基于Lab Windows/CVI繼電器組功能測試儀的設計*

車達升 李國林 袁漢欽 張 戎

(海軍航空工程學院研究生管理大隊1) 煙臺 264001)(海軍航空工程學院7系2) 煙臺 264001)

(海裝上海局景德鎮代表室3) 景德鎮 333000)

1 引言

繼電器是當輸入量(或激勵量)滿足一定條件時能在一個或多個電器輸出電路中產生躍變的一種器件,它具有斷態的高絕緣電阻和通態的低導通電阻的電氣特性[1]。繼電器在工程設備中的主要作用是能用較弱的信號控制較大電流電路的接通和斷開并提供一定的時序控制,它們在航天、鐵路、家電等軍用及民用電子設備中得到了廣泛的應用。在應用過程中希望其能夠正確地完成其功能,所以要對其功能進行測試。

2 測試需求分析

導彈繼電器組主要用于控制綜控機的各種信號傳輸,控制主電池向各用電設備進行供電,并且進行時序控制,所以該繼電器組在導彈系統中占有重要的地位,為保證導彈完成戰斗使命,必須對繼電器組進行測試。由于導彈系統控制線路比較復雜,單個繼電器無法完成既定控制方案,需要多個繼電器串聯、并聯以及混聯才能完成特定功能,由此增大了對繼電器檢測的難度。本測試儀采用虛擬儀器技術[2～3],針對特定的繼電器組進行功能測試,并對故障繼電器進行定位,為戰時裝備檢修提供保障。通過對繼電器組分析得到測試儀需測×路差分模擬量輸入,×路數字量輸入和×路數字量輸出控制。激勵源向被測繼電器組提供激勵信號,經過繼電器觸點產生電壓降,模擬量輸入主要用于檢測繼電器組觸點電阻上微小電壓的變化,數字量輸入主要用于檢測激勵源通過繼電器組觸點之后加到數字量板卡的電平信息,數字量輸出主要用于控制繼電器輸出板(多路開關)中各路繼電器的通斷,從而控制整個測試儀的時序。

3 硬件組成

3.1 系統結構

繼電器測試系統的構成如圖1所示。模數轉換主要完成對并聯電阻上電壓的采集,采用研華公司基于PCI總線的PCI-1747U[4],它提供64路單端、32路差分模擬輸入,采樣率可達250KS/s,16位分辨率。光隔I/O一方面接受數字輸入量,另一方面提供對繼電器板的控制信號,采用 PCI-1756[4],它提供32路隔離輸入32路隔離輸出。繼電器輸出板主要完成測試通道的選擇與時序的控制,采用PCLD-785[4],它提供16路繼電器輸出。電源提供激勵信號,采用朝陽公司的航空電源,該電源有多路輸出,可以提供整個測試儀各部分電源,并能夠接受用戶控制,改變輸出。

圖1 測試系統構成圖

3.2 并聯觸點測試原理

為了保證導彈中繼電器組可靠地完成控制任務,繼電器組采用并聯控制電路,測試并聯觸點的原理如圖2所示,恒流源為并聯觸點電阻和精密電阻提供恒流,觸點的好壞使并聯觸點的阻值發生變化,A/D板差分采集并聯觸點上的微小電壓,通過電壓值的變化可以得出并聯觸點的好壞[5～6]。

3.3 串聯觸點測試原理

導彈系統為了增加控制條件,在控制電路中采用了繼電器觸點串聯電路,測試串聯觸點電路的原理如圖3所示,測試電壓通過串聯觸點加到光隔I/O板卡的DI端口,如果DI端口能夠接收到電壓信號,可以判斷出串聯觸點中兩個觸點狀態均合格;如果DI端口不能接收到電壓信號,則可以判斷出串聯觸點中至少有一個觸點的狀態不合格[7]。

4 軟件系統

4.1 軟件平臺

工控機采用WINDOWSXP操作系統,測試系統軟件采用 Lab Windows/CVI虛擬儀器編程語言[8]設計。該語言是美國國家儀器(NI)公司利用虛擬儀器技術開發的32位面向計算機測控領域虛擬儀器的軟件開發平臺,可以在多操作系統下運行。它以ANSIC為核心,將功能強大、使用靈活的C語言與數據采集、分析及表達的測控專業工具有機地結合起來。它的集成化開發平臺、交互式編程方式和豐富的功能面板及庫函數大大增強了C語言的功能,為熟悉C語言的開發人員建立檢測系統、自動測量環境、數據采集系統等提供了一個較為理想的軟件開發環境。

4.2 軟件流程

圖4 軟件流程

整個繼電器組測試系統的軟件流程如圖4所示,系統程序主要包括系統自檢和繼電器組測試兩大部分。

確認安全狀態后,進入人機對話界面,選擇測試對象,然后進行測試,對測試結果及時判斷、顯示和儲存,當被測對象出現故障時,進行故障處理。無故障時,可進行下一測試對象選擇或結束測試過程。

4.3 程序界面

導彈繼電器盒測試軟件主程序的功能之一就是提供用戶界面,通過用戶操作來控制測試內容的執行。主程序面板采用按鈕和菜單的形式,基本操作均通過鼠標操作完成。菜單欄顯示了系統所具有的可執行功能項。

測試系統軟件采用Lab Windows/CV I虛擬儀器編程語言設計,程序界面分為系統自檢界面(如圖5所示)和繼電器組測試界面(如圖6所示)。自檢界面包含自檢通道和自檢結果兩部分。繼電器組測試界面包含測試按鈕、測試流程、測試狀態和測試結果;測試分為自動測試和手動測試兩種測試方式,測試流程則顯示當前所測試的繼電器或繼電器組,測試狀態文本框中顯示了繼電器所處狀態為初始狀態、吸合狀態或工作狀態,測試結果記錄了整個測試過程。

5 結語

本文簡單介紹了某型導彈繼電器組的主要作用,分析了測試儀所需的測試資源,設計出了測試儀的結構框圖,介紹了并聯觸點和串聯觸點測試的基本原理,設計了測試軟件的流程,本文所設計的繼電器組功能測試儀能夠準確的測試出繼電器組的功能是否好壞,能夠判斷并聯觸點和串聯觸點中是否有一個觸點已壞,完成了某些手動測試無法完成的功能,達到了自動化測試的目標。

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