一种电源参数采集自动测试系统的制作方法

1.本发明属于航空电子技术领域，具体涉及一种电源参数采集自动测试系统。


背景技术：

2.电源参数的采集和处理系统涉及某型飞机的供电系统，涉及的电源参数信号形式有交流电压信号(0v～150v 320hz～450hz)、直流电压信号(0v～40v)、极限温度信号(0mv～50mv)、交流电流信号(0～70ma)、直流电流信号(0～300ma)、电阻信号(0ω～1kω)、发动机转速信号(0hz～100hz)、arinc429总线信号和rs-422总线信号等，电源参数类型较多，电源的范围也不尽相同，且每种电源的路数也较多。目前模拟飞机电源系统，交流电压信号(0v～150v 320hz～450hz)采用的是交流调压器进行调节，或用线性电源提供10v 320hz～450hz标准信号源，经过变压器升压后，再通过电位器调节，提供并分配给电源参数采集器，同时用外接数字万用表进行监测，作为给定的基准；直流电压信号(0v～40v)是通过提供线性电源提供40v标准信号源，通过电位器调节，提供并分配给电源参数采集器，同时用外接数字万用表进行监测，作为给定的基准；极限温度信号(0mv～50mv)是通过一节1.5v干电池提供信号源，再经过衰减，通过电位器调节，提供并分配给电源参数采集器，同时用外接数字万用表进行监测，作为给定的基准；交流电流信号(0～70ma)通过线性电源提供ac 5v标准信号源，通过电位器调节，提供并分配给电源参数采集器，同时用外接数字万用表进行监测，作为给定的基准；直流电流信号(0～300ma)通过线性电源提供dc 5v标准信号源，通过电位器调节，提供并分配给电源参数采集器，同时用外接数字万用表进行监测，作为给定的基准；3路电阻信号(0ω～1kω)是通过外接三个电阻箱，并通过手动调节电阻箱的阻值，提供给电源参数采集器。发动机转速信号(0hz～100hz)是通过外接信号发生器，手动设置信号发生器的频率输出值，提供给电源参数采集器。
3.以上每种电源参数信号的给定方式，都是通过采用外接各种信号源及外接数字万用表进行组合测试，完全是手动方式给定电源参数采集器的输入信号，操作繁琐，可靠性差、效率低下。即使分时给定各种信号源，也至少需要4个数字万用表，第一个数字万用表测量交流电压信号和频率信号，第二个数字万用表测量直流电压信号，第三个数字万用表测量交流电流信号，第四个数字万用表测量直流电流信号，这样的测量方式，既占用大量的人力成本，又占用较多的设备资源，而且采用纯手动测试和调节，尤其是手动调节交流150v高电压信号，操作人员的人身安全无法得到有效保障。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的上述不足，本发明提供的电源参数采集自动测试系统解决了现有的电源测试过程操作繁琐、可靠性差、效率低、成本高以及存在安全隐患的问题。
5.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种电源参数采集自动测试系统，包括机柜以及嵌于机柜内的程控多路高精度恒流源、程控交直流电源、显示器、键盘鼠标抽屉、适配器以及工控机；
6.所述工控机用于系统管理、数据解算、数据存储、数据接收与发送以及数据显示；
7.所述程控多路高精度恒流源用于输出电源参数测试所需的电流信号；
8.所述程控交直流电源用于输出电压参数测试所需的电压信号；
9.所述显示器用于显示输入、采集及输出的信号；
10.所述键盘鼠标抽屉用于放置键盘及鼠标，实现测试系统的信号输出值设置；
11.所述适配器用于连接程控多路高精度恒流源、程控交直流电源和工控机，完成被测信号转接、信号测试以及面板操作。
12.进一步地，所述工控机内配置arinc429总线板卡、rs-422/485总线板卡、离散量接口卡、程控电阻卡和任意波形发生卡；
13.所述arinc429总线板卡用于模拟飞机有关系统完成被测电源参数采集器的arinc429总线的输入，并采集电源参数采集器输出的所有电源参数；
14.所述rs-422/485总线板卡用于完成程控多路高精度恒流源和程控交直流电源的rs-485总线的控制，并完成被测电源参数采集器输出的所有电源参数的采集；
15.所述离散量接口卡用于模拟飞机有关系统完成被测电源参数采集器离散量的输入，并采集电源参数采集器输出的离散量信号；
16.所述程控电阻卡用于模拟飞机apu滑油油量传感器和apu滑油温度传感器为被测电源参数采集器提供3路电阻信号；
17.所述任意波形发生卡用于模拟飞机发动机转速信号，为被测电源参数采集器提供1路转速信号。
18.进一步地，所述程控多路高精度恒流源的rs485通讯接口与工控机的rs-422/485总线板卡交联，所述程控多路高精度恒流源的dc28v电源输出接口与适配器的dc28v电源输入交联，所述程控多路高精度恒流源的恒流源输出接口与适配器的恒流源接口交联；
19.所述程控多路高精度恒流源在工控机的程控下输出1路dc28v工作电源、10路交流电流信号和3路直流电流信号，其输出信号通过适配器提供给电源参数采集器。
20.进一步地，所述程控多路高精度恒流源实现电流信号输出的过程为：
21.a1、采用ac220v 50hz作为输入电压，经过ac/dc变换后给mcu供电；
22.a2、当用户设置输出值后，基于设置的输出值，使mcu通过dac运算放大器跟随后输出；
23.a3、通过采样电阻进行采集输出值，将采集值输入至mcu，并通过mcu调节后输出稳定的电流信号。
24.进一步地，所述程控交直流电源的rs-485通讯接口与工控机的rs-422/485总线板卡交联，所述程控交直流电源的交流电压输出接口与适配器的交流电压信号接口交联，所述程控交直流电源的直流电压输出接口与适配器的直流电压信号接口交联；
25.所述程控交直流电源在工控机的程控下输出25路交流电压信号、20路直流电压信号和1路直流小电压信号，其输出信号通过适配器提供给电源参数采集器。
26.进一步地，所述程控交直流电源实现电压信号输出的过程为：
27.b1、采用ac220v 50hz作为输入电压，经隔离变压后进入整流滤波电路，并通过功率放大器进行功率放大后变压输出；
28.b2、当通过设置输出值后，与工控机通过rs-485进行通讯，给定需要的交流电压及
频率值；
29.b3、基于给定的交流电压及频率值，结合信号采集回路采集的信号，调整并输出电压信号。
30.进一步地，所述适配器的前面板包括arinc429测试接口、rs-422测试接口、apu信号测试接口、工作电源选择、加电开关、总电源开关、电流测试接口、总线输出测试接口、总线输入测试接口、采集器测试接口xs2以及采集器测试接口xs1；
31.所述适配器的后面板包括工作电压测试接口、交流电压信号接口、直流电压信号接口、总线信号接口、离散量信号接口、dc28v输入接口、50hz 220v输出接口、50hz 220v输入接口以及恒流源信号接口。
32.进一步地，所述适配器的总线信号接口分别与工控机的程控电阻卡、arinc429总线板卡、rs-422/485总线板卡和任意波形发生卡交联，所述适配器的离散量信号接口与工控机的离散量接口卡交联。
33.本发明的有益效果为：
34.(1)本发明通过程控交直流电源、程控恒流源解决电源参数采集器的输入信号源，实现所有电源参数的自动给定，并通过自动采集、记录和显示，并自动生成测试报告。
35.(2)现有技术中通过手动测试一台产品，需要2个小时，产品有三个温度点，高温、低温和常温，总共需要6小时，而采用本发明提供的自动测试系统，各温度点只需要8分钟，三个温度点总共只需要24分钟，极大地提高了电源参数采集器的生产效率，而且也提高了设备可靠性和安全性。
附图说明
36.图1为本发明提供的电源参数采集自动测试系统示意图。
37.图2为本发明提供的工控机后视图。
38.图3为本发明提供的程控多路高精度恒流源前视图。
39.图4为本发明提供的程控多路高精度恒流源后视图。
40.图5为本发明提供的程控交直流电源前视图。
41.图6为本发明提供的程控交直流电源后视图。
42.图7为本发明提供的适配器前视图。
43.图8为本发明提供的适配器后视图。
44.图9为本发明提供的电源参数采集自动测试系统与被测产品交联图。
45.其中：1、机柜；2、程控多路高精度恒流源；3、程控交直流电源；4、显示器；5、键盘鼠标抽屉；6、适配器；7、工控机；8、第一液晶显示屏；9、第一数字键盘；10、dc28v电源输出接口；11、恒流源输出接口；12、ac220v 50hz电源接口；13、第一rs485通讯接口；14、第二液晶显示屏；15、第二数字键盘；16、交流电压输出接口；17、直流电压输出接口；18、ac220v 50hz电源接口；19、第二rs485通讯接口；20、arinc429测试接口；21、rs-422测试接口；22、apu信号测试接口；23、工作电源选择；24、加电开关；25、电流测试接口；26、总电源开关；27、总线输出测试接口；28、总线输入测试接口；29、采集器测试接口xs2；30、采集器测试接口xs1；31、工作电压测试接口；32、交流电压信号接口；33、直流电压信号接口；34、总线信号接口；35、离散量信号接口；36、dc28v输入接口；37、50hz 220v输出接口；38、50hz 220v输入接口；
39、恒流源信号接口；40、程控电阻卡；41、离散量接口卡；42、arinc429总线板卡；43、rs-422/485总线板卡；44、任意波形发生卡；45、主板；46、电源参数采集器；47、联试电缆。
具体实施方式
46.下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
47.本发明实施例提供了一种电源参数采集自动测试系统，如图1所示，包括机柜1以及嵌于机柜1内的程控多路高精度恒流源2、程控交直流电源3、显示器4、键盘鼠标抽屉5、适配器6以及工控机7；
48.工控机7用于系统管理、数据解算、数据存储、数据接收与发送以及数据显示；程控多路高精度恒流源2用于输出电源参数测试所需的电流信号；程控交直流电源3用于输出电压参数测试所需的电压信号；显示器4用于显示输入、采集及输出的信号；键盘鼠标抽屉5用于放置键盘及鼠标，实现测试系统的信号输出值设置；适配器6用于连接程控多路高精度恒流源2、程控交直流电源3和工控机7，完成被测信号转接、信号测试以及面板操作。
49.具体地，在本发明实施例中，工控机7作为系统的核心部分，其配置如下：
50.a)操作系统：windows 7中文版；
51.b)cpu：i7 4700四核处理器，64m缓存，最高支持3.4ghz，功耗37w；
52.c)内存：4g ddr3板载内存；
53.d)硬盘：1t；
54.e)i/o接口：3个10m/100m以太网接口、2个usb2.0接口。
55.在此基础上，工控机7内置了主板45、arinc429总线板卡42、rs-422/485总线板卡43、离散量接口卡41、程控电阻卡40和任意波形发生卡44；
56.其中，arinc429总线板卡42用于模拟飞机有关系统完成被测电源参数采集器46的arinc429总线的输入，并采集电源参数采集器46输出的所有电源参数；
57.rs-422/485总线板卡43用于完成程控多路高精度恒流源2和程控交直流电源3的rs-485总线的控制，并完成被测电源参数采集器46输出的所有电源参数的采集；
58.离散量接口卡41用于模拟飞机有关系统完成被测电源参数采集器46离散量的输入，并采集电源参数采集器46输出的离散量信号；
59.程控电阻卡40用于模拟飞机apu滑油油量传感器和apu滑油温度传感器为被测电源参数采集器46提供3路电阻信号；
60.任意波形发生卡44用于模拟飞机发动机转速信号，为被测电源参数采集器46提供1路转速信号。
61.在本发明实施例中，如图3-4所示，程控多路高精度恒流源2前面板包括：第一液晶显示屏8和第一数字键盘9；程控多路高精度恒流源2后面板包括：恒流源输出接口11、ac220v 50hz电源接口12、第一rs485通讯接口13。
62.在本发明实施例中，程控多路高精度恒流源2的第一rs485通讯接口13与工控机7的rs-422/485总线板卡43交联，程控多路高精度恒流源2的dc28v电源输出接口10与适配器
6的dc28v电源输入交联，程控多路高精度恒流源2的恒流源输出接口11与适配器6的恒流源接口交联；
63.程控多路高精度恒流源2在工控机7的程控下输出1路dc28v工作电源、10路交流电流信号和3路直流电流信号，其输出信号通过适配器6提供给电源参数采集器46。
64.基于上述程控多路高精度恒流源2结构，其实现电流信号输出的过程为：
65.a1、采用ac220v 50hz作为输入电压，经过ac/dc变换后给mcu供电；
66.a2、当用户设置输出值后，基于设置的输出值，使mcu通过dac运算放大器跟随后输出；
67.a3、通过采样电阻进行采集输出值，将采集值输入至mcu，并通过mcu调节后输出稳定的电流信号。
68.在本发明实施例中，如图5-6所示，程控交直流电源3前面板包括：第二液晶显示屏14和第二数字键盘15；程控交直流电源3后面板包括：交流电压输出接口16、直流电压输出接口17、ac220v 50hz电源接口18以及第二rs485通讯接口19。
69.本发明实施例中，程控交直流电源3的rs-485通讯接口与工控机7的rs-422/485总线板卡43交联，程控交直流电源3的交流电压输出接口16与适配器6的交流电压信号接口32交联，程控交直流电源3的直流电压输出接口17与适配器6的直流电压信号接口33交联；
70.程控交直流电源3在工控机7的程控下输出25路交流电压信号(0v～150v320hz～450hz)、20路直流电压信号(0v～40v)和1路直流小电压信号(0mv～50mv)，其输出信号通过适配器6提供给电源参数采集器46。
71.基于上述程控交直流电源3结构，其实现电压信号输出的过程为：
72.b1、采用ac220v 50hz作为输入电压，经隔离变压后进入整流滤波电路，并通过功率放大器进行功率放大后变压输出；
73.b2、当通过设置输出值后，与工控机7通过rs-485进行通讯，给定需要的交流电压及频率值；
74.b3、基于给定的交流电压及频率值，结合信号采集回路采集的信号，调整并输出电压信号。
75.在本发明实施例中，如图7-8所示，适配器6的前面板包括arinc429测试接口20、rs-422测试接口21、apu信号测试接口22、工作电源选择23、加电开关24、电流测试接口25、总电源开关26、总线输出测试接口27、总线输入测试接口28、采集器测试接口xs2 29以及采集器测试接口xs 130；适配器6的后面板包括工作电压测试接口31、交流电压信号接口32、直流电压信号接口33、总线信号接口34、离散量信号接口35、dc28v输入接口36、50hz 220v输出接口37、50hz 220v输入接口38以及恒流源信号接口39。
76.如图7-8所示，在适配器6的内部，适配器6后视图中，交流电压信号接口32、直流电压信号接口33、总线信号接口34、离散量信号接口35分配到适配器6前视图的电源参数采集器46测试xs2接口和电源参数采集器46测试xs1接口的相应信号引脚，适配器6后视图的dc28v输入接口36通过适配器6前视图的加电开关24切换后与适配器6前视图的电源参数采集器46测试xs2接口交联。适配器6的电源参数采集器46测试xs2接口和电源参数采集器46测试xs1接口通过联试电缆47与被测产品电源参数采集器46交联。
77.基于上述适配器6结构，适配器6的总线信号接口34分别与工控机7的程控电阻卡
40、arinc429总线板卡42、rs-422/485总线板卡43和任意波形发生卡44交联，适配器6的离散量信号接口35与工控机7的离散量接口卡41交联。
78.如图9所示，在测试系统与被测产品交联时，通过联试电缆47将电源参数采集器46与测试系统连接起来，在测试过程中：
79.通过工控机7的rs-422/485总线板卡43来控制程控多路高精度恒流源2和程控交直流电源3，实现交流电压信号(0v～150v 320hz～450hz)、直流电压信号(0v～40v)、极限温度信号(0mv～50mv)、交流电流信号(0～70ma)、直流电流信号(-300～300ma)的自动给定，自动为电源参数采集器46提供所需的所有电源参数输入信号；
80.通过工控机7的任意波形发生卡44为电源参数采集器46提供转速信号(0～100hz)；通过工控机7的离散量接口卡41为电源参数采集器46提供所需的离散量输入信号并接收电源参数采集器46输出的所有离散量信号；通过工控机7的程控电阻卡40为电源参数采集器46提供apu滑油油量和apu滑油温度对应的电阻信号(0ω～1kω)。
81.通过工控机7的arinc429总线板卡42为电源参数采集器46提供arinc429总线信号，并接收电源参数采集器46输出的所有arinc429总线信号(电源参数数字量信号)。
82.通过工控机7的rs-422/485总线板卡43接收电源参数采集器46输出的所有rs-422总线信号(电源参数数字量信号)。
83.通过工控机7实现电源参数采集器46输出的所有arinc429总线信号和rs-422总线信号的自动记录和保存。