本發(fā)明專利涉及一種基于pxi的電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，具有工作穩(wěn)定性好、測(cè)試效率高、可靠性高、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電纜網(wǎng)無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試和絕緣測(cè)試的自動(dòng)化測(cè)試，有效提高了電纜網(wǎng)測(cè)試的自動(dòng)化測(cè)試水平和測(cè)試效率，較傳統(tǒng)測(cè)試方法效率提高300％以上。

背景技術(shù)：

電纜網(wǎng)出廠前、電纜裝配過(guò)程中以及裝配后都需要對(duì)電纜網(wǎng)進(jìn)行無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試和絕緣測(cè)試，以驗(yàn)證其電氣性能是否合格。傳統(tǒng)測(cè)試方法是用萬(wàn)用表和絕緣表直接對(duì)電纜網(wǎng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試，該方法測(cè)試效率低，測(cè)量精度低，且測(cè)試過(guò)程中電纜網(wǎng)存在物理性破壞的風(fēng)險(xiǎn)，顯然手動(dòng)測(cè)試無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的批生產(chǎn)測(cè)試任務(wù)的要求。而當(dāng)前市場(chǎng)上的電纜測(cè)試設(shè)備，要么價(jià)格十分昂貴，要么工作穩(wěn)定性不佳，難以滿足電纜網(wǎng)批生產(chǎn)測(cè)試的要求。為解決以上問題，本發(fā)明專利提出了一種基于pxi的電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。

pxi是一種基于pc的開發(fā)平臺(tái)，pxi結(jié)合了pci/pciexpress的電氣總線特性與compactpci的模塊化及eurocard機(jī)械封裝的特性，并增加了專門的同步總線和主要軟件特性，具有高靈活性、高性能、低價(jià)位等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化制造和機(jī)械監(jiān)控測(cè)試、軍事國(guó)防與航空航天、汽車和工業(yè)測(cè)試、嵌入式系統(tǒng)等多種領(lǐng)域。pxi系統(tǒng)主要由pxi機(jī)箱、控制器、模塊化i/o、軟件四部分組成。pxi機(jī)箱具有堅(jiān)固可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提供多個(gè)i/o模塊插槽，支持多種靈活的模塊化硬件，比如信號(hào)發(fā)生器、開關(guān)模塊、信號(hào)采集模塊、儀器儀表模塊等，此外，pxi機(jī)箱優(yōu)化了電源設(shè)計(jì)、散熱設(shè)計(jì)等確保了整機(jī)性能及穩(wěn)定性。pxi嵌入式控制器集成處理器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、內(nèi)存、以太網(wǎng)、gpib、usb以及其它外圍i/o設(shè)備，通常預(yù)裝windows操作系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)與各模塊的通訊和控制。pxi軟件采用可視化編程軟件labview進(jìn)行積木搭接式編程，利用內(nèi)建的數(shù)學(xué)和信號(hào)處理函數(shù)建立圖形化的虛擬儀器面板，實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)測(cè)量和分析以及測(cè)量結(jié)果顯示等功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決傳統(tǒng)電纜網(wǎng)手動(dòng)測(cè)試測(cè)試效率低的矛盾，本發(fā)明專利提出了一種模塊化設(shè)計(jì)、工作穩(wěn)定性好、測(cè)試效率高、自動(dòng)化程度高的基于pxi的電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。

本發(fā)明專利的技術(shù)解決方案如下所述：

該電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，包括便攜式pxi機(jī)箱組合1、繼電器轉(zhuǎn)接組合13、程控絕緣測(cè)試儀8、測(cè)試電纜12、打印機(jī)4等，其中，pxi機(jī)箱組合1包含pxi嵌入式控制器3、3個(gè)多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5、3個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567—6、數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072—7和鍵盤顯示器組合2等模塊，繼電器轉(zhuǎn)接組合13包含耐高壓繼電器板9、電源模塊10和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒11等。

鍵盤顯示器組合2：是測(cè)試操作人員和pxi嵌入式控制器3的交互界面，與pxi嵌入式控制器3連接，可實(shí)現(xiàn)測(cè)控指令發(fā)控、測(cè)試數(shù)據(jù)顯示等功能；

pxi嵌入式控制器3：是本發(fā)明自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的控制中樞，通過(guò)pxi總線與多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567—6和數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072—7通信，通過(guò)rs432串行總線與程控絕緣測(cè)試儀8通信，通過(guò)waln網(wǎng)線與打印機(jī)4通信。

多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5：是具有196路1線通道的多路復(fù)用器繼電器開關(guān)，其中2塊多路復(fù)用器模塊5與pxi嵌入式控制器3和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒11連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可實(shí)現(xiàn)無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試中切換待測(cè)點(diǎn)的功能；另一塊多路復(fù)用器模塊5與pxi嵌入式控制器3、耐高壓繼電器板9和電源模塊10連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可選擇并驅(qū)動(dòng)單個(gè)耐高壓繼電器，從而實(shí)現(xiàn)絕緣測(cè)試中選擇切換待測(cè)點(diǎn)的功能。

繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567—6：是一種64通道外部繼電器驅(qū)動(dòng)模塊，與pxi嵌入式控制器3、耐高壓繼電器板9和電源模塊10連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可選擇并驅(qū)動(dòng)多個(gè)耐高壓繼電器，從而實(shí)現(xiàn)絕緣測(cè)試中選擇并短接多個(gè)待測(cè)點(diǎn)的功能。

耐高壓繼電器板9：最高耐壓1000vdc，與電源模塊10和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒11連接，實(shí)現(xiàn)絕緣測(cè)試中待測(cè)點(diǎn)的選擇切換的功能；

電源模塊10：與耐高壓繼電器板9連接，為耐高壓繼電器提供24v驅(qū)動(dòng)電壓；

數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072—7：與pxi嵌入式控制器3和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒11連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可實(shí)現(xiàn)無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試和測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽?/p>

程控絕緣測(cè)試儀8：與pxi嵌入式控制器3和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒11連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器3的控制指令，可實(shí)現(xiàn)施加直流高壓、絕緣測(cè)試和測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽?/p>

測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒11：與數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072—7、程控絕緣測(cè)試儀8、耐高壓繼電器板9、測(cè)試電纜12等連接，主要完成pxi測(cè)試控制信號(hào)與電纜網(wǎng)待測(cè)信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換；

打印機(jī)4：與pxi嵌入式控制器3連接，完成測(cè)試數(shù)據(jù)導(dǎo)出打印功能。

本發(fā)明的測(cè)試軟件才采用可視化編程軟件labview進(jìn)行積木搭接式編程模式，利用內(nèi)建的數(shù)學(xué)和信號(hào)處理子函數(shù)建立圖形化的虛擬儀器面板，實(shí)現(xiàn)電纜網(wǎng)無(wú)源導(dǎo)通自動(dòng)測(cè)試和絕緣自動(dòng)測(cè)試的功能。

該發(fā)明具備無(wú)源導(dǎo)通自動(dòng)測(cè)試功能，其實(shí)現(xiàn)方法為pxi嵌入式控制器3控制兩個(gè)多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5完成導(dǎo)通測(cè)試中一對(duì)待測(cè)點(diǎn)的選擇切換，再控制數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072—7測(cè)量導(dǎo)通電阻并將單次測(cè)量值返回pxi嵌入式控制器3存儲(chǔ)處理。

該發(fā)明具備絕緣自動(dòng)測(cè)試功能，其控制策略為單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)間絕緣測(cè)試，即：如果對(duì)n個(gè)點(diǎn)進(jìn)行絕緣測(cè)試，將n-1個(gè)待測(cè)點(diǎn)短接(不包括第i個(gè)待測(cè)點(diǎn))，與未短接點(diǎn)(第i個(gè)待測(cè)點(diǎn))進(jìn)行絕緣測(cè)試，i從1變化到n-1，只需通過(guò)n-1次絕緣測(cè)試即可實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)之間的絕緣測(cè)試。具體實(shí)現(xiàn)方法為pxi嵌入式控制器3控制繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567—6驅(qū)動(dòng)耐高壓繼電器板9選通n-1個(gè)耐高壓繼電器，實(shí)現(xiàn)短接n-1個(gè)待測(cè)點(diǎn)(不包括第i個(gè)待測(cè)點(diǎn))的目的；同時(shí)，pxi嵌入式控制器3控制多路復(fù)用器模塊pxie-2575—5驅(qū)動(dòng)耐高壓繼電器板9選通第i個(gè)耐高壓繼電器，實(shí)現(xiàn)選擇第i個(gè)待測(cè)點(diǎn)的目的；再控制程控絕緣測(cè)試儀8實(shí)現(xiàn)待測(cè)點(diǎn)施加直流高壓、絕緣測(cè)試，并將單次測(cè)量結(jié)果返回pxi嵌入式控制器3存儲(chǔ)處理。

本發(fā)明專利與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明專利基于pxi平臺(tái)開發(fā)設(shè)計(jì)，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，具有開發(fā)周期短、工作穩(wěn)定性好，可靠性高、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)；軟件編程采用可視化labview進(jìn)行積木搭接式編程模式，編程開發(fā)簡(jiǎn)單，調(diào)試便捷；絕緣測(cè)試控制策略為單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)間絕緣測(cè)試，大大縮短了測(cè)試時(shí)間，提高測(cè)試效率。實(shí)現(xiàn)了電纜網(wǎng)無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試和絕緣測(cè)試的自動(dòng)化測(cè)試，有效提高了電纜網(wǎng)測(cè)試的自動(dòng)化測(cè)試水平和測(cè)試效率，較傳統(tǒng)測(cè)試方法效率提高300％以上。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明專利的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及連接圖；

圖2為本發(fā)明專利的無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試的原理示意圖；

圖3為本發(fā)明專利的絕緣測(cè)試的原理示意圖；

圖4為本發(fā)明的絕緣測(cè)試的軟件實(shí)現(xiàn)流程圖。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明專利的具體實(shí)施方案，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)完整地論述。

如圖1所示，本發(fā)明專利采用模塊化設(shè)計(jì)方案，包括便攜式pxi機(jī)箱組合、繼電器轉(zhuǎn)接組合、程控絕緣測(cè)試儀、測(cè)試電纜、打印機(jī)等，其中，pxi機(jī)箱組合包含pxi嵌入式控制器、3個(gè)多路復(fù)用器模塊pxie-2575、3個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567、數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072和鍵盤顯示器組合等模塊，繼電器轉(zhuǎn)接組合包含耐高壓繼電器板、電源模塊和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒等。

鍵盤顯示器組合：是測(cè)試操作人員和pxi嵌入式控制器的交互界面，與pxi嵌入式控制器連接，可實(shí)現(xiàn)測(cè)控指令發(fā)控、測(cè)試數(shù)據(jù)顯示等功能；

pxi嵌入式控制器：是本發(fā)明自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的控制中樞，通過(guò)pxi總線與多路復(fù)用器模塊pxie-2575、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567和數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072通信，通過(guò)rs432串行總線與程控絕緣測(cè)試儀通信，通過(guò)waln網(wǎng)線與打印機(jī)通信。

多路復(fù)用器模塊pxie-2575：是具有196路1線通道的多路復(fù)用器繼電器開關(guān)，其中2塊多路復(fù)用器模塊與pxi嵌入式控制器和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可實(shí)現(xiàn)無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試中切換待測(cè)點(diǎn)的功能；另一塊多路復(fù)用器模塊與pxi嵌入式控制器、耐高壓繼電器板和電源模塊連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可選擇并驅(qū)動(dòng)單個(gè)耐高壓繼電器，從而實(shí)現(xiàn)絕緣測(cè)試中選擇切換待測(cè)點(diǎn)的功能。

繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567：是一種64通道外部繼電器驅(qū)動(dòng)模塊，與pxi嵌入式控制器、耐高壓繼電器板和電源模塊連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可選擇并驅(qū)動(dòng)多個(gè)耐高壓繼電器，從而實(shí)現(xiàn)絕緣測(cè)試中選擇并短接多個(gè)待測(cè)點(diǎn)的功能。

耐高壓繼電器板：最高耐壓1000vdc，與電源模塊和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒連接，實(shí)現(xiàn)絕緣測(cè)試中待測(cè)點(diǎn)的選擇切換的功能；

電源模塊：與耐高壓繼電器板連接，為耐高壓繼電器提供24v驅(qū)動(dòng)電壓；

數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072：與pxi嵌入式控制器和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可實(shí)現(xiàn)無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試和測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽?/p>

程控絕緣測(cè)試儀：與pxi嵌入式控制器和測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒連接，通過(guò)接收pxi嵌入式控制器的控制指令，可實(shí)現(xiàn)施加直流高壓、絕緣測(cè)試和測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽?/p>

測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒：與數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072、程控絕緣測(cè)試儀、耐高壓繼電器板、測(cè)試電纜等連接，主要完成pxi測(cè)試控制信號(hào)與電纜網(wǎng)待測(cè)信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換；

打印機(jī)：與pxi嵌入式控制器連接，完成測(cè)試數(shù)據(jù)導(dǎo)出打印功能。

如圖2所示，給出了無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試的具體實(shí)現(xiàn)方法。

圖2-(b)給出了多路復(fù)用器pxie-2575與待測(cè)點(diǎn)、測(cè)試儀表的連接示意圖，多路復(fù)用器模塊pxie-2575的com端連接到數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072的“+”端或“-”端，輸出端分別通過(guò)測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒與電纜待測(cè)點(diǎn)一一連接。

圖2-(a)給出了無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試硬件結(jié)構(gòu)原理圖，pxi嵌入式控制器控制兩個(gè)多路復(fù)用器模塊pxie-2575完成導(dǎo)通測(cè)試中一對(duì)待測(cè)點(diǎn)的選擇切換，再控制數(shù)字萬(wàn)用表模塊pxi-4072測(cè)量導(dǎo)通電阻并將單次測(cè)量值返回pxi嵌入式控制器存儲(chǔ)處理。

如圖3、4所示，給出了絕緣測(cè)試的具體實(shí)現(xiàn)方法。

其控制策略為單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)間絕緣測(cè)試，如果對(duì)n個(gè)點(diǎn)進(jìn)行絕緣測(cè)試，將n-1個(gè)待測(cè)點(diǎn)短接(不包括第i個(gè)待測(cè)點(diǎn))，與未短接點(diǎn)(第i個(gè)待測(cè)點(diǎn))進(jìn)行絕緣測(cè)試，i從1變化到n-1，只需通過(guò)n-1次絕緣測(cè)試即可實(shí)現(xiàn)任意兩點(diǎn)之間的絕緣測(cè)試。

圖3-(b)給出了耐高壓繼電器板、多路復(fù)用器pxie-2575、繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567、電源模塊、待測(cè)點(diǎn)、程控絕緣測(cè)試儀之間的連接示意圖。耐高壓繼電器板上的所有耐高壓繼電器的1引腳連接到絕緣表筆“+”端或“-”端，2引腳分別通過(guò)測(cè)試電纜轉(zhuǎn)接盒與待測(cè)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)連接，3引腳連接到電源模塊的24vdc正向端，4引腳分別與繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567或多路復(fù)用器模塊pxie-2575通道輸入端，繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567和多路復(fù)用器模塊pxie-2575的com端連接到電源模塊的24vdc負(fù)向端，從而構(gòu)成回路。

圖3-(a)給出了絕緣測(cè)試硬件結(jié)構(gòu)示意圖，pxi嵌入式控制器控制繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567驅(qū)動(dòng)耐高壓繼電器板選通n-1個(gè)耐高壓繼電器，實(shí)現(xiàn)n-1個(gè)待測(cè)點(diǎn)短接(不包括第i個(gè)待測(cè)點(diǎn))的目的；同時(shí)，pxi嵌入式控制器控制多路復(fù)用器模塊pxie-2575驅(qū)動(dòng)耐高壓繼電器板選通第i個(gè)耐高壓繼電器，實(shí)現(xiàn)選擇第i個(gè)待測(cè)點(diǎn)的目的；再控制程控絕緣測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)待測(cè)點(diǎn)施加直流高壓、絕緣測(cè)試，并將單次測(cè)量結(jié)果返回pxi嵌入式控制器存儲(chǔ)處理。

圖4所示，給出了測(cè)試程序采用labview編程實(shí)現(xiàn)絕緣測(cè)試的流程圖。程序進(jìn)入絕緣測(cè)試系統(tǒng)，先對(duì)程控絕緣測(cè)試儀進(jìn)行初始化，然后再對(duì)測(cè)試程序進(jìn)行初始化，然后執(zhí)行絕緣測(cè)試操作，包括如下三個(gè)環(huán)節(jié)：

a)吸合繼電器切換待測(cè)點(diǎn)：pxi嵌入式控制器控制繼電器驅(qū)動(dòng)模塊pxi-2567同時(shí)吸合n-1個(gè)耐高壓繼電器，控制多路復(fù)用器模塊pxie-2575選通第i個(gè)繼電器吸合第i個(gè)耐高壓繼電器，實(shí)現(xiàn)短接n-1個(gè)待測(cè)點(diǎn)和選擇第i個(gè)待測(cè)點(diǎn)的目的。

b)絕緣表操作：pxi嵌入式控制器控制控制程控絕緣測(cè)試儀給待測(cè)點(diǎn)施加直流高壓、絕緣測(cè)試，返回單次測(cè)試數(shù)據(jù)的功能；

c)關(guān)閉繼電器：斷開a)步驟中吸合的繼電器；

循環(huán)執(zhí)行a)、b)、c)步驟，測(cè)試結(jié)束，判讀測(cè)試結(jié)果，最后導(dǎo)出并保存測(cè)試結(jié)果。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專利基于pxi平臺(tái)開發(fā)設(shè)計(jì)，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，具有開發(fā)周期短、工作穩(wěn)定性好，可靠性高、可擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)；軟件編程采用可視化labview進(jìn)行積木搭接式編程模式，編程開發(fā)簡(jiǎn)單，調(diào)試便捷；絕緣測(cè)試控制策略為單點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)間絕緣測(cè)試，大大縮短了測(cè)試時(shí)間，提高測(cè)試效率。實(shí)現(xiàn)了電纜網(wǎng)無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試和絕緣測(cè)試的自動(dòng)化測(cè)試，有效提高了電纜網(wǎng)測(cè)試的自動(dòng)化測(cè)試水平和測(cè)試效率，較傳統(tǒng)測(cè)試方法效率提高300％以上。

本發(fā)明專利雖為基于pxi的電纜網(wǎng)導(dǎo)通絕緣自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，但不僅僅局限于對(duì)電纜網(wǎng)進(jìn)行無(wú)源導(dǎo)通測(cè)試和絕緣測(cè)試，也可以作為一種通用的導(dǎo)通絕緣測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行其它領(lǐng)域的電氣性能測(cè)試。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明專利構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和擴(kuò)展改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。