基于PXI的靜態電阻測試系統

凱邁（洛陽）測控有限公司 牛宗賓 朱春明

某產品生產調試過程中，需要對其大量的靜態電阻參數進行測試，判斷產品的基本性能。在以往類似的系統設計中，根據不同的需求設計專用開關板，配以供電電源和臺式數字表，通過工業計算機進行通訊控制開關板切換和數字表的測量采集，系統集成化程度較低，生產調試周期較長。為了提高測試系統集成化以及生產效率，設計一款小型化、模塊化的電氣系統是十分必要的[1]。本文根據實際產品需求，設計了基于PXI的便攜式靜態電阻測試系統。

1.系統組成

靜態電阻測試系統采用一款6槽棧式結構便攜式PXI機箱，兼容PXI/CompactPCI模塊及具備通用PXI功能。機箱采用一體化結構設計，集成12.1寸LCD液晶觸摸屏及鍵盤，觸控板等輸入方式。在PXI機箱內搭配專用控制器、三塊矩陣開關模塊和一塊數字表模塊，再配以具有固定連接器接口的適配器面板，進行電氣系統布線以及軟件設計，結合外部電纜實現靜態電阻的測試。總體設計更加便捷，其系統組成如圖1所示。

圖1 靜態電阻測試系統組成

2.測試原理

根據設計要求，測試系統需要具有二線制和四線制兩種測量能力，產品測量參數中大電阻或是阻容性負載應用二線制測量，小于10Ω的電阻采用四線制測量。測試原理設計如下：

二線制電阻測量，1組電阻需要雙刀開關1路；四線制電阻測量，1組電阻需要雙刀開關2路，相對占用資源較多。四線電阻測試和常規二線電阻測試的連接見圖2、圖3。

圖2 四線電阻測量接線

圖3 二線電阻測量接線

由圖中可以看出，在四線制接法中，電壓表檢測到的電壓僅與電阻R和電阻上流過的電流有關，與兩個開關的接觸電阻無關。在電流恒定時，通過檢測電阻兩端的電壓就可以知道電阻的阻值，開關的接觸電阻不影響電阻測試的準確度。

在具體系統布線設計時，四線制只接到測試儀的輸出插座上，外部檢測電纜采用二線制接法。這樣可以減少外部電纜的插頭針數。由電纜導線和插頭接觸電阻引起的誤差可以看作固定值，在最后的測試結果中扣除。

3.詳細設計

根據測試需求進行分析，共地信號比較多，數字表的正端與負端可以分別進行開關模塊通道切換，共地信號只需控制負端的一路開關模塊通道，相對連接器觸點數量可以減少，開關模塊可以按照以下接法進行：二線制接法，將矩陣開關模塊1的COM+接數字表的HI，開關模塊模式設置為1線196×1，單個開關模塊可以實現196路二線制正端輸入；四線制接法，需要兩塊同型號矩陣開關模塊，將其中開關模塊2的COM+、COM-分別接數字表的HI、HI(SENSE)，開關模塊3的COM+、COM-分別接數字表的LO、LO(SENSE)，開關模塊2、3模式設置為2線98×1，開關模塊2可實現98路四線制正端輸入，將開關模塊3作為二線制、四線制的共用負端輸入；根據需求進行任意搭配，通過PXI控制核心，配以數字表的模式切換，最多可以實現98路四線制測量，196路二線制測量，測量原理圖如圖4所示。

圖4 測量原理圖

適配器面板每個接插件上都進行合理的資源配置，接插件上的每個管腳對應固定的開關模塊通道，且對應關系唯一，通過PXI總線選擇需要的接插件管腳位置去控制其對應的開關模塊通道以及數字表模式，實現靜態電阻測量。根據實際測試需求，再預留一定的余量，本系統可實現115路二線制測量，98路四線制測量。

4.結論

靜態電阻測試系統能夠滿足某產品的靜態性能指標測試，且實現系統的小型化、模塊化，增加系統的集成化程度，便于系統的攜帶運輸以及維修保障；同時根據PXI系統特性，便于軟硬件擴展升級，通過系統資源的自由組合，可實現更多類型產品的自動測試。

[1]姜廣順,伏新卯,崔軍峰,馬永平,楊召甫．基于PXI的某雷達顯控系統綜合檢測設備[J],光學工程與電子技術,2013(08)．