基于PXI的静态电阻测试系统

凯迈（洛阳）测控有限公司 牛宗宾 朱春明

某产品生产调试过程中，需要对其大量的静态电阻参数进行测试，判断产品的基本性能。在以往类似的系统设计中，根据不同的需求设计专用开关板，配以供电电源和台式数字表，通过工业计算机进行通讯控制开关板切换和数字表的测量采集，系统集成化程度较低，生产调试周期较长。为了提高测试系统集成化以及生产效率，设计一款小型化、模块化的电气系统是十分必要的[1]。本文根据实际产品需求，设计了基于PXI的便携式静态电阻测试系统。

1.系统组成

静态电阻测试系统采用一款6槽栈式结构便携式PXI机箱，兼容PXI/CompactPCI模块及具备通用PXI功能。机箱采用一体化结构设计，集成12.1寸LCD液晶触摸屏及键盘，触控板等输入方式。在PXI机箱内搭配专用控制器、三块矩阵开关模块和一块数字表模块，再配以具有固定连接器接口的适配器面板，进行电气系统布线以及软件设计，结合外部电缆实现静态电阻的测试。总体设计更加便捷，其系统组成如图1所示。

图1 静态电阻测试系统组成

2.测试原理

根据设计要求，测试系统需要具有二线制和四线制两种测量能力，产品测量参数中大电阻或是阻容性负载应用二线制测量，小于10Ω的电阻采用四线制测量。测试原理设计如下：

二线制电阻测量，1组电阻需要双刀开关1路；四线制电阻测量，1组电阻需要双刀开关2路，相对占用资源较多。四线电阻测试和常规二线电阻测试的连接见图2、图3。

图2 四线电阻测量接线

图3 二线电阻测量接线

由图中可以看出，在四线制接法中，电压表检测到的电压仅与电阻R和电阻上流过的电流有关，与两个开关的接触电阻无关。在电流恒定时，通过检测电阻两端的电压就可以知道电阻的阻值，开关的接触电阻不影响电阻测试的准确度。

在具体系统布线设计时，四线制只接到测试仪的输出插座上，外部检测电缆采用二线制接法。这样可以减少外部电缆的插头针数。由电缆导线和插头接触电阻引起的误差可以看作固定值，在最后的测试结果中扣除。

3.详细设计

根据测试需求进行分析，共地信号比较多，数字表的正端与负端可以分别进行开关模块通道切换，共地信号只需控制负端的一路开关模块通道，相对连接器触点数量可以减少，开关模块可以按照以下接法进行：二线制接法，将矩阵开关模块1的COM+接数字表的HI，开关模块模式设置为1线196×1，单个开关模块可以实现196路二线制正端输入；四线制接法，需要两块同型号矩阵开关模块，将其中开关模块2的COM+、COM-分别接数字表的HI、HI(SENSE)，开关模块3的COM+、COM-分别接数字表的LO、LO(SENSE)，开关模块2、3模式设置为2线98×1，开关模块2可实现98路四线制正端输入，将开关模块3作为二线制、四线制的共用负端输入；根据需求进行任意搭配，通过PXI控制核心，配以数字表的模式切换，最多可以实现98路四线制测量，196路二线制测量，测量原理图如图4所示。

图4 测量原理图

适配器面板每个接插件上都进行合理的资源配置，接插件上的每个管脚对应固定的开关模块通道，且对应关系唯一，通过PXI总线选择需要的接插件管脚位置去控制其对应的开关模块通道以及数字表模式，实现静态电阻测量。根据实际测试需求，再预留一定的余量，本系统可实现115路二线制测量，98路四线制测量。

4.结论

静态电阻测试系统能够满足某产品的静态性能指标测试，且实现系统的小型化、模块化，增加系统的集成化程度，便于系统的携带运输以及维修保障；同时根据PXI系统特性，便于软硬件扩展升级，通过系统资源的自由组合，可实现更多类型产品的自动测试。

[1]姜广顺,伏新卯,崔军峰,马永平,杨召甫．基于PXI的某雷达显控系统综合检测设备[J],光学工程与电子技术,2013(08)．