座舱压力控制器性能测试台的制作方法

1.本发明属于航空设备测试技术领域，具体涉及一种座舱压力控制器性能测试台。


背景技术：

2.随着飞机控制技术的发展，自动化控制技术以及控制器在飞机上的应用越来越多。座舱压力的控制作为飞机飞行安全的重要保证，对座舱压力控制器的性能提出了很高的要求。座舱压力控制器作为座舱压力控制系统的重要组成部分，其根据飞机当前的飞行高度及内外压力情况综合判断，将数字压力调节命令通过飞机总线发送给排气活门，排气活门经过数据解算后按照压力调节指令对座舱内的压力进行调节。因此，对座舱压力控制器的性能进行准确、全面的测试对保证飞机座舱压力控制系统的正常运行有着重要的意义。现有的座舱压力控制器测试系统由于所用到的测试器件多、集成度不高，存在测试操作不方便，测试过程容易出错，测试效率低的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种座舱压力控制器性能测试台，可满足对座舱压力控制器各项综合性能的测试需求，提高测试效率。
4.本发明通过下述技术方案实现：
5.座舱压力控制器性能测试台，包括：
6.测试机箱，所述测试机箱的前面板上设置有离散显示指示灯、离散数据显示屏、测试信号接口、ac电源电流测试接口、ac电源电流测试控制开关、电源控制开关、电源指示灯、离散量输入控制开关、arinc测试控制开关和测试信号选择开关；所述测试机箱的后面板上设置有信号输入模块和电源输入模块；
7.和设置在测试机箱内的离散信号测试模块、ac电源电流测试模块、arinc测试模块、数据采集处理模块、测试信号选择控制模块和电源处理模块，所述离散显示指示灯、离散数据显示屏、测试信号接口、ac电源电流测试接口、ac电源电流测试控制开关、电源控制开关、电源指示灯、离散量输入控制开关、arinc测试控制开关和测试信号选择开关分别通过离散信号测试模块、ac电源电流测试模块、arinc测试模块、数据采集处理模块、电源处理模块与信号输入模块、电源输入模块连接。
8.作为对上述技术方案的进一步改进，所述测试信号接口包括arinc测试接口、hacr-hi接口、hacr-lo接口、hadr-hi接口、hadr-lo接口、auto fault接口和指示灯、low flow接口和指示灯、data clock接口、data signal接口。
9.作为对上述技术方案的进一步改进，所述ac电源电流测试模块包括依次电连接的电源插座xs2、保险管座f1、ac电源电流测试接口x8/x13/x14、ac电源电流测试控制开关s2/s3、电阻r2、指示灯vb2。
10.作为对上述技术方案的进一步改进，所述数据采集处理模块包括两路数据处理电路，两路数据处理电路分别连接单片机，单片机输出端连接离散数据显示屏ds1；所述数据
处理电路包括连接到光耦的电阻r5、电阻r18和三极管q6。
11.作为对上述技术方案的进一步改进，所述测试信号选择控制模块包括设置在前面板上的两个dvm测试接口x19/x20，两个dvm测试接口通过切换开关s25连接测试信号选择开关。
12.作为对上述技术方案的进一步改进，所述前面板上布置有指示灯区、测试信号接口区、电源控制区、离散信号输入控制区、arinc测试控制区；
13.所述指示灯区设置于前面板的上方，离散显示指示灯呈水平设置于指示灯区内，离散数据显示屏设置于指示灯区下方，测试信号接口区设置于离散数据显示屏一侧，各测试信号接口分别设置于测试信号接口区内，所述电源控制区位于前面板的左下角的位置，电源控制开关、电源指示灯设置于电源控制区内，ac电源电流测试接口与ac电源电流测试控制开关在前面板上分隔布置，ac电源电流测试接口设置于电源控制区上方，ac电源电流测试控制开关设置于电源控制区的右侧，所述离散信号输入控制区设置于电源控制区的右侧，离散量输入控制开关分别设置于离散信号输入控制区内，所述arinc测试控制区设置于离散信号输入控制区右侧，arinc测试控制开关分别设置于arinc测试控制区内，所述测试信号选择开关设置于前面板的右下侧。
14.本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
15.1)本发明根据座舱压力控制器的测试需求，在测试台上对各种功能测试电路进行集成，对各种测试功能模块及对应的测试接口进行优化，在实现对座舱压力控制器性能进行综合测试的同时，测试控制操作方便，测试台电路系统稳定性、可靠性高。
16.2)本发明中通过在测试机箱前面板上设置相应的测试功能区，对测试功能区在前面板上的布置位置进行设置，并对测试功能区内的开关、测试接口的位置进行优化设置，可有效防止测试过程中的误操作，在保证测试安全性的同时，能够有效提高测试效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
18.图1为本发明座舱压力控制器性能测试台中测试机箱前面板布局结构示意图。
19.图2为本发明座舱压力控制器性能测试台原理结构框图。
20.图3为本发明座舱压力控制器性能测试台离散信号测试模块电路图。
21.图4为本发明座舱压力控制器性能测试台ac电源电流测试模块电路示意图。
22.图5为本发明座舱压力控制器性能测试台数据采集处理模块电路图。
23.图6为本发明座舱压力控制器性能测试台离散信号显示电路示意图。
24.图7为本发明座舱压力控制器性能测试台测试信号选择控制模块电路图。
25.图8为本发明座舱压力控制器性能测试台arinc测试模块电路图。
26.图9为本发明座舱压力控制器性能测试台外流活门测试模块电路图。
27.图10为本发明座舱压力控制器性能测试台dc/dc转换模块电路图。
28.图11为本发明座舱压力控制器性能测试台low flow和auto fault驱动模块电路
图。
29.图12本发明座舱压力控制器性能测试台中测试机箱后面板电缆连接示意图。
30.图中：
31.10、前面板，11、指示灯区；12、测试信号接口区，13、电源控制区，14、离散信号输入控制区，15、arinc测试控制区；
32.21、离散显示指示灯，22、离散数据显示屏，23、测试信号接口，24、电源控制开关，25、电源指示灯，26、ac电源电流测试接口，27、ac电源电流测试控制开关，28、离散量输入控制开关，29、arinc测试控制开关，30、测试信号选择开关。
具体实施方式
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
34.座舱压力控制器(cpc)能在飞机上给座舱压力外流活门提供一个客舱压力命令速率指令，用来控制活门的开和关来增加或减少客舱内部压力。它接收来自控制面板的速率选择信号、着陆高度选择信号、来自外流活门的活门转速反馈信号/活门极限位置开关信号、来自传感接受器及大气数据计算机的座舱压力和飞机环境压力信号。通过内部计算机系统的复杂计算，推算出飞机目前所处的飞行状态，相应发出控制指令控制活门的动作，以保持飞机内外压差的合适程度。
35.参照图2，该座舱压力控制器性能测试台的测试原理为：
36.测试台为cpc提供信号：模拟的测试信号主要通过前面板的调节旋钮(pressure set、loop calib、ldg alt sel、rate sel)、测试接口输入(429_1a/b,429_2a/b等)及内部模块转速信号反馈。
37.cpc反馈给测试台信号：测试台接收来自cpc的信号，通过测试台输出。其中包括auto fault信号(灯指示和监控接口)、low flow信号(灯指示和监控接口)、discrete memory display灯指示、numerical mem.dis数据显示(显示气压数据和cpc内部数据代码)、data signal接口(用于解析监控cpc内部状态)。
38.具体地，参照图1为座舱压力控制器性能测试台的前面板，该座舱压力控制器性能测试台包括：
39.测试机箱；测试机箱的前面板10上设置有离散显示指示灯21、离散数据显示屏22、测试信号接口23、ac电源电流测试接口26、ac电源电流测试控制开关27、电源控制开关24、电源指示灯25、离散量输入控制开关28、arinc测试控制开关29和测试信号选择开关30；测试机箱的后面板上设置有信号输入模块和电源输入模块；
40.以及设置在测试机箱内的离散信号测试模块、ac电源电流测试模块、arinc测试模块、数据采集处理模块、测试信号选择控制模块和电源处理模块；
41.离散信号指示灯(discrete memory display)、离散数据显示屏(numerical mem.dis)、测试信号接口、ac电源电流测试接口、ac电源电流测试控制开关、电源控制开关、电源指示灯、离散量输入控制开关、arinc测试控制开关和测试信号选择开关分别通过离散信号测试模块、ac电源电流测试模块、arinc测试模块、数据采集处理模块、电源处理模块与
信号输入模块、电源输入模块连接。
42.通过测试台实现与cpc之间的信号传输，并对反馈的测试信号进行处理后在测试台上进行显示和输出。
43.其中，所述测试信号接口包括arinc测试接口、hacr-hi接口、hacr-lo接口、hadr-hi接口、hadr-lo接口、auto fault接口和指示灯、low flow接口和指示灯、data clock接口、data signal接口；用于实现对cpc不同测试信号的输入与测试。其中：
44.hacr-hi接口：high ascent rate select_hi，高度上升速率选择信号正端；
45.hacr-lo接口：high ascent rate select_lo，高度上升速率选择信号负端；
46.hadr-hi接口：high descent rate select_hi，高度下降速率选择信号正端；
47.hacr-lo接口：high descent rate select_lo，高度下降速率选择信号负端；
48.auto fault接口和指示灯：自动故障信号；
49.low flow接口和指示灯：低流量信号指示；
50.data clock接口：维护数据时钟；
51.data signal接口：维护数据信号。
52.参照图1，在前面板10上布置有指示灯区11、测试信号接口区12、电源控制区13、离散信号输入控制区14、arinc测试控制区15。
53.其中，指示灯区11设置于前面板的上方，离散显示指示灯21呈水平设置于指示灯区内，离散数据显示屏22设置于指示灯区下方；
54.测试信号接口区12设置于离散数据显示屏22一侧，各测试信号接口23分别设置于测试信号接口区内；
55.电源控制区13位于前面板的左下角的位置，电源控制开关24、电源指示灯25设置于电源控制区13内；
56.ac电源电流测试接口26与ac电源电流测试控制开关27在前面板上分隔布置，ac电源电流测试接口26设置于电源控制区13上方，ac电源电流测试控制开关27设置于电源控制区13的右侧；
57.离散信号输入控制区14设置于电源控制区13的右侧，离散量输入控制开关28分别设置于离散信号输入控制区14内；
58.arinc测试控制区15设置于离散信号输入控制区14右侧，arinc测试控制开关分别设置于arinc测试控制区内；
59.测试信号选择开关30设置于前面板的右下侧。
60.通过在测试机箱前面板上布置相应的测试功能区，对各个测试功能区在前面板上进行优化布置，防止测试过程中的误操作，在保证测试安全性的同时，可有效提高测试效率。
61.参照图3，为离散信号测试模块电路图；这里的离散信号测试模块包括与信号输入模块xs3连接的信号开关s3、s4、s5、s6、s7、s9、s10、s11、s12、s14和测试信号接口x1、x2、x3、x4；实现在测试台上选择不同的测试状态，通过输入信号对cpc进行测试。插座xs3采用y11x-2461zk10型电连接器。
62.参照图4，为ac电源电流测试模块电路图；这里的ac电源电流测试模块包括依次电连接的电源插座xs2、保险管座f1、ac电源电流测试接口x8/x13/x14、ac电源电流测试控制
开关s2/s3、电阻r2、指示灯vb2，连接到插座xs3。电源插座xs2采用y50dx-1403zj10型电连接器；ac电源电流测试控制开关s2/s3分别采用单刀双掷、双刀双掷开关。
63.参照图5，为数据采集处理模块电路图；这里的数据采集处理模块包括插接件js1、两路数据处理电路，两路数据处理电路分别连接单片机，单片机输出端连接离散数据显示屏ds1；数据处理电路包括连接到光耦的电阻r5、电阻r18和三极管q6。单片机采用stc89c51rc-rd；插接件js1采用sip4；离散数据显示屏ds1采用六位共阴极数码管；光耦型号为6n137；数据采集电路中还包括与离散数据显示屏ds1连接的两个集成电路(74ls138、74ls573)。
64.数据采集处理模块采集接收来自座舱压力控制器(cpc)的data signal数据，经过整形传输给单片机，单片机内部程序将其解码，并驱动离散信号指示灯(discrete memory display)灯进行指示，离散信号显示电路如图6所示；同时单片机将计算出的数据传输到离散数据显示屏ds1(numerical mem.dis)进行显示。
65.参照图7，为测试信号选择控制模块电路图；这里的测试信号选择控制模块包括设置在前面板上的两个dvm测试接口x19/x20，两个dvm测试接口通过切换开关s25连接测试信号选择开关s21；测试信号选择开关连接到信号输入模块xs3。测试信号选择开关s21采用4刀16位的波段开关；切换开关s25采用双刀双掷的钮子开关；开关s22采用双刀双掷带中立位的钮子开关；rp1-rp3分别为10k-2w的多圈电位器。
66.测试信号选择控制模块通过测试信号选择开关能内部切换到不同的测试信号接口；由于需要测试的信号较多，如果全部在前面板上一一进行设置，将会严重占用前面板的空间，不方便测试操作；这里在测试台中采用集约化设计，通过设置两个dvm测试接口，通过测试信号选择开关s21进行测试信号的内部切换，能够做到减少对前面板空间的占用，同时通过内部开关切换能够很好地避免测试错误。
67.参照图8，为arinc测试模块电路图；这里的arinc测试模块采用一个双通道arinc429接收线路，采用屏蔽线防止电磁干扰，通过开关切换不同的输入，同时还能够进行接地短路保护测试。其中，arinc测试控制开关s17/s18为双刀双掷钮子开关，s19/s20为双刀双掷带中立位钮子开关；arinc测试接口分别为x15-x18。
68.参照图9，为外流活门测试模块电路图；这里用于模拟飞机外流活门状态的外流活门测试模块，预留接口tach hi和tach lo两个测试接口，用于外接外流活门。通过内部切换开关可以切换对内部模拟外流活门或接外流活门实物的测试。
69.参照图10，为dc/dc转换模块电路图；dc/dc转换模块用于提供6.66vdc和10vdc，为cpc提供电压信号及测试台内部电路板的供电。
70.参照图11，为low flow和auto fault驱动模块电路图；low flow和auto fault驱动模块中采用指示灯vb3、vb4和接口x9、x10，实现连接与信号的显，指示灯用于指示cpc的工作状态，接口用于监控输出状态是否正确(通过测试电压)。
71.本实施例中的座舱压力控制器性能测试台在测试时能够模拟飞机环境信号，并提供给座舱压力控制器，从而对其进行性能测试。
72.这里对cpc的测试包括：
73.初始化设置及电源测试、cpu和软件测试、earom电路测试、外部开关与交联测试、静态模拟输入、mux和a/d转换测试、掉电监控测试、活门开关驱动电压测试、闭环校准测试、
继电器/活门及速率环路测试、low flow灯驱动测试、auto fault和时间测试、清除earom测试、压力开关测试、压力传感器测试。
74.测试台采用手动测试工作模式，对cpc测试的方法为：
75.设置测试台不同的测试状态(设定开关、调节可调旋钮到设定位置)，通过输入不同的memory req.sel(mrs)，该信号由arinc429发送设备通过测试接口输入(429_1a/b、429_2a/b)试验台到cpc，操作cpc，cpc接收命令能反馈不同的信号，通过discrete memory display灯指示、numerical mem.dis数据显示、测量dvm输出(通过s21能内部切换到不同的测试信号接口)，观察close、open、low flow、auto fault指示灯，实现测试cpc的功能是否符合cmm手册适航要求。
76.座舱压力控制器性能测试台对cpc的测试项目内容及测试要求，见下表：
77.78.79.80.81.82.83.[0084][0085]
参照图12为本实施例座舱压力控制器性能测试台中测试机箱后面板电缆连接示意图，测试机箱后面板hcsn-218-01测试电缆的接口定义，如下表：
[0086]
[0087][0088]
参照图1，测试台使用步骤包括：
[0089]
1)测试前准备
[0090]
第1步：将前面板所有钮子开关掷下或置于中间位置，通过电源电缆分别将车间220vac/50hz电源和115vac电源接入测试台。
[0091]
第2步：将前面板power和cont pwr电源开关掷上，确认开关上方指示灯点亮后，将开关掷下。
[0092]
第3步：通过测试电缆将被测件连接至测试台。
[0093]
2)测试
[0094]
第4步：将前面板power和cont pwr电源开关掷上，然后按照cmm手册上测试流程进行测试。
[0095]
3)测试完成
[0096]
第5步：将前面板power和cont pwr电源开关掷下。
[0097]
第6步：断开所有连线，将器材按规定保存。
[0098]
在本发明的描述中，需要说明的是，所采用的术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0099]
此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0100]
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0101]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。