受arm主控制器的stm32单片机，即恒流源激励控制电路控制，输出0～500ma程控恒流信号加到被测通道，继电器开关矩阵实现被测通道的切换控制，可实现任意两点、一点对多点的通道切换。

可选的，供电电源输出dc5v、dc12v电源，满足嵌入式控制器、arm主恒流源激励控制电路和继电器开关矩阵的供电需求。

进一步的，继电器开关矩阵以fpga芯片为核心，通过can总线接收arm主控制器的控制指令，通过解析及译码，产生控制信号，通过功率驱动电路产生继电器切换信号，驱动继电器实现控制切换操作，实现对指定检测通道的接通/断开操作。在一个继电器开关矩阵上可以设计128路测试通道，四块继电器开关矩阵级联组成512通道，满足多通道线缆配线检测需求。此外，继电器开关矩阵的输入接口端连接两个j27a-65zk矩形连接器，通过矩形连接器与被测线缆连接。

嵌入式控制器采用windows10操作系统，内装线缆配线测试系统软件，通过vga口外接显示器，构成用户交互平台，完成对线缆配线测试流程的调度、对底层硬件的测试控制指令下发、测试结果回传显示、音频组件驱动、语音信号播报等。同时，线缆配线测试系统软件完成线缆配线测试流程编辑、线缆配线测试流程自动生成、测试流程下发、测试流程执行、测试数据管理、语音播报管理等功能。

需要说明的是，上述方法只能将各线芯编号与检测通道编号一一对应，为了实现对任意两点间的导通测试，即测试任意两条线芯之间是否存在短路连接，还需要执行以下步骤：

确定各线芯另一端连接的检测通道后，分别将各线芯作为待测线芯执行以下检测步骤，判断是否存在与待测线芯的端点短路连接的线芯：

用户将单点探笔与待测线芯连接，然后通过嵌入式控制器向继电器切换电路和恒流源激励控制电路发送使能指令，则继电器切换电路导通该待测芯线连接的检测通道中的上接点继电器，同时在剩余检测通道中，继电器切换电路随机导通其中一个下接点继电器，程控恒流源为当前被测回路提供电流，其中，当前被测回路由单点探笔、待测线芯、待测线芯连接的上接点继电器、导通的下接点继电器、公共测试端com1、公共测试端com2以及标准电阻r0构成；同时，通过ad采集单元获取公共测试端com1和com2之间的电压和电流，处理单元根据公共测试端com1和com2之间的电压和电流计算当前被测回路对应的导通电阻，并判断所述导通电阻与标准电阻r0是否相同，若相同，则当前导通的下接点继电器所在的检测通道，与待测线芯所在的检测通道相互短路导通，若不相同，则导通另一个检测通道的下接点继电器，重新获取另一个检测通道的下接点继电器与待测线芯形成的被测回路的导通电阻，并判断其与标准电阻r0是否相同；以此类推，直到遍历剩余检测通道的下接点继电器；确定与待测线芯的端点短路连接的线芯后，将两者的编号关联。

下面介绍本发明的一种线缆配线自动检测系统的使用方法：

将线缆配线已压接电装完毕的航插/接线端子一端与线缆配线自动检测系统的继电器开关矩阵的检测通道输入接口连接，单点探笔与被测线缆(散线待标号或待压接电装的芯线)的另一端接触连接。

单点探笔可对被测电缆、线束、电缆组件散线的另一端(待标号或待压电装接的芯线)进行单点导通测试、对壳体导通测试，实现查线、分线、复验等测试，并给出被测线号的导通显示信息和线号语音提示信息。

启动查线号程序，启动遍历扫描程序，系统程序控制继电器开关矩阵的ch1-chn检测通道上接点继电器接通，下接点继电器断开，启动程控恒流源输出激励电流输出，同时启动通道遍历扫描程序和导通电阻测试程序，单点探笔一端通过一个已知标准电阻r0连接公共测试端com2，单点探笔另一端连接线缆配线的待测线芯，只要被测线芯与通道ch1┅chn中的任意一个通道chm连线导通，激励电流即可经过公共测试端com2→r0→单点探笔→chm→rlm→到公共测试端com1，与ad采集单元输入端com1、com2自动构成被测回路，ad采集单元输入激励电流和导通电阻r0两端的电压，经过计算就可测得已知电阻值r0，说明被测线芯所连接的通道chm号是导通的，则当前的被测线芯对应的检测通道号既是chm。

通过对被测线芯的线缆配线通道ch1、ch2、┅chn进行遍历扫描，即可确定哪一路上接点继电器开关接通，就可确定单点探笔接触点的线号通道，同时嵌入式控制器控制显示器实时显示单点探笔接触点的检测通道号，同时播报单点探笔接触点的检测通道号的语音信号。

由此可见，本发明采用嵌入式系统自动控制设计思路，利用遍历扫描原理和电流激励导通电阻测量原理，进行线缆配线线号的自动检测配置，实时显示被测线缆的导通连接信息，实时播报导通线号的语音提示信息，具有检测结果准确直观、自动化程度高、易于维护等优点；同时，还能实现对线缆配线的自动检测，从而减轻检测人员的工作强度，有效避免手动检测人为因素导致的线缆配线错误，提高测试准确率和测试效率，进而能够解决飞机、舰船、动车等大型装备的设备线缆配线生产、维修的自动检测问题，节省人工检测配线的时间，降低人力成本，提高线缆配线的检测效率。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。