电缆振动筛选设备的研究与开发

• 作 者: 翟会
• 机 构: 南京航空航天大学
• 出 处: 南京航空航天大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 瞬断测试 瞬通测试 电缆测试 虚拟仪器 LabVIEW FPGA

在航空航天系统及军用设备中，电缆有着非常广泛的应用。对某飞行器电缆进行静态和振动筛选测试，是其系统测试的重要项目之一。该飞行器的电缆由多芯线缆组成，恶劣的使用环境增加了线缆出现故障的几率，通过在模拟静态、振动、冲击、发射等条件下对电缆进行振动筛选测试可以及早发现和修复线缆故障，提高产品的可靠性。传统的检测方法存在工作效率低、测试人员劳动强度大等问题；而且由于人为因素所占的比重较大，测试结果的准确性难以保证。论文根据设计要求，分析比较了相关电缆瞬断瞬通检测方法的优缺点与可行性。在此基础上，介绍了以工控机为控制核心、基于FPGA的高速电缆瞬断瞬通测量技术，给出了系统组成及关键部分的设计思路，讨论了控制模块、静态测试模块、动态测试模块的设计原理。该电缆振动筛选设备用于对某飞行器总装电缆和飞控舱电缆进行振动筛选测试，测试系统基于虚拟仪器技术和可编程逻辑技术，采用LabVIEW进行上位机软件开发，Verilog HDL进行FPGA设计开发。整个测试过程全部由软件进行自动控制，当配置好测试参数后，测试过程中不需要人工干预，测试结束后，可以对测试数据进行保存，对结果进行分析，自动生成测试报表。系统在软硬件设计上均采用了模块化的设计思想，具有良好的扩展性，方便日后对系统进行升级。文中对系统的工作原理、设计思想、实现方法等作了详细说明，并对软硬件设计中各个功能模块的实现作了详细介绍，最后介绍了系统的调试过程，并提出了改进的建议。该电缆振动筛选设备能够同时测量200余路、小至0.1μs的瞬断瞬通现象，并能记录其发生瞬断瞬通的时间、次数及发生瞬断瞬通时的故障曲线，为高速并行瞬断瞬通测试设备的设计提供了一种新的思路。