基于Lab Windows/CVI继电器组功能测试仪的设计*

车达升 李国林 袁汉钦 张 戎

(海军航空工程学院研究生管理大队1) 烟台 264001)(海军航空工程学院7系2) 烟台 264001)

(海装上海局景德镇代表室3) 景德镇 333000)

1 引言

继电器是当输入量(或激励量)满足一定条件时能在一个或多个电器输出电路中产生跃变的一种器件,它具有断态的高绝缘电阻和通态的低导通电阻的电气特性[1]。继电器在工程设备中的主要作用是能用较弱的信号控制较大电流电路的接通和断开并提供一定的时序控制,它们在航天、铁路、家电等军用及民用电子设备中得到了广泛的应用。在应用过程中希望其能够正确地完成其功能,所以要对其功能进行测试。

2 测试需求分析

导弹继电器组主要用于控制综控机的各种信号传输,控制主电池向各用电设备进行供电,并且进行时序控制,所以该继电器组在导弹系统中占有重要的地位,为保证导弹完成战斗使命,必须对继电器组进行测试。由于导弹系统控制线路比较复杂,单个继电器无法完成既定控制方案,需要多个继电器串联、并联以及混联才能完成特定功能,由此增大了对继电器检测的难度。本测试仪采用虚拟仪器技术[2～3],针对特定的继电器组进行功能测试,并对故障继电器进行定位,为战时装备检修提供保障。通过对继电器组分析得到测试仪需测×路差分模拟量输入,×路数字量输入和×路数字量输出控制。激励源向被测继电器组提供激励信号,经过继电器触点产生电压降,模拟量输入主要用于检测继电器组触点电阻上微小电压的变化,数字量输入主要用于检测激励源通过继电器组触点之后加到数字量板卡的电平信息,数字量输出主要用于控制继电器输出板(多路开关)中各路继电器的通断,从而控制整个测试仪的时序。

3 硬件组成

3.1 系统结构

继电器测试系统的构成如图1所示。模数转换主要完成对并联电阻上电压的采集,采用研华公司基于PCI总线的PCI-1747U[4],它提供64路单端、32路差分模拟输入,采样率可达250KS/s,16位分辨率。光隔I/O一方面接受数字输入量,另一方面提供对继电器板的控制信号,采用 PCI-1756[4],它提供32路隔离输入32路隔离输出。继电器输出板主要完成测试通道的选择与时序的控制,采用PCLD-785[4],它提供16路继电器输出。电源提供激励信号,采用朝阳公司的航空电源,该电源有多路输出,可以提供整个测试仪各部分电源,并能够接受用户控制,改变输出。

图1 测试系统构成图

3.2 并联触点测试原理

为了保证导弹中继电器组可靠地完成控制任务,继电器组采用并联控制电路,测试并联触点的原理如图2所示,恒流源为并联触点电阻和精密电阻提供恒流,触点的好坏使并联触点的阻值发生变化,A/D板差分采集并联触点上的微小电压,通过电压值的变化可以得出并联触点的好坏[5～6]。

3.3 串联触点测试原理

导弹系统为了增加控制条件,在控制电路中采用了继电器触点串联电路,测试串联触点电路的原理如图3所示,测试电压通过串联触点加到光隔I/O板卡的DI端口,如果DI端口能够接收到电压信号,可以判断出串联触点中两个触点状态均合格;如果DI端口不能接收到电压信号,则可以判断出串联触点中至少有一个触点的状态不合格[7]。

4 软件系统

4.1 软件平台

工控机采用WINDOWSXP操作系统,测试系统软件采用 Lab Windows/CVI虚拟仪器编程语言[8]设计。该语言是美国国家仪器(NI)公司利用虚拟仪器技术开发的32位面向计算机测控领域虚拟仪器的软件开发平台,可以在多操作系统下运行。它以ANSIC为核心,将功能强大、使用灵活的C语言与数据采集、分析及表达的测控专业工具有机地结合起来。它的集成化开发平台、交互式编程方式和丰富的功能面板及库函数大大增强了C语言的功能,为熟悉C语言的开发人员建立检测系统、自动测量环境、数据采集系统等提供了一个较为理想的软件开发环境。

4.2 软件流程

图4 软件流程

整个继电器组测试系统的软件流程如图4所示,系统程序主要包括系统自检和继电器组测试两大部分。

确认安全状态后,进入人机对话界面,选择测试对象,然后进行测试,对测试结果及时判断、显示和储存,当被测对象出现故障时,进行故障处理。无故障时,可进行下一测试对象选择或结束测试过程。

4.3 程序界面

导弹继电器盒测试软件主程序的功能之一就是提供用户界面,通过用户操作来控制测试内容的执行。主程序面板采用按钮和菜单的形式,基本操作均通过鼠标操作完成。菜单栏显示了系统所具有的可执行功能项。

测试系统软件采用Lab Windows/CV I虚拟仪器编程语言设计,程序界面分为系统自检界面(如图5所示)和继电器组测试界面(如图6所示)。自检界面包含自检通道和自检结果两部分。继电器组测试界面包含测试按钮、测试流程、测试状态和测试结果;测试分为自动测试和手动测试两种测试方式,测试流程则显示当前所测试的继电器或继电器组,测试状态文本框中显示了继电器所处状态为初始状态、吸合状态或工作状态,测试结果记录了整个测试过程。

5 结语

本文简单介绍了某型导弹继电器组的主要作用,分析了测试仪所需的测试资源,设计出了测试仪的结构框图,介绍了并联触点和串联触点测试的基本原理,设计了测试软件的流程,本文所设计的继电器组功能测试仪能够准确的测试出继电器组的功能是否好坏,能够判断并联触点和串联触点中是否有一个触点已坏,完成了某些手动测试无法完成的功能,达到了自动化测试的目标。

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