基于Lab Windows/CVI繼電器組功能測試儀的設(shè)計*

車達(dá)升 李國林 袁漢欽 張 戎

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

(海裝上海局景德鎮(zhèn)代表室3) 景德鎮(zhèn) 333000)

1 引言

繼電器是當(dāng)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(chǎn)生躍變的一種器件,它具有斷態(tài)的高絕緣電阻和通態(tài)的低導(dǎo)通電阻的電氣特性[1]。繼電器在工程設(shè)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(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)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(jìn)行測試。

2 測試需求分析

導(dǎo)彈繼電器組主要用于控制綜控機(jī)的各種信號傳輸,控制主電池向各用電設(shè)備進(jìn)行供電,并且進(jìn)行時序控制,所以該繼電器組在導(dǎo)彈系統(tǒng)中占有重要的地位,為保證導(dǎo)彈完成戰(zhàn)斗使命,必須對繼電器組進(jìn)行測試。由于導(dǎo)彈系統(tǒng)控制線路比較復(fù)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(lián)、并聯(lián)以及混聯(lián)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(shù)[2～3],針對特定的繼電器組進(jìn)行功能測試,并對故障繼電器進(jìn)行定位,為戰(zhàn)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(shù)字量輸入和×路數(shù)字量輸出控制。激勵源向被測繼電器組提供激勵信號,經(jīng)過繼電器觸點(diǎn)產(chǎn)生電壓降,模擬量輸入主要用于檢測繼電器組觸點(diǎn)電阻上微小電壓的變化,數(shù)字量輸入主要用于檢測激勵源通過繼電器組觸點(diǎn)之后加到數(shù)字量板卡的電平信息,數(shù)字量輸出主要用于控制繼電器輸出板(多路開關(guān))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(tǒng)結(jié)構(gòu)

繼電器測試系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。模數(shù)轉(zhuǎn)換主要完成對并聯(lián)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(dá)250KS/s,16位分辨率。光隔I/O一方面接受數(shù)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(tǒng)構(gòu)成圖

3.2 并聯(lián)觸點(diǎn)測試原理

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

3.3 串聯(lián)觸點(diǎn)測試原理

導(dǎo)彈系統(tǒng)為了增加控制條件,在控制電路中采用了繼電器觸點(diǎn)串聯(lián)電路,測試串聯(lián)觸點(diǎn)電路的原理如圖3所示,測試電壓通過串聯(lián)觸點(diǎn)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(lián)觸點(diǎn)中兩個觸點(diǎn)狀態(tài)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(lián)觸點(diǎn)中至少有一個觸點(diǎn)的狀態(tài)不合格[7]。

4 軟件系統(tǒng)

4.1 軟件平臺

工控機(jī)采用WINDOWSXP操作系統(tǒng),測試系統(tǒng)軟件采用 Lab Windows/CVI虛擬儀器編程語言[8]設(shè)計。該語言是美國國家儀器(NI)公司利用虛擬儀器技術(shù)開發(fā)的32位面向計算機(jī)測控領(lǐng)域虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺,可以在多操作系統(tǒng)下運(yùn)行。它以ANSIC為核心,將功能強(qiáng)大、使用靈活的C語言與數(shù)據(jù)采集、分析及表達(dá)的測控專業(yè)工具有機(jī)地結(jié)合起來。它的集成化開發(fā)平臺、交互式編程方式和豐富的功能面板及庫函數(shù)大大增強(qiáng)了C語言的功能,為熟悉C語言的開發(fā)人員建立檢測系統(tǒng)、自動測量環(huán)境、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等提供了一個較為理想的軟件開發(fā)環(huán)境。

4.2 軟件流程

圖4 軟件流程

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

確認(rèn)安全狀態(tài)后,進(jìn)入人機(jī)對話界面,選擇測試對象,然后進(jìn)行測試,對測試結(jié)果及時判斷、顯示和儲存,當(dāng)被測對象出現(xiàn)故障時,進(jìn)行故障處理。無故障時,可進(jìn)行下一測試對象選擇或結(jié)束測試過程。

4.3 程序界面

導(dǎo)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(nèi)容的執(zhí)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(biāo)操作完成。菜單欄顯示了系統(tǒng)所具有的可執(zhí)行功能項。

測試系統(tǒng)軟件采用Lab Windows/CV I虛擬儀器編程語言設(shè)計,程序界面分為系統(tǒng)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(jié)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(tài)和測試結(jié)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(dāng)前所測試的繼電器或繼電器組,測試狀態(tài)文本框中顯示了繼電器所處狀態(tài)為初始狀態(tài)、吸合狀態(tài)或工作狀態(tài),測試結(jié)果記錄了整個測試過程。

5 結(jié)語

本文簡單介紹了某型導(dǎo)彈繼電器組的主要作用,分析了測試儀所需的測試資源,設(shè)計出了測試儀的結(jié)構(gòu)框圖,介紹了并聯(lián)觸點(diǎn)和串聯(lián)觸點(diǎn)測試的基本原理,設(shè)計了測試軟件的流程,本文所設(shè)計的繼電器組功能測試儀能夠準(zhǔn)確的測試出繼電器組的功能是否好壞,能夠判斷并聯(lián)觸點(diǎn)和串聯(lián)觸點(diǎn)中是否有一個觸點(diǎn)已壞,完成了某些手動測試無法完成的功能,達(dá)到了自動化測試的目標(biāo)。

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