程控接线盒的制作方法

1.本发明涉及卫星批量生产技术领域，特别涉及一种程控接线盒。


背景技术：

2.目前，各国对太空资源的竞争越来越激烈，各国争相开展规模庞大的卫星星座建设计划，spacex公司更是提出了包含4.2万颗卫星的低轨通信星座。我国也开展了遥测、导航、通信卫星星座的建设。随着卫星星座的规模越来越大，对卫星研制周期的要求越来越短，对卫星自动化测试的要求也越来越高。
3.电接口测试是卫星测试的重要环节之一，它决定了各单机的电性能是否符合设计和相互之间的电接口是否匹配，只有通过了接口测试的验证合格的单机才可以跟随整星完成后续ait测试。电接口测试的测试项目包括：单机的供电电压测试、功率测试、浪涌测试、纹波测试、总线接口测试等。
4.但现有的传统电接口测试测试效率低，无法满足未来卫星大批量生产和测试的需求。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种程控接线盒，以解决现有的传统测试方法测试效率低，无法满足未来卫星大批量生产和测试的需求的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种程控接线盒，包括：
7.包括主接插件、备接插件、被测接口，其中：
8.主接插件、副接插件均通过线缆跟星上单机进行连接，主接插件和副接插件之间进行点对点的直接连接；
9.所述主接插件通过多路选择开关与多路被测接口连接；
10.所述主接插件连接被测单机和多路选择开关之间；
11.多路选择开关根据指令选择其中的接通多路被测接口中的任意一个，或者选择断路。
12.可选的，在所述的程控接线盒中，为了方便进行电流的测量，采用霍尔电流测量器件，通过电磁感应对电流进行测量；
13.在进行电流测量测量时，将主接插件和副接插件之间的选通开关断开，主接插件的开关选择特定的被测接口，同时将特定的被测接口对应的总线的对应开关与副接插件进行连通，进行无感的单机的稳态电流测量、浪涌电流测量。
14.可选的，在所述的程控接线盒中，其作为卫星电接口自动测试装置，还包括至少一个总线，其中：
15.多个所述多路选择开关均包括多个通路，每个通路均与对应的总线连接，从而连接至对应的被测接口；
16.所述被测单机的信号依次通过接插件、多路选择开关、总线及被测接口提供至数
据采集模块；
17.控制分析模块根据用户的测试用例的需求向多路选择开关提供远程控制指令，以控制多路选择开关的通路的通断。
18.可选的，在所述的程控接线盒中，所述被测接口的数量为3个以保证接线盒的小型化及电接口测试的项目，所述总线的数量为3条；每个多路选择开关包括4个通路，其中3个通路分别连接3条总线，另外一个通路悬空；
19.所述接插件包括多个节点，每个节点均通过一个多路选择开关连接至被测接口；
20.采用pcb板进行程控接线盒线缆的连接和多路开关的控制以避免复杂的接线。
21.可选的，在所述的程控接线盒中，第一单机连接多个所述主接插件，多个第二单机分别连接一个副接插件；
22.对应的主接插件、副接插件之间在pcb板上的直通导线的长度要一致以保证信号传输时序的一致性。
23.可选的，在所述的程控接线盒中，第一主接插件的第n节点连接至第1-n个多路选择开关；
24.第一副接插件的第n节点通过第1-n熔断开关连接至第一主接插件的第n节点；
25.…
26.第n主接插件的第n节点连接至第n-n个多路选择开关；
27.第n副接插件的第n节点通过第n-n熔断开关连接至第n主接插件的第n节点；
28.其中，n为正整数。
29.可选的，在所述的程控接线盒中，所述总线包括第一总线、第二总线及第三总线；
30.所述第一总线、第二总线进行电压量的测量；
31.所述第一总线直接连接第一被测接口，以使第一被测接口直接将第一总线测量的电压提供至数据采集模块；
32.所述第二总线直接连接第二被测接口，以使第二被测接口直接将第二总线测量的电压提供至数据采集模块。
33.可选的，在所述的程控接线盒中，
34.所述第三总线通过霍尔传感器进行电流的无感测量；
35.第一副接插件的第n节点通过第1-n检测开关连接至第三总线；
36.…
37.第n副接插件的第n节点通过第n-n检测开关连接至第三总线；
38.所述霍尔传感器直接套接所述第三总线上；
39.所述第三被测接口连接霍尔传感器的信号端，以使第三被测接口直接将霍尔传感器测量的电流提供至数据采集模块。
40.可选的，在所述的程控接线盒中，
41.所述第1-n熔断开关与所述第1-n检测开关集成为第一单刀双掷开关；
42.…
43.所述第n-n熔断开关与所述第n-n检测开关集成为第n单刀双掷开关。
44.可选的，在所述的程控接线盒中，
45.至少一个多路选择开关的挡位转换至第三通路，以使所述第一单机通过第n主接
插件的第n节点连接第三总线；
46.至少一个第n单刀双掷开关的挡位转换至下档，以使第n-n熔断开关断开，且第n-n检测开关导通；
47.所述第二单机通过第n副接插件的第n节点连接第三总线；
48.第三被测接口将霍尔传感器测量的电流提供至数据采集系统；
49.主接插件通过pcb上的导线与多路选择开关进行连接；
50.多路选择开关通过pcb上的导线与总线连接；
51.对应的主接插件及副接插件之间在pcb板上的直通导线的长度相同。
52.发明人经研究发现，传统的电接口测试是通过“三通”电缆将待测的电接口信号传输至示波器、万用表等测试仪器，然后由测试人员进行测试仪器的操作完成测试数据的读取。这种方法存在着以下问题：1)各环节均需人工进行线缆的插拔，存在安全隐患；2)测试无法自动化、效率低下；
53.3)测试标准不统一，数据一致性差。因此，传统的电接口测试方法无法适应批生产卫星的电接口测试对自动化、批量化、标准化的测试要求，亟需开展面向批生产卫星的电接口自动化测试的研究。
54.基于上述洞察，本发明提供了一种卫星电接口自动测试装置，通过程控接线盒的接插件连接被测单机和多路选择开关之间，多个所述多路选择开关的每个通路均与对应的总线连接，从而连接至对应的被测接口，所述被测单机的信号依次通过接插件、多路选择开关、总线及被测接口提供至数据采集模块，实现了程控接线盒具备将待测的节点选通到数据采集模块的能力，通过控制分析模块根据用户的测试用例的需求向多路选择开关提供远程控制指令，以控制多路选择开关的通路的通断，实现了节点的选通可通过远程指令进行控制。
55.程控接线盒设计是卫星电接口自动化测试系统完成自动化测试的重要环节之一，程控接线盒设计的好坏直接关系到卫星电接口自动化的程度。本发明通过以上技术手段，使得程控接线盒相比于传统的接线盒的方式具有以下优点：
56.可远程控制。该程控接线盒可通过软件控制开关的选通，从而为自动化测试提供了基础。
57.测量范围广。该接线盒不仅可以完成电压量的测量，还可以通过霍尔传感器进行电流的无感测量，一个接线盒即可完成电压、电流的一站式测量。
58.体积小。该程控接线盒的连接是基于pcb板的设计，可以减小接线盒的体积，为测试提供更大的空间。
附图说明
59.图1是本发明一实施例卫星电接口自动测试装置(系统)示意图；
60.图2是本发明一实施例卫星电接口自动测试装置示意图；
61.图3是本发明一实施例卫星电接口自动化测试流程示意图；
62.图中所示：10-程控接线盒；11-选通模块；20-数据采集模块；30-控制分析模块。
具体实施方式
63.以下结合附图和具体实施例对本发明提出的程控接线盒作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
64.另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本技术的公开范围或记载范围。
65.本发明的核心思想在于提供一种程控接线盒，以解决现有的传统测试方法测试效率低，无法满足未来卫星大批量生产和测试的需求的问题。
66.为实现上述思想，本发明提供了一种卫星电接口自动测试装置，包括：程控接线盒，包括至少一个接插件、至少一个多路选择开关、至少一个总线及至少一个被测接口，其中：所述接插件被配置为连接被测单机和多路选择开关之间；多个所述多路选择开关均包括多个通路，每个通路均与对应的总线连接，从而连接至对应的被测接口；所述被测单机的信号依次通过接插件、多路选择开关、总线及被测接口提供至数据采集模块；控制分析模块根据用户的测试用例的需求向多路选择开关提供远程控制指令，以控制多路选择开关的通路的通断。
67.本实施例提供一种卫星电接口自动测试装置，如图1～2所示，包括：程控接线盒10，包括至少一个接插件、至少一个多路选择开关(s1-n、
…
sn-n)、至少一个总线及至少一个被测接口，其中：所述接插件被配置为连接被测单机(单机1、
…
单机n)和多路选择开关之间；多个所述多路选择开关均包括多个通路，每个通路均与对应的总线连接，从而连接至对应的被测接口；所述被测单机的信号依次通过接插件、多路选择开关、总线及被测接口提供至数据采集模块20；控制分析模块30根据用户的测试用例的需求向多路选择开关提供远程控制指令，以控制多路选择开关的通路的通断。
68.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动测试装置中，所述被测接口的数量为3个(包括被测接口1、被测接口2、被测接口3，即分别为第一被测接口、第二被测接口、第三被测接口)，所述总线的数量为3条(包括第一总线11、第二总线12、第三总线13)；每个多路选择开关包括4个通路，其中3个通路分别连接3条总线，另外一个通路悬空；所述接插件包括多个节点，每个节点均通过一个多路选择开关连接至被测接口。
69.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动测试装置中，所述接插件包括至少一个主接插件(包括主接插件1、
…
主接插件n)和至少一个副接插件(包括副接插件1、
…
副接插件n)，根据测试需求，选择主接插件与副接插件之间的通断其中：第一单机(即单机1)连接多个所述主接插件，多个第二单机(即单机2、
…
单机n)分别连接一个副接插件。
70.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动测试装置中，第一主接插件的第n节点连接至第1-n个多路选择开关；第一副接插件的第n节点通过第1-n熔断开关k1连接至第一主接插件的第n节点；
…
第n主接插件的第n节点连接至第n-n个多路选择开关；第n副接插件的第n节点通过第n-n熔断开关连接至第n主接插件的第n节点；其中，n为正整数。
71.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动测试装置中，所述总线包括第一总线11、第二总线12及第三总线13；所述第一总线、第二总线进行电压量的测量；所述第一总线直接连接第一被测接口，以使第一被测接口直接将第一总线测量的电压提供至数
据采集模块；所述第二总线直接连接第二被测接口，以使第二被测接口直接将第二总线测量的电压提供至数据采集模块。
72.所述卫星电接口自动测试装置还包括霍尔传感器14，所述第三总线13通过霍尔传感器14进行电流的无感测量；第一副接插件的第n节点通过第1-n检测开关连接至第三总线；
…
第n副接插件的第n节点通过第n-n检测开关连接至第三总线13；所述霍尔传感器14直接套接所述第三总线13上；所述第三被测接口连接霍尔传感器14的信号端，以使第三被测接口直接将霍尔传感器14测量的电流提供至数据采集模块20。
73.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动测试装置中，所述第1-n熔断开关k1与所述第1-n检测开关k2集成为第一单刀双掷开关；
…
所述第n-n熔断开关与所述第n-n检测开关集成为第n单刀双掷开关。
74.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动测试装置中，至少一个多路选择开关的挡位转换至第三通路，以使所述第一单机通过第n主接插件的第n节点连接第三总线13；至少一个第n单刀双掷开关的挡位转换至下档，以使第n-n熔断开关断开，且第n-n检测开关导通；所述第二单机通过第n副接插件的第n节点连接第三总线；第三被测接口将霍尔传感器测量的电流提供至数据采集系统20。
75.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动测试装置中，主接插件通过pcb上的导线与多路选择开关进行连接；多路选择开关通过pcb上的导线与总线连接；对应的主接插件及副接插件之间在pcb板上的直通导线的长度相同。
76.本发明提供的卫星电接口自动测试装置，通过程控接线盒的接插件连接被测单机和多路选择开关之间，多个所述多路选择开关的每个通路均与对应的总线连接，从而连接至对应的被测接口，所述被测单机的信号依次通过接插件、多路选择开关、总线及被测接口提供至数据采集模块，实现了程控接线盒具备将待测的节点选通到数据采集模块的能力，通过控制分析模块根据用户的测试用例的需求向多路选择开关提供远程控制指令，以控制多路选择开关的通路的通断，实现了节点的选通可通过远程指令进行控制。
77.程控接线盒设计是卫星电接口自动化测试系统完成自动化测试的重要环节之一，程控接线盒设计的好坏直接关系到卫星电接口自动化的程度。本发明通过以上技术手段，使得程控接线盒相比于传统的接线盒的方式具有以下优点：
78.可远程控制。该程控接线盒可通过软件控制开关的选通，从而为自动化测试提供了基础。
79.测量范围广。该接线盒不仅可以完成电压量的测量，还可以通过霍尔传感器进行电流的无感测量，一个接线盒即可完成电压、电流的一站式测量。
80.体积小。该程控接线盒的连接是基于pcb板的设计，可以减小接线盒的体积，为测试提供更大的空间。
81.程控接线盒需同时具备两个功能：1)具备信号与被测单机直通的功能，完成被测单机的供电、422信号传输等；2)程控接线盒具备将待测的节点选通到数据采集系统的能力，节点的选通可通过远程指令进行控制。
82.程控接线盒的示意图如图1所示，其由主接插件、备接插件、被测接口组成。主接插件和副接插件是同类型的接插件。主、副接插件均通过线缆跟星上单机进行连接，主、副接插件之间进行点对点的直接连接。
83.同时，主接插件通过多路选择开关与4路(可根据需要变更)被测接口连接。多路选择开关可以根据指令选择其中的接通4个点中的任意一个，或者选择断路。
84.由于一颗卫星的接线盒的可能需要包含几十个不同类型的接插件(根据卫星的设计不同而不同)，同时每个接插件所包含的节点数量不同，多的可能包含100多个节点。为了避免测试过程中需要手动的插拔操作，保证测试节点选通的自动化原则，每个接插件的每个节点均需要通过多路选择开关与被测节点的总线进行连接。因此接线盒的矩阵开关设计将非常庞大和复杂。
85.考虑到保证接线盒的小型化及电接口测试的项目，该接线盒的被测接口仅保留3个接口。为避免复杂的接线，考虑采用pcb板进行接线盒线缆的连接和多路开关的控制。主副接插件之间通过一个带有保险丝的开关进行连接，主接插件通过pcb上的导线与多路选择开关进行连接，然后多路选择开关通过pcb上的导线与分别与被测接口1、2、3的总线进行连接，其中1和2号接口进行电压信号的测量，3号口进行电流量的测量。为了保证信号传输时序的一致性，对应的主、副接插件之间在pcb板上的直通导线的长度要一致。程控接线盒的线缆连接关系如图2所示。
86.为了方便进行电流的测量，设计中采用霍尔电流测量器件，通过电磁感应对电流进行测量。在进行电流测量测量时，将主副接插件之间的选通开关断开，主接插件的开关选择3号口，同时将3号总线的对应开关与副接插件进行连通。该种方式可以无感进行单机的稳态电流、浪涌电流等的测量。
87.本实施例还提供一种卫星电接口自动化测试系统，如图1所示，包括：程控接线盒10，被配置为根据远程控制指令进行测试节点的选通，以供将被测信号提供至数据采集模块20；数据采集模块20，被配置为对被测信号进行模数转换形成测试数据，以供将测试数据提供至控制分析模块30，以及将测试数据进行存储；控制分析模块30，被配置为根据测试项目进行测试数据的分析处理。
88.在本发明的一个实施例中，所述控制分析模块30，还被配置为根据测试项目进行测试数据的超差数据告警。
89.在本发明的一个实施例中，所述控制分析模块30，还被配置为根据测试项目自动生成测试报告。
90.在本发明的一个实施例中，所述控制分析模块30，还被配置为根据测试项目向程控接线盒10发送远程控制指令。
91.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动化测试系统中，所述控制分析模块30包括控制模块及数据分析模块，其中：所述控制模块，被配置为执行下列动作：接收用户的测试用例；根据测试用例自动生成测试项目和测试顺序；以及根据测试项目和测试顺序进行测试的控制；所述数据分析模块，被配置为执行下列动作：根据测试项目的要求进行测试数据的分析。
92.具体的，在所述的卫星电接口自动化测试系统中，如图3所示，所述控制模块根据测试项目自动生成测试报告模板，并将测试项目的类型(即测试内容)发送数据分析模块；所述控制模块根据测试报告模块获取测试节点，根据测试节点向程控接线盒10发送远程控制指令进行选通控制；所述控制模块获取单位测试时间内(测试项目时间段要求)数据采集模块20采集的测试数据，并提供至数据分析模块；数据分析模块根据测试项目的要求进行
测试数据的分析后，将测试结果发送至控制模块；所述控制模块根据测试结果生成测试报告。
93.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动化测试系统中，所述程控接线盒10包括单机接口(包括主接插件1～n、副接插件1～n)采集接口(包括测试点1、测试点2、测试点3)、选通模块11、供电接口、网络接口(即图1中的网口)等，其中：所述单机接口用于与被测单机进行连通；所述采集接口用于与数据采集模块20进行连通；所述选通模块11用于根据远程控制指令生成选通信号，以使所述单机接口与所述采集接口连通；所述供电接口用于为程控线路盒提供电源。
94.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动化测试系统中，数据采集模块20及控制分析模块30集成在工控机中，数据采集模块20及控制分析模块30通过pxie总线进行指令交互和数据交互；工控机与程控接线盒通过网口连接。所述控制分析模块具有人机交互界面，可通过人机交互界面接收用户指令。
95.在本发明的一个实施例中，在所述的卫星电接口自动化测试系统中，数据采集模块20对被测信号进行模数转换形成测试数据，以供将测试数据提供至控制分析模块30包括：数据采集模块20将0～+100v电压信号经过信号采集和模数转换后，形成数字信号，然后将数字信号传输给控制分析模块30。
96.本发明提供的卫星电接口自动化测试系统，通过程控接线盒10根据远程控制指令进行测试节点的选通，实现了测试接口之间的远程控制通断，避免了测试环节需人工进行线缆的插拔所造成的安全隐患；通过数据采集模块20对被测信号进行模数转换形成测试数据，控制分析模块30根据测试项目进行测试数据的分析处理，实现了测试过程的自动化、提高了整个测试过程的效率；进一步的，由于所有测试均通过数据采集模块20对被测信号进行模数转换形成测试数据，进行了测试标准的统一，使得测试数据具有较高的一致性。
97.因此，本发明提出的卫星电接口自动化测试系统能够适应批量生产卫星的电接口测试对自动化、批量化、标准化的测试要求。
98.本发明通过提出一种卫星电接口自动化测试系统，利用具备开关选通控制功能的程控接线盒10进行电接口信号选通控制，利用美国国家仪器有限公司的采集板卡作为数据采集模块20完成信号的模数转换、采集和存储，利用控制分析模块30完成待测信号的电压、功率、浪涌、纹波等的测量、分析及自动生成测试报告。该方法具有的技术优势如下：
99.测试更安全。通过软件远程控制程控接线盒10的选通，可以避免测试过程中的线缆插拔等操作引起的安全隐患；
100.测试效率高。根据测试用例可自动进行测试，而且具备自动数据分析、自动生成报告的能力。
101.扩展能力强。该系统设计时，采用网口的控制模式，数据采集模块20预留外部同步接口，控制分析模块30预留外部指令接口并且可配置成dll形式的动态链接库，可方便后续作为一个模块集成在整星的自动化测试系统中。
102.本发明针对具备自动化测试能力、具备数据自主分析能力、具备模块化集成能力的要求，对批生产卫星的电接口自动化测试系统进行了详细的方案设计。
103.电接口自动化测试系统由程控接线盒10、数据采集模块20、控制分析模块30组成。程控接线盒10可根据指令完成被测节点的选通功能。数据采集模块20完成被测信号的模数
转换和数据存储。控制分析模块30可根据被测项目完成采集数据的分析处理、超差数据告警、自动报告生成等。
104.程控接线盒10设计是电接口自动化测试系统完成自动化测试的重要环节之一，程控接线盒10设计的好坏直接关系到电接口自动化的程度。程控接线盒10需同时具备两个功能：1)具备信号与被测单机直通的功能，完成被测单机的供电、422信号传输等；2)程控接线盒10具备将待测的节点选通到数据采集模块20的能力，节点的选通可通过远程指令进行控制。针对接线盒的功能需求及小型化的考虑，设计了一款基于pcb板的程控接线盒10，并可以通过网口控制程控接线盒10开关的选通。
105.数据采集模块20的主要作用是将0～+100v电压信号经过信号采集和a/d变换后，转换成数字信号，然后将数据传输给上位机。经过产品的选型和对比分析，拟采用ni公司的pxie-5164采集板卡完成桌面电接口自动化测试系统的数据采集功能。pxie-5164高速采集板卡设备具有两个或四个通道，采样速率高达1gs/s，采样位数可达到14bit，可满足高速、灵敏的浪涌电流等的测量需求。同时，该板卡提供灵活的耦合、电压范围和滤波设置，测量电压范围可以达到100v，满足卫星电压信号测量要求。该采集板卡集成在ni工控机(上位机)中，可方便通过pxie总线与控制分析模块30进行指令和数据的交互。
106.控制分析模块30运行在ni的工控机中，通过人机交互界面接收用户的指令，通过pxie与数据采集模块20进行数据交互，通过网口对程控接线盒10进行指令控制。
107.综上，上述实施例对卫星电接口自动测试装置的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。
108.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
109.上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。