專利名稱：多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱控系統(tǒng)電性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，用于完成對(duì)多通道熱控系統(tǒng)電性能的自動(dòng)化測(cè)試。
背景技術(shù)：
在航天技術(shù)日益發(fā)展的今天，各種類型的人造衛(wèi)星是發(fā)射數(shù)量最多，用途最廣，發(fā)展最快的航天器。人造衛(wèi)星系統(tǒng)一般由專用系統(tǒng)和保障系統(tǒng)組成，專用系統(tǒng)是指與衛(wèi)星所 執(zhí)行的任務(wù)直接有關(guān)的系統(tǒng)，也稱為有效載荷，保障系統(tǒng)是指保障衛(wèi)星和專用系統(tǒng)在空間正常工作的系統(tǒng)，也稱為服務(wù)系統(tǒng)。在衛(wèi)星保障系統(tǒng)的各子系統(tǒng)中，熱控系統(tǒng)扮演者重要角色，其功能是為星上儀器設(shè)備的正常工作提供合適的溫度環(huán)境。衛(wèi)星在高真空的太空環(huán)境中飛行時(shí)，處于嚴(yán)酷的外部熱環(huán)境下工作，如果沒(méi)有任何熱控措施，劇烈的熱環(huán)境變化會(huì)導(dǎo)致艙內(nèi)儀器設(shè)備和部件的故障，為保證艙內(nèi)儀器設(shè)備和部件的正常工作，需要有熱控系統(tǒng)對(duì)艙內(nèi)熱環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控控制，為衛(wèi)星提供穩(wěn)定的熱環(huán)境。衛(wèi)星熱控系統(tǒng)(控溫儀)主要包括加熱器加熱回路和測(cè)溫儀測(cè)溫回路，由于衛(wèi)星艙內(nèi)需要進(jìn)行溫控的位置多達(dá)上百處，所以加熱器加熱回路和測(cè)溫儀測(cè)溫回路通常有幾十到上百路。衛(wèi)星上軌飛行前，需要在地面對(duì)這些溫控點(diǎn)的電性能進(jìn)行測(cè)試，需要測(cè)試的節(jié)點(diǎn)達(dá)數(shù)百個(gè)，但現(xiàn)有的地面測(cè)試裝置一般一次只能進(jìn)行單通道或幾個(gè)通道的測(cè)試，測(cè)試效率低，成本高。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，滿足對(duì)多通道熱控系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)電流、電壓、電阻等電性能參數(shù)的測(cè)試要求，并行測(cè)量通道多達(dá)上百條,測(cè)試效率大大提高,并且檢測(cè)精度高,可靠性好。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，包括(I)多通道阻值測(cè)量模塊用于測(cè)量熱敏電阻和加熱電阻的靜態(tài)阻值，檢查輸入輸出接口的節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系是否正確，并檢查電阻與地線的隔離情況；(2)多通道熱敏電阻模擬模塊用于代替熱敏電阻或與熱敏電阻串/并聯(lián)后接入控溫儀測(cè)溫回路，對(duì)控溫儀測(cè)溫回路的測(cè)溫功能和測(cè)溫精度進(jìn)行測(cè)試；(3)多通道加熱回路電流測(cè)量模塊用于通過(guò)非接觸的方式測(cè)量加熱回路的電流，檢查加熱電流輸出節(jié)點(diǎn)連接是否正確，電流是否正常；(4)多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊用于測(cè)量加熱回路輸出的加熱電壓，指示加熱回路加熱狀態(tài)，檢查電壓輸出節(jié)點(diǎn)連接是否正確，電壓是否正常；以上各模塊均通過(guò)交換機(jī)與控制計(jì)算機(jī)相連，在控制計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下協(xié)調(diào)工作。所述多通道是指所述以上各模塊的并行測(cè)量通道均在百條以上。所述多通道阻值測(cè)量模塊、多通道熱敏電阻模擬模塊、多通道加熱回路電流測(cè)量模塊和多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊均包括通用的母板、電源板、控制與通訊板以及各模塊專用的功能子板；在每個(gè)模塊中，所述電源板通過(guò)母板分別與控制與通訊板和功能子板連接，控制與通訊板和功能子板通過(guò)母板相互連接，控制與通訊板連接控制計(jì)算機(jī)；所述電源板將交流電變換成所需的直流電為控制與通訊板和功能子板供電，所述控制與通訊板接收和執(zhí)行控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令，并把指令的執(zhí)行結(jié)果返回給控制計(jì)算機(jī)，所述母板為電源板、控制與通訊板、功能子板的相互連接提供物理接口。所述多通道阻值測(cè)量模塊的功能子板包括熱敏電阻測(cè)量功能子板和加熱電阻測(cè)量功能子板，所述熱敏電阻測(cè)量功能子板上包括η個(gè)測(cè)量端子，所述加熱電阻測(cè)量功能子板上包括η個(gè)測(cè)量端子。所述多通道阻值測(cè)量模塊的功能子板包括高值電阻測(cè)量電路，所述高值電阻測(cè)量電路為四線式電阻測(cè)量電路，包括14位快速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，若干個(gè)與高值電阻量程相適配的標(biāo)準(zhǔn)電阻通過(guò)第一多路選通器連接到測(cè)量電路的電·正端ΗΙ，測(cè)量電路的電流正端HI依次通過(guò)第一多路選通器、第一電壓跟隨器和第二多路選通器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，測(cè)量電路的電壓正端V+和電壓負(fù)端V-依次通過(guò)運(yùn)放電路、第二電壓跟隨器、第二多路選通器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，測(cè)量電路的電流負(fù)端LO接地GND，標(biāo)準(zhǔn)電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片分別連接基準(zhǔn)電壓源。所述多通道阻值測(cè)量模塊的功能子板包括低值電阻測(cè)量電路，所述低值電阻測(cè)量電路為四線式電阻測(cè)量電路，包括24位△ Σ型差分模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，若干個(gè)與低值電阻量程相適配的標(biāo)準(zhǔn)電阻通過(guò)多路選通器連接到測(cè)量電路的電流正端ΗΙ，測(cè)量電路的電壓正端V+和電壓負(fù)端V-分別通過(guò)運(yùn)放電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的參考端分別通過(guò)運(yùn)放電路連接到標(biāo)準(zhǔn)電阻的兩端，測(cè)量電路的電流負(fù)端LO接地GND，標(biāo)準(zhǔn)電阻與基準(zhǔn)電壓源連接。所述低值電阻測(cè)量電路和高值電阻測(cè)量電路均包括開(kāi)關(guān)矩陣電路，所述開(kāi)關(guān)矩陣電路包括四組開(kāi)關(guān)，分別為A組開(kāi)關(guān)、B組開(kāi)關(guān)、C組開(kāi)關(guān)、D組開(kāi)關(guān)，A組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電流正端HI，D組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電流負(fù)端L0、B組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電壓正端V+、C組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電壓負(fù)端V-的開(kāi)關(guān)；每組開(kāi)關(guān)中包括分別連接η個(gè)測(cè)量端子的η個(gè)開(kāi)關(guān)，所述測(cè)量端子分別為端子I、端子2、…….、端子η，端子I分別連接A組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Α” B組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)BpC組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)CpD組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)D1,……，端子η分別連接A組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Αη、Β組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Bn、C組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Cn、D組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Dn。所述多通道熱敏電阻模擬模塊的功能子板包括4塊結(jié)構(gòu)相同的功能子板，每塊功能子板包括通過(guò)數(shù)控電阻陣列電路實(shí)現(xiàn)的N路模擬電阻輸出；所述模擬電阻輸出包括精密電阻模式輸出和串并電阻模式輸出兩種工作模式；所述精密電阻模式輸出，用于代替熱敏電阻接入控溫儀測(cè)溫回路，通過(guò)改變精密電阻模式輸出的阻值，模擬熱敏電阻阻值的變化，測(cè)試控溫儀的控溫閾值；所述串并電阻模式輸出用于與實(shí)際的熱敏電阻串/并聯(lián)后接入控溫儀測(cè)溫回路，通過(guò)改變串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的大小，模擬由于溫度變化帶來(lái)的熱敏電阻阻值的變化，檢查控溫儀整機(jī)系統(tǒng)連接是否正常，功能是否正確。所述數(shù)控電阻陣列電路包括串聯(lián)連接的三個(gè)數(shù)控電阻，其中一個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)精密電阻模式輸出的粗調(diào)，另一個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)精密電阻模式輸出的精調(diào)，第三個(gè)電阻用于和實(shí)際的熱敏電阻并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)串并電阻模式輸出下并聯(lián)電阻的調(diào)整。所述數(shù)控電阻陣列電路包括阻值校準(zhǔn)單元，用于對(duì)數(shù)控電阻陣列電路中每一個(gè)數(shù)控電阻標(biāo)示電阻值的實(shí)際電阻值進(jìn)行校準(zhǔn)，并將標(biāo)示電阻值與實(shí)際電阻值的對(duì)應(yīng)關(guān)系制成數(shù)據(jù)表保存在阻值校準(zhǔn)單元中，在數(shù)控電阻陣列電路輸出時(shí)，首先讀取相應(yīng)通道的標(biāo)示電阻值，進(jìn)行查表后輸出對(duì)應(yīng)的實(shí)際電阻值。所述加熱回路電流測(cè)量模塊 的功能子板包括6塊結(jié)構(gòu)相同的功能子板，每塊功能子板包括N路小電流測(cè)量通道和N路大電流測(cè)量通道；所述小電流測(cè)量通道的電流測(cè)量范圍為0A 0. 72A，所述大電流測(cè)量通道的電流測(cè)量范圍為0A 3A。所述加熱回路電流測(cè)量模塊的功能子板包括霍爾器件，所述霍爾器件的電流輸入端串入加熱回路，霍爾器件的電壓輸出端接多路選通器，多路選通器連接信號(hào)調(diào)理電路；被測(cè)電流流經(jīng)霍爾器件，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)切換采集N個(gè)不同通道的電壓信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后輸出。所述加熱回路電壓測(cè)量模塊的功能子板包括6塊結(jié)構(gòu)相同的功能子板，每塊功能子板包括N路電壓測(cè)量通道；所述電壓測(cè)量通道的電壓測(cè)量范圍為0V 42V ;所述加熱回路電壓測(cè)量模塊的功能子板包括電阻分壓電路，所述電阻分壓電路包括第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻的阻值大于10ΜΩ，第二分壓電阻的阻值為第一分壓電阻的阻值1/20 ;所述第一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)后接入加熱回路；所述第二分壓電阻的輸出端連接多路選通器，多路選通器連接隔離放大器；被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)第二分壓電阻分壓后通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)切換到N個(gè)不同通道后經(jīng)隔離放大器輸出。所述多通道阻值測(cè)量模塊、多通道熱敏電阻模擬模塊、多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊和多通道加熱回路電流測(cè)量模塊通用的電源板，其輸入端連接變壓器的次級(jí)，經(jīng)整流電路和濾波電路后輸出兩組±5V和一路+5V ;兩組±5V不共地,為各模塊中的模擬電路供電；一路+5V為數(shù)字電路供電；所述變壓器的初級(jí)和次級(jí)之間、模擬電源抽頭和數(shù)字電源抽頭之間均具有一層屏蔽層。所述多通道阻值測(cè)量模塊、多通道熱敏電阻模擬模塊、多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊和多通道加熱回路電流測(cè)量模塊通用的控制與通訊板，包括主控芯片，所述主控芯片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊與控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊；控制與通訊板的輸入端通過(guò)依次連接鉗位二極管、多路選通器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集芯片以及光耦隔離電路連接主控芯片。本實(shí)用新型的技術(shù)效果本實(shí)用新型提供的一種多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，包括多通道阻值測(cè)量模塊、多通道熱敏電阻模擬模塊、多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊和多通道加熱回路電流測(cè)量模塊四個(gè)測(cè)量模塊，各模塊在控制計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)各部分的功能，滿足對(duì)多通道熱控系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)電流、電壓、電阻等電性能參數(shù)的測(cè)試要求，并行測(cè)量路數(shù)能夠多達(dá)上百條,測(cè)試效率大大提高,并且檢測(cè)精度高,可靠性好。阻值測(cè)量模塊的主要功能是測(cè)量電阻值，包括兩個(gè)具有N路測(cè)量端子的測(cè)量模塊，其中一個(gè)模塊用來(lái)測(cè)量加熱回路電阻，另一個(gè)模塊用來(lái)測(cè)量測(cè)溫回路電阻。在熱控系統(tǒng)不加電的情況下，使用阻值測(cè)量模塊分析熱敏電阻網(wǎng)絡(luò)、加熱片網(wǎng)絡(luò)的連接與預(yù)定的控溫儀設(shè)計(jì)是否一致，檢查熱敏電阻、加熱電阻、輸入輸出接口的節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系是否正確，并檢查其與地線的隔尚。[0028]熱敏電阻模擬模塊的功能是輸出模擬的熱敏電阻信號(hào)，用于對(duì)熱控系統(tǒng)的測(cè)溫功能和測(cè)溫精度進(jìn)行測(cè)試，包括4塊結(jié)構(gòu)相同的功能子板，通過(guò)數(shù)控電阻陣列電路實(shí)現(xiàn)N路電阻值的輸出，輸出范圍大，可測(cè)量點(diǎn)多。分兩種工作模式，其中一種是精密電阻模式輸出將熱敏電阻模擬模塊接入控溫儀測(cè)溫回路，通過(guò)改變精密電阻模式輸出的阻值，檢查測(cè)溫回路的功能和精度；另一種是串并電阻模式輸出將實(shí)際的熱敏電阻輸出到串并電阻模塊，改變串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的大小，這樣不用改變溫度即可改變熱敏電阻的輸出阻值，可以檢查控溫儀整機(jī)系統(tǒng)連接是否正常，功能是否正確。加熱回路電壓測(cè)量模塊和加熱回路電流測(cè)量模塊的功能是測(cè)量加熱回路輸出的加熱電壓和加熱電流。電壓測(cè)量模塊包括N路測(cè)量通道，能夠選擇N路電壓通道中的任意通道進(jìn)行電壓測(cè)量，實(shí)現(xiàn)任意通道電壓測(cè)量的監(jiān)測(cè)和測(cè)試狀態(tài)的選擇；電流測(cè)量模塊包括N路小電流測(cè)量通道和N路大電流測(cè)量通道，能夠選擇N路小電流和N路大電流中的任意通道進(jìn)行電流測(cè)量，實(shí)現(xiàn)任意通道電流測(cè)量的監(jiān)測(cè)和測(cè)試狀態(tài)的選擇。同時(shí)，四個(gè)模塊充分采用了通用化的設(shè)計(jì)思想，各模塊均使用一致的子母板結(jié)構(gòu)，且所使用的控制與通訊板、電源板、變壓器等都采用了相同的設(shè)計(jì)，這樣簡(jiǎn)化了設(shè)備的復(fù)雜 度，提高了設(shè)備的可靠性和可維護(hù)性。

圖I是本實(shí)用新型多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備組成示意圖。圖2是本實(shí)用新型各測(cè)量模塊的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是多通道阻值測(cè)量模塊的高值電阻測(cè)量電路實(shí)施例示意圖。圖4是多通道阻值測(cè)量模塊的低值電阻測(cè)量電路實(shí)施例示意圖。圖5是多通道阻值測(cè)量模塊的開(kāi)關(guān)矩陣電路實(shí)施例示意圖。圖6是多通道熱敏電阻模擬模塊的數(shù)控電阻陣列電路實(shí)施例示意圖。圖7是多通道加熱回路電流測(cè)量模塊的功能子板結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是多通道加熱回路電流測(cè)量模塊的某一測(cè)量通道的電路實(shí)施例圖。圖9是多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊的功能子板電路圖。圖11是變壓器電路原理圖。圖12是電源板電路原理圖。圖13是本實(shí)用新型通訊與控制板的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，是本實(shí)用新型多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備組成示意圖。包括多通道阻值測(cè)量模塊、多通道熱敏電阻模擬模塊、多通道加熱回路電流測(cè)量模塊、多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊。(I)多通道阻值測(cè)量模塊用于測(cè)量熱敏電阻和加熱電阻的靜態(tài)阻值、檢查輸入輸出接口的節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系是否正確，并檢查電阻與地線的隔離情況；(2)多通道熱敏電阻模擬模塊用于代替熱敏電阻或與熱敏電阻串/并聯(lián)后接入控溫儀測(cè)溫回路，對(duì)控溫儀測(cè)溫回路的測(cè)溫功能和測(cè)溫精度進(jìn)行測(cè)試；(3)多通道加熱回路電流測(cè)量模塊用于通過(guò)非接觸的方式測(cè)量加熱回路的電流，檢查加熱電流輸出節(jié)點(diǎn)連接是否正確，電流是否正常；
(4)多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊用于測(cè)量加熱回路輸出的加熱電壓，指示加熱回路加熱狀態(tài)，檢查電壓輸出節(jié)點(diǎn)連接是否正確，電壓是否正常。以上各模塊均通過(guò)交換機(jī)與控制計(jì)算機(jī)相連，在控制計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下協(xié)調(diào)工作；所述多通道是指以上各模塊的并行測(cè)量通道均在百條以上。如圖2所示，是本實(shí)用新型各測(cè)量模塊的整體結(jié)構(gòu)示意圖。包括電源板、控制與通訊板、母板以及各測(cè)量模塊的功能子板；本實(shí)用新型的四個(gè)測(cè)量模塊充分采用了通用化的設(shè)計(jì)思想，各模塊均使用一致的子母板結(jié)構(gòu)，電源板、控制與通訊板都采用了相同的設(shè)計(jì)。如圖2所示，在每個(gè)模塊中，電源板通過(guò)母板分別與控制與通訊板和功能子板連接，控制與通訊板和功能子板通過(guò)母板相互連接，控制與通訊板連接控制計(jì)算機(jī)；電源板將交流電變換成所需的直流電為控制與通訊板和功能子板供電，控制與通訊板接收和執(zhí)行控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令，并把指令的執(zhí)行結(jié)果返回給控制計(jì)算機(jī)，母板為電源板、控制與通訊板、功能子板的相互連接提供物理接口 ；功能子板I、功能子板2表示各測(cè)量模塊的功能子板，根據(jù)測(cè)量需要，分為若干塊功能子板，具體的，阻值測(cè)量模塊包括2塊功能子板，熱敏電阻模擬 模塊包括4塊功能子板，加熱回路電壓測(cè)量模塊和加熱回路電流測(cè)量模塊各分別包括6塊功能子板。阻值測(cè)量模塊的功能子板I和功能子板2分別為熱敏電阻測(cè)量功能子板和加熱電阻測(cè)量功能子板，熱敏電阻測(cè)量功能子板上包括N個(gè)測(cè)量端子，加熱電阻測(cè)量功能子板上包括N個(gè)測(cè)量端子；熱敏電阻測(cè)量功能子板用來(lái)測(cè)量測(cè)溫回路電阻，加熱電阻測(cè)量功能子板用來(lái)測(cè)量加熱回路電阻。阻值測(cè)量模塊功能子板的內(nèi)部測(cè)量電路采用四線法測(cè)量電阻，以消除儀器內(nèi)部線路電阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。本實(shí)施例的電路中設(shè)計(jì)了兩套測(cè)量電路，其中以24位Λ Σ型差分模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片LT2400為核心的測(cè)量電路用來(lái)測(cè)量低值電阻，以14位快速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7894-2為核心的測(cè)量電路用來(lái)測(cè)量阻值較高的電阻。測(cè)量電路原理如圖3和圖4所示。如圖3所示，在阻值測(cè)量模塊中，阻值在4k Ω ^lOOM Ω的電阻采用圖3所示的高阻值電阻測(cè)量電路。4個(gè)與高值電阻量程相適配的阻值為IOkQ、100kQ、1ΜΩ、10ΜΩ的標(biāo)準(zhǔn)電阻通過(guò)多路選通器I連接到測(cè)量電路的電流正端HI，測(cè)量電路的電流正端HI依次通過(guò)多路選通器I、電壓跟隨器I和多路選通器2連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7894-2，測(cè)量電路的電壓正端V+和電壓負(fù)端V-依次通過(guò)運(yùn)放電路、電壓跟隨器2、多路選通器2連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片AD7894-2，測(cè)量電路的電流負(fù)端LO接地GND ;標(biāo)準(zhǔn)電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片分別與2. 5V基準(zhǔn)電壓源連接。測(cè)量時(shí)，多路選通器I先閉合，選擇一只標(biāo)準(zhǔn)電阻與被測(cè)電阻連接，通過(guò)多路選通器2的選擇首先得到標(biāo)準(zhǔn)電阻器的AD讀數(shù)，然后多路選通器2切換到與運(yùn)放電路連接的被測(cè)信號(hào)，得到被測(cè)電阻的AD讀數(shù)，最后通過(guò)公式(I)計(jì)算得到被測(cè)電阻的阻值
,V * RRx=-—~
八)-,.丨(O其中，Rx—被測(cè)電阻阻值；R——標(biāo)準(zhǔn)電阻阻值；Rdatal——AD7894的第一次讀數(shù)(16384_Rdatal為標(biāo)準(zhǔn)電阻的AD讀數(shù))；[0053]Rdata2——AD7894的第二次讀數(shù)(即被測(cè)電阻的AD讀數(shù))；16384——AD7894 的滿度值。>被測(cè)電阻在4k Ω 40k Ω時(shí)，多路選通器選擇IOk Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻；>被測(cè)電阻在40k Ω 400k Ω時(shí)，多路選通器選擇IOOk Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻；>被測(cè)電阻在400k Ω 4M Ω時(shí)，多路選通器選擇IM Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻；>被測(cè)電阻在4ΜΩ 100ΜΩ時(shí)，多路選通器選擇IOM Ω的標(biāo)準(zhǔn)電阻。如圖4所示，在阻值測(cè)量模塊中，被測(cè)電阻阻值在O Ω Ik Ω時(shí)，采用如圖4所示的低阻值電阻測(cè)量電路。多路選通器I分別連接兩個(gè)與低值電阻量程相適配的標(biāo)準(zhǔn)電阻，其 中一個(gè)阻值為lkQ，另一個(gè)為IOkQ，標(biāo)準(zhǔn)電阻的兩端分別通過(guò)運(yùn)放電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片LT2400的參考端連接，多路選通器I與測(cè)量電路的電流正端HI連接，測(cè)量電路的電壓正端V+和電壓負(fù)端V-分別通過(guò)運(yùn)放電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片LT2400的輸入端，測(cè)量電路的電流負(fù)端LO接地GND，2. 5kQ的標(biāo)準(zhǔn)電阻與2. 5V基準(zhǔn)電壓源連接。在低阻值測(cè)量電路中，AD芯片LT2400的參考端直接接到標(biāo)準(zhǔn)電阻兩端，輸入端直接接到被測(cè)電阻兩端，得到AD讀數(shù)后，代入公式(2)計(jì)算得出被測(cè)電阻的阻值
權(quán)利要求1.一種多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，包括 (1)多通道阻值測(cè)量模塊用于測(cè)量熱敏電阻和加熱電阻的靜態(tài)阻值，檢查輸入輸出接口的節(jié)點(diǎn)連接關(guān)系是否正確，并檢查電阻與地線的隔離情況； (2)多通道熱敏電阻模擬模塊用于代替熱敏電阻或與熱敏電阻串/并聯(lián)后接入控溫儀測(cè)溫回路，對(duì)控溫儀測(cè)溫回路的測(cè)溫功能和測(cè)溫精度進(jìn)行測(cè)試； (3)多通道加熱回路電流測(cè)量模塊用于通過(guò)非接觸的方式測(cè)量加熱回 路的電流，檢查加熱電流輸出節(jié)點(diǎn)連接是否正確，電流是否正常； (4)多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊用于測(cè)量加熱回路輸出的加熱電壓，指示加熱回路加熱狀態(tài)，檢查電壓輸出節(jié)點(diǎn)連接是否正確，電壓是否正常； 以上各模塊均通過(guò)交換機(jī)與控制計(jì)算機(jī)相連，在控制計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下協(xié)調(diào)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述多通道是指所述以上各模塊的并行測(cè)量通道均在百條以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述多通道阻值測(cè)量模塊、多通道熱敏電阻模擬模塊、多通道加熱回路電流測(cè)量模塊和多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊均包括通用的母板、電源板、控制與通訊板以及各模塊專用的功能子板；在每個(gè)模塊中，所述電源板通過(guò)母板分別與控制與通訊板和功能子板連接，控制與通訊板和功能子板通過(guò)母板相互連接，控制與通訊板連接控制計(jì)算機(jī)；所述電源板將交流電變換成所需的直流電為控制與通訊板和功能子板供電，所述控制與通訊板接收和執(zhí)行控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令，并把指令的執(zhí)行結(jié)果返回給控制計(jì)算機(jī)，所述母板為電源板、控制與通訊板、功能子板的相互連接提供物理接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述多通道阻值測(cè)量模塊的功能子板包括熱敏電阻測(cè)量功能子板和加熱電阻測(cè)量功能子板，所述熱敏電阻測(cè)量功能子板上包括η個(gè)測(cè)量端子，所述加熱電阻測(cè)量功能子板上包括η個(gè)測(cè)量端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述多通道阻值測(cè)量模塊的功能子板包括高值電阻測(cè)量電路，所述高值電阻測(cè)量電路為四線式電阻測(cè)量電路，包括14位快速模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，若干個(gè)與高值電阻量程相適配的標(biāo)準(zhǔn)電阻通過(guò)第一多路選通器連接到測(cè)量電路的電流正端ΗΙ，測(cè)量電路的電流正端HI依次通過(guò)第一多路選通器、第一電壓跟隨器和第二多路選通器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，測(cè)量電路的電壓正端V+和電壓負(fù)端V-依次通過(guò)運(yùn)放電路、第二電壓跟隨器、第二多路選通器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，測(cè)量電路的電流負(fù)端LO接地GND，標(biāo)準(zhǔn)電阻和模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片分別連接基準(zhǔn)電壓源。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述多通道阻值測(cè)量模塊的功能子板包括低值電阻測(cè)量電路，所述低值電阻測(cè)量電路為四線式電阻測(cè)量電路，包括24位△ Σ型差分模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，若干個(gè)與低值電阻量程相適配的標(biāo)準(zhǔn)電阻通過(guò)多路選通器連接到測(cè)量電路的電流正端ΗΙ，測(cè)量電路的電壓正端V+和電壓負(fù)端V-分別通過(guò)運(yùn)放電路連接模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的輸入端，模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的參考端分別通過(guò)運(yùn)放電路連接到標(biāo)準(zhǔn)電阻的兩端，測(cè)量電路的電流負(fù)端LO接地GND，標(biāo)準(zhǔn)電阻與基準(zhǔn)電壓源連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述高值電阻測(cè)量電路包括開(kāi)關(guān)矩陣電路，所述開(kāi)關(guān)矩陣電路包括四組開(kāi)關(guān)，分別為A組開(kāi)關(guān)、B組開(kāi)關(guān)、C組開(kāi)關(guān)、D組開(kāi)關(guān)，A組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電流正端HI，D組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電流負(fù)端LO、B組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電壓正端V+、C組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電壓負(fù)端V-的開(kāi)關(guān)；每組開(kāi)關(guān)中包括分別連接η個(gè)測(cè)量端子的η個(gè)開(kāi)關(guān)，所述測(cè)量端子分別為端子I、端子2、…….、端子η，端子I分別連接A組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)ApB組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)C組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Q、D組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)D1,……，端子η分別連接A組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Αη、Β組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Bn、C組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Cn、D組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Dn。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述低值電阻測(cè)量電路包括開(kāi)關(guān)矩陣電路，所述開(kāi)關(guān)矩陣電路包括四組開(kāi)關(guān)，分別為A組開(kāi)關(guān)、B組開(kāi)關(guān)、C組開(kāi)關(guān)、D組開(kāi)關(guān)，A組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電流正端HI，D組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電流負(fù)端LO、B組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電壓正端V+、C組開(kāi)關(guān)中的每個(gè)開(kāi)關(guān)連接測(cè)量電路的電壓負(fù)端V-的開(kāi)關(guān)；每組開(kāi)關(guān)中包括分別連接η個(gè)測(cè)量端子的η個(gè)開(kāi)關(guān)，所述測(cè)量端子分別為端子I、端子2、…….、端子η，端子I分別連接A組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)ApB組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)C組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Q、D組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)D1,……，端 子η分別連接A組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Αη、Β組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Bn、C組開(kāi)關(guān)中的開(kāi)關(guān)Cn、D組開(kāi)關(guān)中 的開(kāi)關(guān)Dn。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述多通道熱敏電阻模擬模塊的功能子板包括4塊結(jié)構(gòu)相同的功能子板，每塊功能子板包括通過(guò)數(shù)控電阻陣列電路實(shí)現(xiàn)的N路模擬電阻輸出；所述模擬電阻輸出包括精密電阻模式輸出和串并電阻模式輸出兩種工作模式；所述精密電阻模式輸出，用于代替熱敏電阻接入控溫儀測(cè)溫回路，通過(guò)改變精密電阻模式輸出的阻值，模擬熱敏電阻阻值的變化，測(cè)試控溫儀的控溫閾值；所述串并電阻模式輸出用于與實(shí)際的熱敏電阻串/并聯(lián)后接入控溫儀測(cè)溫回路，通過(guò)改變串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的大小，模擬由于溫度變化帶來(lái)的熱敏電阻阻值的變化，檢查控溫儀整機(jī)系統(tǒng)連接是否正常，功能是否正確。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)控電阻陣列電路包括串聯(lián)連接的三個(gè)數(shù)控電阻，其中一個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)精密電阻模式輸出的粗調(diào)，另一個(gè)電阻實(shí)現(xiàn)精密電阻模式輸出的精調(diào)，第三個(gè)電阻用于和實(shí)際的熱敏電阻并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)串并電阻模式輸出下并聯(lián)電阻的調(diào)整。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)控電阻陣列電路包括阻值校準(zhǔn)單元，用于對(duì)數(shù)控電阻陣列電路中每一個(gè)數(shù)控電阻標(biāo)示電阻值的實(shí)際電阻值進(jìn)行校準(zhǔn)，并將標(biāo)示電阻值與實(shí)際電阻值的對(duì)應(yīng)關(guān)系制成數(shù)據(jù)表保存在阻值校準(zhǔn)單元中，在數(shù)控電阻陣列電路輸出時(shí)，首先讀取相應(yīng)通道的標(biāo)示電阻值，進(jìn)行查表后輸出對(duì)應(yīng)的實(shí)際電阻值。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述加熱回路電流測(cè)量模塊的功能子板包括6塊結(jié)構(gòu)相同的功能子板，每塊功能子板包括N路小電流測(cè)量通道和N路大電流測(cè)量通道；所述小電流測(cè)量通道的電流測(cè)量范圍為0A 0. 72A，所述大電流測(cè)量通道的電流測(cè)量范圍為0A 3A。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述加熱回路電流測(cè)量模塊的功能子板包括霍爾器件，所述霍爾器件的電流輸入端串入加熱回路，霍爾器件的電壓輸出端接多路選通器，多路選通器連接信號(hào)調(diào)理電路；被測(cè)電流流經(jīng)霍爾器件，通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)切換采集N個(gè)不同通道的電壓信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路調(diào)理后輸出。
14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述加熱回路電壓測(cè)量模塊的功能子板包括6塊結(jié)構(gòu)相同的功能子板，每塊功能子板包括N路電壓測(cè)量通道；所述電壓測(cè)量通道的電壓測(cè)量范圍為0V 42V ;所述加熱回路電壓測(cè)量模塊的功能子板包括電阻分壓電路，所述電阻分壓電路包括第一分壓電阻和第二分壓電阻，所述第一分壓電阻的阻值大于10ΜΩ，第二分壓電阻的阻值為第一分壓電阻的阻值1/20 ;所述第一分壓電阻和第二分壓電阻串聯(lián)后接入加熱回路；所述第二分壓電阻的輸出端連接多路選通器，多路選通器連接隔離放大器；被測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)第二分壓電阻分壓后通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)切換到N個(gè)不同通道后經(jīng)隔離放大器輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述多通道阻值測(cè)量模塊、多通道熱敏電阻模擬模塊、多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊和多通道加熱回路電流測(cè)量模塊通用的電源板，其輸入端連接變壓器的次級(jí)，經(jīng)整流電路和濾波電路后輸出兩組±5V和一路+5V ;兩組±5V不共地，為各模塊中的模擬電路供電；一路+5V為數(shù)字電路供電；所述變壓器的初級(jí)和次級(jí)之間、模擬電源抽頭和數(shù)字電源抽頭之間均具有一層屏蔽層。
16.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述多通道阻值測(cè)量模塊、多通道熱敏電阻模擬模塊、多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊和多通道加熱回路電流測(cè)量模塊通用的控制與通訊板，包括主控芯片，所述主控芯片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)模塊與控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊；控制與通訊板的輸入端通過(guò)依次連接鉗位二極管、多路選通器、信號(hào)調(diào)理電路、數(shù)據(jù)采集芯片以及光耦隔離電路連接主控芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提供的一種多通道熱控系統(tǒng)測(cè)試設(shè)備，包括多通道阻值測(cè)量模塊、多通道熱敏電阻模擬模塊、多通道加熱回路電壓測(cè)量模塊和多通道加熱回路電流測(cè)量模塊四個(gè)測(cè)量模塊，各模塊在控制計(jì)算機(jī)的統(tǒng)一控制下協(xié)調(diào)工作，滿足對(duì)多通道熱控系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)電流、電壓、電阻等電性能參數(shù)的測(cè)試要求，并行測(cè)量通道多達(dá)上百條，測(cè)試效率大大提高，并且檢測(cè)精度高，可靠性好。
文檔編號(hào)G01R27/02GK202694136SQ20122020373
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者馮榮尉, 張亞, 安亮, 陳阿琴, 柏向春, 宋博, 盧成志, 劉民 申請(qǐng)人:北京東方計(jì)量測(cè)試研究所