本發(fā)明專利涉及一種基于pxi的電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動測試系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計理念，具有工作穩(wěn)定性好、測試效率高、可靠性高、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點，實現(xiàn)了電纜網(wǎng)無源導(dǎo)通測試和絕緣測試的自動化測試，有效提高了電纜網(wǎng)測試的自動化測試水平和測試效率，較傳統(tǒng)測試方法效率提高300％以上。

背景技術(shù)：

電纜網(wǎng)出廠前、電纜裝配過程中以及裝配后都需要對電纜網(wǎng)進(jìn)行無源導(dǎo)通測試和絕緣測試，以驗證其電氣性能是否合格。傳統(tǒng)測試方法是用萬用表和絕緣表直接對電纜網(wǎng)點對點地進(jìn)行手動測試，該方法測試效率低，測量精度低，且測試過程中電纜網(wǎng)存在物理性破壞的風(fēng)險，顯然手動測試無法滿足日益增長的批生產(chǎn)測試任務(wù)的要求。而當(dāng)前市場上的電纜測試設(shè)備，要么價格十分昂貴，要么工作穩(wěn)定性不佳，難以滿足電纜網(wǎng)批生產(chǎn)測試的要求。為解決以上問題，本發(fā)明專利提出了一種基于pxi的電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動測試系統(tǒng)。

pxi是一種基于pc的開發(fā)平臺，pxi結(jié)合了pci/pciexpress的電氣總線特性與compactpci的模塊化及eurocard機(jī)械封裝的特性，并增加了專門的同步總線和主要軟件特性，具有高靈活性、高性能、低價位等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化制造和機(jī)械監(jiān)控測試、軍事國防與航空航天、汽車和工業(yè)測試、嵌入式系統(tǒng)等多種領(lǐng)域。pxi系統(tǒng)主要由pxi機(jī)箱、控制器、模塊化i/o、軟件四部分組成。pxi機(jī)箱具有堅固可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提供多個i/o模塊插槽，支持多種靈活的模塊化硬件，比如信號發(fā)生器、開關(guān)模塊、信號采集模塊、儀器儀表模塊等，此外，pxi機(jī)箱優(yōu)化了電源設(shè)計、散熱設(shè)計等確保了整機(jī)性能及穩(wěn)定性。pxi嵌入式控制器集成處理器、硬盤驅(qū)動器、內(nèi)存、以太網(wǎng)、gpib、usb以及其它外圍i/o設(shè)備，通常預(yù)裝windows操作系統(tǒng)，利用計算機(jī)技術(shù)，實現(xiàn)與各模塊的通訊和控制。pxi軟件采用可視化編程軟件labview進(jìn)行積木搭接式編程，利用內(nèi)建的數(shù)學(xué)和信號處理函數(shù)建立圖形化的虛擬儀器面板，實現(xiàn)對儀器的控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)測量和分析以及測量結(jié)果顯示等功能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決傳統(tǒng)電纜網(wǎng)手動測試測試效率低的矛盾，本發(fā)明專利提出了一種模塊化設(shè)計、工作穩(wěn)定性好、測試效率高、自動化程度高的基于pxi的電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動測試系統(tǒng)。

本發(fā)明專利的技術(shù)解決方案如下所述：

該電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動測試系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，包括便攜式pxi機(jī)箱組合1、繼電器轉(zhuǎn)接組合13、程控絕緣測試儀8、測試電纜12、打印機(jī)4等，其中，pxi機(jī)箱組合1包含pxi嵌入式控制器3、3個多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5、3個繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567—6、數(shù)字萬用表模塊pxi-4072—7和鍵盤顯示器組合2等模塊，繼電器轉(zhuǎn)接組合13包含耐高壓繼電器板9、電源模塊10和測試電纜轉(zhuǎn)接盒11等。

鍵盤顯示器組合2：是測試操作人員和pxi嵌入式控制器3的交互界面，與pxi嵌入式控制器3連接，可實現(xiàn)測控指令發(fā)控、測試數(shù)據(jù)顯示等功能；

pxi嵌入式控制器3：是本發(fā)明自動測試系統(tǒng)的控制中樞，通過pxi總線與多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5、繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567—6和數(shù)字萬用表模塊pxi-4072—7通信，通過rs432串行總線與程控絕緣測試儀8通信，通過waln網(wǎng)線與打印機(jī)4通信。

多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5：是具有196路1線通道的多路復(fù)用器繼電器開關(guān)，其中2塊多路復(fù)用器模塊5與pxi嵌入式控制器3和測試電纜轉(zhuǎn)接盒11連接，通過接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可實現(xiàn)無源導(dǎo)通測試中切換待測點的功能；另一塊多路復(fù)用器模塊5與pxi嵌入式控制器3、耐高壓繼電器板9和電源模塊10連接，通過接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可選擇并驅(qū)動單個耐高壓繼電器，從而實現(xiàn)絕緣測試中選擇切換待測點的功能。

繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567—6：是一種64通道外部繼電器驅(qū)動模塊，與pxi嵌入式控制器3、耐高壓繼電器板9和電源模塊10連接，通過接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可選擇并驅(qū)動多個耐高壓繼電器，從而實現(xiàn)絕緣測試中選擇并短接多個待測點的功能。

耐高壓繼電器板9：最高耐壓1000vdc，與電源模塊10和測試電纜轉(zhuǎn)接盒11連接，實現(xiàn)絕緣測試中待測點的選擇切換的功能；

電源模塊10：與耐高壓繼電器板9連接，為耐高壓繼電器提供24v驅(qū)動電壓；

數(shù)字萬用表模塊pxi-4072—7：與pxi嵌入式控制器3和測試電纜轉(zhuǎn)接盒11連接，通過接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可實現(xiàn)無源導(dǎo)通測試和測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽?/p>

程控絕緣測試儀8：與pxi嵌入式控制器3和測試電纜轉(zhuǎn)接盒11連接，通過接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可實現(xiàn)施加直流高壓、絕緣測試和測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽?/p>

測試電纜轉(zhuǎn)接盒11：與數(shù)字萬用表模塊pxi-4072—7、程控絕緣測試儀8、耐高壓繼電器板9、測試電纜12等連接，主要完成pxi測試控制信號與電纜網(wǎng)待測信號之間的轉(zhuǎn)換；

打印機(jī)4：與pxi嵌入式控制器3連接，完成測試數(shù)據(jù)導(dǎo)出打印功能。

本發(fā)明的測試軟件才采用可視化編程軟件labview進(jìn)行積木搭接式編程模式，利用內(nèi)建的數(shù)學(xué)和信號處理子函數(shù)建立圖形化的虛擬儀器面板，實現(xiàn)電纜網(wǎng)無源導(dǎo)通自動測試和絕緣自動測試的功能。

該發(fā)明具備無源導(dǎo)通自動測試功能，其實現(xiàn)方法為pxi嵌入式控制器3控制兩個多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5完成導(dǎo)通測試中一對待測點的選擇切換，再控制數(shù)字萬用表模塊pxi-4072—7測量導(dǎo)通電阻并將單次測量值返回pxi嵌入式控制器3存儲處理。

該發(fā)明具備絕緣自動測試功能，其控制策略為單點對多點間絕緣測試，即：如果對n個點進(jìn)行絕緣測試，將n-1個待測點短接(不包括第i個待測點)，與未短接點(第i個待測點)進(jìn)行絕緣測試，i從1變化到n-1，只需通過n-1次絕緣測試即可實現(xiàn)任意兩點之間的絕緣測試。具體實現(xiàn)方法為pxi嵌入式控制器3控制繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567—6驅(qū)動耐高壓繼電器板9選通n-1個耐高壓繼電器，實現(xiàn)短接n-1個待測點(不包括第i個待測點)的目的；同時，pxi嵌入式控制器3控制多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5驅(qū)動耐高壓繼電器板9選通第i個耐高壓繼電器，實現(xiàn)選擇第i個待測點的目的；再控制程控絕緣測試儀8實現(xiàn)待測點施加直流高壓、絕緣測試，并將單次測量結(jié)果返回pxi嵌入式控制器3存儲處理。

本發(fā)明專利與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：本發(fā)明專利基于pxi平臺開發(fā)設(shè)計，采用模塊化設(shè)計理念，具有開發(fā)周期短、工作穩(wěn)定性好，可靠性高、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點；軟件編程采用可視化labview進(jìn)行積木搭接式編程模式，編程開發(fā)簡單，調(diào)試便捷；絕緣測試控制策略為單點對多點間絕緣測試，大大縮短了測試時間，提高測試效率。實現(xiàn)了電纜網(wǎng)無源導(dǎo)通測試和絕緣測試的自動化測試，有效提高了電纜網(wǎng)測試的自動化測試水平和測試效率，較傳統(tǒng)測試方法效率提高300％以上。

附圖說明

圖1為本發(fā)明專利的自動測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及連接圖；

圖2為本發(fā)明專利的無源導(dǎo)通測試的原理示意圖；

圖3為本發(fā)明專利的絕緣測試的原理示意圖；

圖4為本發(fā)明的絕緣測試的軟件實現(xiàn)流程圖。

具體實施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明專利的具體實施方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明專利的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)完整地論述。

如圖1所示，本發(fā)明專利采用模塊化設(shè)計方案，包括便攜式pxi機(jī)箱組合、繼電器轉(zhuǎn)接組合、程控絕緣測試儀、測試電纜、打印機(jī)等，其中，pxi機(jī)箱組合包含pxi嵌入式控制器、3個多路復(fù)用器模塊pxie-2575、3個繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567、數(shù)字萬用表模塊pxi-4072和鍵盤顯示器組合等模塊，繼電器轉(zhuǎn)接組合包含耐高壓繼電器板、電源模塊和測試電纜轉(zhuǎn)接盒等。

鍵盤顯示器組合：是測試操作人員和pxi嵌入式控制器的交互界面，與pxi嵌入式控制器連接，可實現(xiàn)測控指令發(fā)控、測試數(shù)據(jù)顯示等功能；

pxi嵌入式控制器：是本發(fā)明自動測試系統(tǒng)的控制中樞，通過pxi總線與多路復(fù)用器模塊pxie-2575、繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567和數(shù)字萬用表模塊pxi-4072通信，通過rs432串行總線與程控絕緣測試儀通信，通過waln網(wǎng)線與打印機(jī)通信。

多路復(fù)用器模塊pxie-2575：是具有196路1線通道的多路復(fù)用器繼電器開關(guān)，其中2塊多路復(fù)用器模塊與pxi嵌入式控制器和測試電纜轉(zhuǎn)接盒連接，通過接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可實現(xiàn)無源導(dǎo)通測試中切換待測點的功能；另一塊多路復(fù)用器模塊與pxi嵌入式控制器、耐高壓繼電器板和電源模塊連接，通過接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可選擇并驅(qū)動單個耐高壓繼電器，從而實現(xiàn)絕緣測試中選擇切換待測點的功能。

繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567：是一種64通道外部繼電器驅(qū)動模塊，與pxi嵌入式控制器、耐高壓繼電器板和電源模塊連接，通過接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可選擇并驅(qū)動多個耐高壓繼電器，從而實現(xiàn)絕緣測試中選擇并短接多個待測點的功能。

耐高壓繼電器板：最高耐壓1000vdc，與電源模塊和測試電纜轉(zhuǎn)接盒連接，實現(xiàn)絕緣測試中待測點的選擇切換的功能；

電源模塊：與耐高壓繼電器板連接，為耐高壓繼電器提供24v驅(qū)動電壓；

數(shù)字萬用表模塊pxi-4072：與pxi嵌入式控制器和測試電纜轉(zhuǎn)接盒連接，通過接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可實現(xiàn)無源導(dǎo)通測試和測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽?/p>

程控絕緣測試儀：與pxi嵌入式控制器和測試電纜轉(zhuǎn)接盒連接，通過接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可實現(xiàn)施加直流高壓、絕緣測試和測試數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽?/p>

測試電纜轉(zhuǎn)接盒：與數(shù)字萬用表模塊pxi-4072、程控絕緣測試儀、耐高壓繼電器板、測試電纜等連接，主要完成pxi測試控制信號與電纜網(wǎng)待測信號之間的轉(zhuǎn)換；

打印機(jī)：與pxi嵌入式控制器連接，完成測試數(shù)據(jù)導(dǎo)出打印功能。

如圖2所示，給出了無源導(dǎo)通測試的具體實現(xiàn)方法。

圖2-(b)給出了多路復(fù)用器pxie-2575與待測點、測試儀表的連接示意圖，多路復(fù)用器模塊pxie-2575的com端連接到數(shù)字萬用表模塊pxi-4072的“+”端或“-”端，輸出端分別通過測試電纜轉(zhuǎn)接盒與電纜待測點一一連接。

圖2-(a)給出了無源導(dǎo)通測試硬件結(jié)構(gòu)原理圖，pxi嵌入式控制器控制兩個多路復(fù)用器模塊pxie-2575完成導(dǎo)通測試中一對待測點的選擇切換，再控制數(shù)字萬用表模塊pxi-4072測量導(dǎo)通電阻并將單次測量值返回pxi嵌入式控制器存儲處理。

如圖3、4所示，給出了絕緣測試的具體實現(xiàn)方法。

其控制策略為單點對多點間絕緣測試，如果對n個點進(jìn)行絕緣測試，將n-1個待測點短接(不包括第i個待測點)，與未短接點(第i個待測點)進(jìn)行絕緣測試，i從1變化到n-1，只需通過n-1次絕緣測試即可實現(xiàn)任意兩點之間的絕緣測試。

圖3-(b)給出了耐高壓繼電器板、多路復(fù)用器pxie-2575、繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567、電源模塊、待測點、程控絕緣測試儀之間的連接示意圖。耐高壓繼電器板上的所有耐高壓繼電器的1引腳連接到絕緣表筆“+”端或“-”端，2引腳分別通過測試電纜轉(zhuǎn)接盒與待測點一一對應(yīng)連接，3引腳連接到電源模塊的24vdc正向端，4引腳分別與繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567或多路復(fù)用器模塊pxie-2575通道輸入端，繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567和多路復(fù)用器模塊pxie-2575的com端連接到電源模塊的24vdc負(fù)向端，從而構(gòu)成回路。

圖3-(a)給出了絕緣測試硬件結(jié)構(gòu)示意圖，pxi嵌入式控制器控制繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567驅(qū)動耐高壓繼電器板選通n-1個耐高壓繼電器，實現(xiàn)n-1個待測點短接(不包括第i個待測點)的目的；同時，pxi嵌入式控制器控制多路復(fù)用器模塊pxie-2575驅(qū)動耐高壓繼電器板選通第i個耐高壓繼電器，實現(xiàn)選擇第i個待測點的目的；再控制程控絕緣測試儀實現(xiàn)待測點施加直流高壓、絕緣測試，并將單次測量結(jié)果返回pxi嵌入式控制器存儲處理。

圖4所示，給出了測試程序采用labview編程實現(xiàn)絕緣測試的流程圖。程序進(jìn)入絕緣測試系統(tǒng)，先對程控絕緣測試儀進(jìn)行初始化，然后再對測試程序進(jìn)行初始化，然后執(zhí)行絕緣測試操作，包括如下三個環(huán)節(jié)：

a)吸合繼電器切換待測點：pxi嵌入式控制器控制繼電器驅(qū)動模塊pxi-2567同時吸合n-1個耐高壓繼電器，控制多路復(fù)用器模塊pxie-2575選通第i個繼電器吸合第i個耐高壓繼電器，實現(xiàn)短接n-1個待測點和選擇第i個待測點的目的。

b)絕緣表操作：pxi嵌入式控制器控制控制程控絕緣測試儀給待測點施加直流高壓、絕緣測試，返回單次測試數(shù)據(jù)的功能；

c)關(guān)閉繼電器：斷開a)步驟中吸合的繼電器；

循環(huán)執(zhí)行a)、b)、c)步驟，測試結(jié)束，判讀測試結(jié)果，最后導(dǎo)出并保存測試結(jié)果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利基于pxi平臺開發(fā)設(shè)計，采用模塊化設(shè)計理念，具有開發(fā)周期短、工作穩(wěn)定性好，可靠性高、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點；軟件編程采用可視化labview進(jìn)行積木搭接式編程模式，編程開發(fā)簡單，調(diào)試便捷；絕緣測試控制策略為單點對多點間絕緣測試，大大縮短了測試時間，提高測試效率。實現(xiàn)了電纜網(wǎng)無源導(dǎo)通測試和絕緣測試的自動化測試，有效提高了電纜網(wǎng)測試的自動化測試水平和測試效率，較傳統(tǒng)測試方法效率提高300％以上。

本發(fā)明專利雖為基于pxi的電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動測試系統(tǒng)，但不僅僅局限于對電纜網(wǎng)進(jìn)行無源導(dǎo)通測試和絕緣測試，也可以作為一種通用的導(dǎo)通絕緣測試平臺進(jìn)行其它領(lǐng)域的電氣性能測試。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明專利構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和擴(kuò)展改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。