智能型電纜測試系統(tǒng)采用單片機和工控機相結合的方案實現(xiàn)了1 536個測試點之問導通和絕緣關系的測試。詳細說明了基于單片機的硬件電路設計原理和工程應用方案。經實際測試，電纜測試系統(tǒng)達到了設計要求，大幅度提高了洲試的效率和準確性。
0 引言
隨著航空設備自動化程度的不斷提高，多芯電纜越來越多地得到了應用，電纜的性能也很大程度地影響著設備的正常工作。由于多芯電纜芯數(shù)增多，其互聯(lián)關系也變得更復雜，這就要求電纜測試設備具備更多的測試點數(shù)。傳統(tǒng)的手動測試方法費時費力，準確性差，已經不能滿足工程化，批量生產的需要。本文提出了一種針對航空多芯電纜故障檢測的新方案，并闡述了系統(tǒng)構成和測試原理。
1 測試系統(tǒng)構成
電纜測試系統(tǒng)主要由工控機系統(tǒng)，單片機系統(tǒng)和繼電器陣列三部分構成。其中工控機負責人機交互和數(shù)據(jù)處理，單片機系統(tǒng)控制硬件電路完成相應動作，繼電器陣列負責響應譯碼電路的請求將外部電纜接入測試系統(tǒng)。單片機和工控機通過USB進行通信。如圖1所示。
其中：硬件電路系統(tǒng)選用AT80C52單片機作為控制核心，主要包括導通測試電路，絕緣測試電路，譯碼電路，繼電器陣列，A/D采樣電路，高壓產生電路和USB通信電路等;單片機軟件則能夠依據(jù)接收到的命令控制硬件設備完成各個電纜的性能測試。
工控機選用研華的IPC-610工業(yè)控制計算機作為終端，負責人機交互和數(shù)據(jù)交換。電纜測試系統(tǒng)的軟件主要由人機界面和數(shù)據(jù)處理部分構成，人機界面將操作者輸入的信息轉化成相應的命令，控制單片機進行不同的操作;數(shù)據(jù)處理部分對測試數(shù)據(jù)進行比對和修正后，建立測試數(shù)據(jù)及其端口信息的數(shù)據(jù)庫，最終生成被測設備端口的導通和絕緣關系，并提供顯示和打印等功能。
繼電器陣列由3168個繼電器實現(xiàn)了1536個測試點之間的導通/絕緣測試和繼電器組之間的隔離。1 536個測試點分布在12塊單板上面，每塊單板上面有128個測試點，單板內又分為16行，每行8列，即12×16×8=1 536。每一個測試點由兩個繼電器控制，分別是輸入繼電器(Kat)和輸出繼電器(Kab)。每塊單板對應外部的一個128芯的航空插頭，負責和被測產品的連接。其原理如圖2所示。
2 測試系統(tǒng)的原理
電纜測試系統(tǒng)硬件部分以單片機為控制核心，主要分為導通測試電路，絕緣測試電路和繼電器譯碼電路三大部分，各部分工作原理如下所述。
2.1 導通測試部分
由于導通電阻很小，一般為歐姆級，容易受到外界干擾的影響，惠斯登電橋的兩臂同時對電源的微小變化做出反應，將輸出信號送入差分放大器，從而消除了共模干擾，可以提高測試的準確性。其原理如圖3所示。
在圖3中：R1，R2和R3組成基準電路;R4，R5和Rx串聯(lián)起來組成主測試回路。當待測電阻Rx為零時，調整R1使電橋處于平衡狀態(tài)，即U1=U2，電路輸出約為零，同時產生基準比較電壓U1。在電路正常工作情況下，Rx串聯(lián)進入電路后，電橋的平衡被打破，U2變小，U1和U2經過運放OP497的隔離后送入差分放大器INA145進行放大，放大后的電壓信號送入12位精度的MAX197進行采樣。
2.2 絕緣測試部分
對于絕緣測試電路而言，由于輸入測試電壓為500～1 000 V，對干擾不太敏感，所以絕緣測試電路采用相對簡單的電阻分壓法來實現(xiàn)。
