專利名稱：一種變流機檢測儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種變流機檢測儀，屬于故障檢測領域。
背景技術：
作為引進項目的爆破物在掛飛過程中，需要3相1000Hz 36V AC電源啟動爆破物內慣性器件，我國飛機只能提供3相400Hz 115V AC和27V DC電源，為了實現(xiàn)飛行器與爆破物的匹配，在國產化過程中研發(fā)了變流機，用來把27V DC電源轉換成3相1000Hz 36V AC 電源。為了保證該爆破物內慣性器件正常工作，對轉換成AC電源的相序、頻率和電壓范圍都有嚴格的限制。因此，在生產和裝調過程中對上述提到的三個指標都要進行嚴格測試。變流機作為國產化該型武器上一個重要部件，在生產和裝調過程中，對變流機輸入輸出電阻要進行無源檢測；對變流機輸入輸出電壓進行檢測；對變流機輸出頻率、相序進行檢測；還要對變流機進行電源拉偏試驗，觀察變流機在載機電源品質下降的條件下，能否正常輸出。在測試過程中，要為變流機加負載電路，模擬其真實工作的帶載情況，借助于萬用表和示波器等測試設備，通過手動調節(jié)供電電源來模擬電源拉偏。在已有技術中，整個測試過程操作復雜、工作效率低、工作量大，對測試人員素質要求很高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決已有技術中操作復雜、工作效率低、工作量大的問題，從而提出了一種變流機檢測儀。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的。本發(fā)明的一種變流機檢測儀，包括顯示模塊、程控電源模塊、負載模塊、信號調理模塊、無源檢測模塊、檢測模塊、信號發(fā)生器模塊、標定模塊和單片機；所有硬件功能模塊均集成在機箱內，構成一個便攜式檢測箱。其連接關系為程控電源模塊與單片機連接；負載模塊直接與變流機連接；信號調理模塊與檢測模塊串聯(lián)后與無源檢測模塊、信號控制切換模塊、標定模塊并聯(lián)，再與單片機連接；單片機與顯示模塊連接；將上述模塊全部集成在機箱內形成便攜箱式結構。所訴檢測模塊由頻率檢測模塊、相序檢測模塊、電壓檢測模塊并聯(lián)構成。本發(fā)明的一種變流機檢測儀，還可外接示波器，即將標定模塊與示波器連接。有益效果1、變流機檢測儀能夠實現(xiàn)對變流機輸出電壓、頻率和相序測試，模擬電源拉偏試驗功能，可用于變流機生產和裝調，也可以滿足用戶維修需要。2、變流機檢測儀將手動調節(jié)電源用程控電源代替，用檢測儀內部的頻率檢測模塊、相序檢測模塊、電壓檢測模塊實現(xiàn)了萬用表和示波器的功能，用負載模塊代替大功率負載電阻，最終將變流機的檢測功能小型化、集成在一個便攜式檢測箱中。3、變流機檢測儀具備操作簡便、使用安全可靠、便于攜帶、方便標定等特點。


圖1為變流機檢測儀工作原理框圖2為自檢模塊原理框圖3為無源檢測模塊原理框圖4為程控電源模塊原理框圖5為頻率測量模塊組成框圖6為相序測量模塊組成框圖7為電壓測量模塊組成框圖8為標定模塊原理框圖9為變流機輸出波形圖10為各程序模塊接口關系圖11為自檢子程序流程圖12為檢測子程序流程圖13為頻率、相序、電壓檢測子程序軟件流程圖
圖14為標定子程序流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例1變流機檢測儀采用雙CPU控制，通過固化在單片機內的專用軟件實現(xiàn)硬件模塊的有序工作，構成一個有機的整體，共同完成對變流機的自動檢測。本發(fā)明的一種變流機檢測儀，由硬件和軟件兩部分組成，硬件主要包括顯示模塊、程控電源模塊、負載模塊、信號調理模塊、無源檢測模塊、檢測模塊、信號發(fā)生器模塊、標定模塊和單片機；所有硬件功能模塊均集成在機箱內，構成一個便攜式檢測箱，如圖1所
7J\ ο其連接關系為程控電源模塊與單片機連接；負載模塊直接與變流機連接；信號調理模塊與檢測模塊串聯(lián)后與無源檢測模塊、信號控制切換模塊、標定模塊并聯(lián)，再與單片機連接；單片機與顯示模塊連接；將上述模塊全部集成在機箱內形成便攜箱式結構。其中所訴檢測模塊由頻率檢測模塊、相序檢測模塊、電壓檢測模塊并聯(lián)構成。自檢模塊自檢模塊工作原理框圖如圖2示，單片機給程控電源模塊發(fā)出I/O指令，程控電源模塊根據(jù)指令分別輸出24. 3VDC、27. 0VDC.29. 7VDC直流電壓，單片機回讀這三個電壓值并判斷是否在誤差允許范圍內，如果電壓正常，單片機控制信號發(fā)生器模塊輸出標準的激勵信號，該信號經信號調理單元調理后，通過無源檢測模塊、電壓測量模塊、頻率測量模塊、相序測量模塊返回單片機，單片機判斷數(shù)值是否在規(guī)定的范圍內，如果數(shù)值在規(guī)定范圍內，自檢正常，否則自檢故障。程控電源模塊由電源模塊、電源開關控制模塊、電壓幅度控制模塊三部分組成，如圖4所示。該模塊為變流機及其檢測電路提供直流電源，通過電源開關控制模塊可以程控接通或斷開。 由于變流機需要做電源拉偏試驗，所以電源模塊選用可程控的。在程控電源的兩個可調端子之間接入不同阻值的電阻，電源輸出電壓值便不同。信號調理模塊其功能是將變流機輸入輸出信號轉換成下一級功能模塊能夠識別的信號。無源檢測模塊與相應軟件一起，在不接通變流機電源的情況下，實現(xiàn)對變流機電連接器不同接觸件之間的電阻檢測。在不同時刻，程控接通兩個不同的接觸件與無源檢測模塊之間的通路，單片機回讀數(shù)據(jù)，判斷阻值是否在規(guī)定的范圍內。若檢測正常，則進行下一步檢測，否則自動終止檢測，避免在變流機有故障的情況下給其通電檢測，造成變流機內電子元器件燒毀。無源檢測模塊原理框圖，如圖3示。負載模塊為變流機提供星型阻性負載，用于模擬變流機在爆炸物上工作時的負載，可程控接通或斷開。電阻選用大功率金屬殼電阻設計。頻率測量模塊主要由整形電路與濾波電路組成。整形電路將變流機及信號發(fā)生器模塊輸出的波形轉換成標準的方波信號，再經濾波電路后上傳至單片機，單片機內軟件完成對標準信號源及變流機輸出信號的頻率測量，如圖5示。相序測量模塊主要由整形電路與相序檢測電路組成。整形電路將變流機及信號發(fā)生器模塊輸出的波形轉換成標準的方波信號，經過相序檢測電路后，輸出信號供單片機判斷，如圖6示。電壓測量模塊電壓測量模塊的功能主要靠電壓轉換電路來實現(xiàn)的。電壓轉換電路將變流機及信號發(fā)生器模塊輸出的電壓轉換成方波信號，單片機將該信號采集到內存中進行處理，計算出電壓有效值，并判斷該有效值是否在合格范圍內，如圖7示。信號發(fā)生器模塊產生標準的三相交流方波信號，用于模擬變流機輸出波形，經過信號調理模塊、頻率測量模塊、相序測量模塊、電壓測量模塊上傳至單片機，配合相應的軟件完成檢測儀自檢。標定模塊單片機控制信號發(fā)生器模塊發(fā)出激勵信號，分別輸入給自檢模塊、無源檢測模塊、 電壓測量模塊、頻率測量模塊、相序測量模塊，單片機首先進行無源檢測模塊的標定，激勵信號經無源檢測模塊由單片機回讀數(shù)據(jù)，判斷阻值是否在規(guī)定的范圍內。同時通過示波器在無源端子監(jiān)測輸出電壓是否正常，若檢測正常，則進行下一步電壓測量模塊檢測，否則自動終止檢測。進入電壓測量模塊標定程序后，單片機將激勵信號采集到內存中進行處理，計算出電壓有效值，與標準電壓比較，判斷該有效值是否在合格范圍內。檢測正常后進入頻率測量模塊、相序測量模塊的標定，電路接收到方波信號后，經濾波電路上傳至單片機，單片機內軟件完成對標準信號源及方波信號的頻率及相序測量。同時通過示波器在A、B、C三相端子監(jiān)測輸出電壓頻率、相序是否正常。各模塊檢測均正常后單片機輸出標定正常信號，自檢綠燈、檢測綠燈都亮，否則兩個紅燈亮，如圖8所示。變流機檢測儀具有自檢、檢測功能，并定期完成標定功能。自檢功能檢測儀上電后，將自檢開關扳到“ON”狀態(tài)，其余開關在“OFF”狀態(tài)，檢測儀進行自檢，單片機給程控電源模塊發(fā)出I/O指令，程控電源模塊根據(jù)指令分別輸出24. 3VDC、 27. 0VDC.29. 7VDC直流電壓，單片機回讀這三個電壓值并判斷是否在誤差允許范圍內，如果電壓正常，單片機給信號發(fā)生器模塊發(fā)送指令，信號發(fā)生器模塊產生標準的1000Hz三相交流信號，該信號經信號調理單元調理后，送至頻率檢測模塊、相序檢測模塊、電壓檢測模塊檢測，并將檢測結果上傳至單片機，單片機判斷檢測結果是否與信號發(fā)生器模塊產生的標準信號一致，如果一致，說明檢測通路正常，單片機給出自檢正常指示，允許程序繼續(xù)運行； 否則給出自檢故障指示，終止程序運行。檢測功能檢測儀上電后，將檢測開關扳到“ON”狀態(tài)，其余開關在“OFF”狀態(tài)，單片機控制程控電源模塊分別輸出24. 3VDC、27. 0VDC.29. 7VDC直流電壓給變流機供電，變流機輸出 IOOOHz三相交流電源，該電源分成兩路，一路接在負載單元上，用于模擬變流機在彈上工作時的功率狀態(tài)，另一路經信號調理單元調理后，送至頻率檢測模塊、相序檢測模塊、電壓檢測模塊檢測，并將檢測結果上傳至單片機，單片機判斷檢測結果是否在正常范圍內，如果在正常范圍內給出檢測正常指示，否則給出故障指示。標定功能當檢測儀到標定期后需對其進行標定，標定時將標定開關扳到“ON”狀態(tài)，其余開關在“OFF”狀態(tài)，檢測儀執(zhí)行標定程序，分別給無源檢測模塊、三相電壓檢測模塊、頻率檢測模塊、相序檢測模塊發(fā)出激勵信號，對這些模塊進行檢測，如果這些模塊全部運行正常，則面板上自檢正常指示燈、檢測檢測正常指示燈(綠燈)都被點亮，如果有一路或多路不正常，則自檢故障指示燈、檢測故障指示燈(紅燈)被點亮。在檢測儀執(zhí)行標定程序的同時，通過檢測儀面板上的標定插座用示波器監(jiān)測激勵信號的輸出，如果示波器監(jiān)測到的激勵信號與設計的信號一致，且自檢正常指示燈和檢測正常指示燈均被點亮，說明檢測儀工作正常， 可以繼續(xù)用于變流機檢測。否則，說明檢測儀故障，不能用于檢測變流機，需對檢測儀進行維修。3軟件設計說明軟件開發(fā)平臺的選擇檢測儀軟件采用AVR匯編語言編寫，在AVR Studio 3. 56應用軟件開發(fā)環(huán)境下開發(fā)、調試。采用AVR JTAG ICE在線仿真編程器將調試好的程序燒寫在檢測儀內的ATmegal6L 單片機上，與其硬件配合運行。AVR Studio 3. 56在Windows2000、WindowsXP等軟件環(huán)境下運行。軟件設計根據(jù)軟件的功能需求，單片機內嵌入主程序、自檢子程序、檢測子程序、標定子程序等程序模塊，自檢子程序、檢測子程序、標定子程序又分別包含電源檢測子程序、激勵信號子程序、頻率檢測子程序、相序檢測子程序、電壓檢測子程序。各程序模塊接口關系圖如圖10示。
自檢子程序如圖11所示，檢測儀上電后單片機輸出標準方波信號，對各檢測模塊進行自檢，自檢正常后，自檢指示燈亮，可以對變流機進行檢測。檢測子程序如圖12所示，檢測儀首先進行無源檢測，檢測正常后，程序繼續(xù)執(zhí)行， 分別給變流機輸入24. 3VDC、27. 0VDC.29. 7VDC三種電壓，并調用頻率檢測子程序、相序檢測子程序、電壓檢測子程序對變流機輸出波形進行檢測，若均檢測正常，則給出變流機正常指示，有一項檢測不正常，程序自動終止運行，并給出變流機故障指示。頻率、相序、電壓檢測子程序如圖13所示。本發(fā)明的一種變流機檢測儀，可自動完成對變流機輸入輸出接口阻抗的無源檢測、完成對變流機的電性能測試，包括正常負載檢測、電源拉偏試驗等功能，當變流機出現(xiàn)故障時能夠及時切斷供電電源并給出故障指示。檢測儀有標定功能，定期對設備進行標定， 保證了檢驗設備的精度。
權利要求
1.一種組合控制單元檢測儀，其特征在于包括顯示模塊、程控電源模塊、負載模塊、 信號調理模塊、無源檢測模塊、檢測模塊、信號發(fā)生器模塊、標定模塊和單片機；其連接關系為程控電源模塊與單片機連接；負載模塊直接與變流機連接；信號調理模塊與檢測模塊串聯(lián)后與無源檢測模塊、信號控制切換模塊、標定模塊并聯(lián)，再與單片機連接；單片機與顯示模塊連接；將上述模塊全部集成在機箱內形成便攜箱式結構。
2.如權利要求1所述的一種組合控制單元檢測儀，其特征在于所述檢測模塊由頻率檢測模塊、相序檢測模塊、電壓檢測模塊并聯(lián)構成。
3.如權利要求1所述的一種組合控制單元檢測儀，其特征在于還包括示波器，所述標定模塊與示波器連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變流機檢測儀，屬于故障檢測領域。包括顯示模塊、程控電源模塊、負載模塊、信號調理模塊、無源檢測模塊、檢測模塊、信號發(fā)生器模塊、標定模塊和單片機；其連接關系為程控電源模塊與單片機連接；負載模塊直接與變流機連接；信號調理模塊與檢測模塊串聯(lián)后與無源檢測模塊、信號控制切換模塊、標定模塊并聯(lián)，再與單片機連接；單片機與顯示模塊連接；將上述模塊全部集成在機箱內形成便攜箱式結構?？勺詣油瓿蓪ψ兞鳈C輸入輸出接口阻抗的無源檢測、完成對變流機的電性能測試，包括正常負載檢測、電源拉偏試驗等功能，當變流機出現(xiàn)故障時能夠及時切斷供電電源并給出故障指示。檢測儀有標定功能，定期對設備進行標定，保證了檢驗設備的精度。
文檔編號G01R23/02GK102565517SQ20121002799
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權日2012年2月9日
發(fā)明者張莉莉, 徐振宇, 朱凱, 盛麗君, 韓旭東, 魏武臣 申請人:哈爾濱建成集團有限公司