一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种线束测试装置，具体涉及一种基于直流高压的线束绝缘测试装置。


背景技术：

2.线束绝缘测试广泛应用于航空、航天、军事和工业应用等领域，随着科学技术的发展，对线束绝缘测试的需求越来越高。
3.传统基于交流测试的方案是提供50hz交流电压，不能给导线提供稳定的高电压，并不适合作为绝缘测试，此外，需要测试的时间长，测试结果不稳定。
4.而现有基于直流高压的线束绝缘测试设备，虽然用直流电测试绝缘可以长时间给导线提供稳定的高电压，测试线束的绝缘性能，但由于其通道切换模块采用的是单片机控制，切换速度不够快，而且单片机作为作为通道切换模块的控制器性能也不够稳定。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种基于直流高压的线束绝缘测试装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
6.一种基于直流高压的线束绝缘测试装置，包括：主控模块、直流绝缘测试模块、总线切换模块和继电器切换模块；其中，
7.所述主控模块，接收上位机发出的操控命令，并控制其它各模块按照相应的指令操作；
8.所述直流绝缘测试模块，与所述主控模块连接，并通过直流高压总线连接所述总线切换设备；根据所述主控模块发出的第一控制信号调节线路的电压直至达到设定电压值；在电压达到设定电压值后采集线路的电流值，并根据所述设定电压值和所述电流值计算出绝缘电阻值，再将所述绝缘电阻值发送至所述主控模块；
9.所述总线切换模块，与所述主控模块连接，并与所述继电器切换模块连接；根据所述主控模块发出的第二控制信号将所述直流高压总线切换到所述继电器切换模块上；
10.所述继电器切换模块，与所述主控模块、总线切换模块以及线束测试端口分别连接；根据所述主控模块发出的第三控制信号将继电器切换模块上的直流高压总线切换到所述线束测试端口的被测线束上。
11.进一步地，所述主控模块采用stm32单片机控制器。
12.进一步地，所述直流绝缘测试模块包括第一can通信接口、第一fpga模块、高压升压模块、高压电压采集模块和电流采集模块；其中，
13.所述第一fpga模块通过所述第一can通信接口连接所述主控模块；
14.所述高压升压模块、所述高压电压采集模块和所述电流采集模块分别与所述第一fpga模块及所述直流高压总线连接。
15.进一步地，所述高压升压模块包括功率放大器、变压器和整流电路；其中，
16.所述功率放大器通过dds发生器连接所述第一fpga模块，所述变压器连接在所述功率放大器和所述整流电路之间，所述整流电路还连接所述直流高压总线。
17.进一步地，所述电流采集模块为ad电流采集电路。
18.进一步地，所述继电器切换模块包括第二can通信接口、单片机和第二fpga模块；其中，
19.所述单片机通过所述第二can通信接口连接所述主控模块；
20.所述第二fpga模块连接所述单片机及所述线束测试端口。
21.进一步地，还包括显示屏，所述显示屏与所述上位机连接，所述上位机将所述显示屏上输入的操控命令发送给所述主控模块。
22.进一步地，还包括壳体，所述主控模块、直流绝缘测试模块、总线切换模块和继电器切换模块设置于所述壳体内；所述线束测试端口设置于所述壳体上。
23.进一步地，所述线束测试端口有多个，每个线束测试端口的被测线束通过所述继电器切换模块的切换连接所述直流高压总线。
24.进一步地，所述壳体上还设置有usb端口，所述usb端口与所述上位机连接。
25.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
26.1.本实用新型基于直流高压的线束绝缘测试装置，绝缘测试模块根据主控模块发出的第一控制信号调节线路的电压直至达到设定电压值，并在电压达到设定电压值后采集线路的电流值，并根据所述设定电压值和所述电流值计算出绝缘电阻值，再将所述绝缘电阻值发送至所述主控模块；采用直流高压电测试绝缘可以长时间给导线提供高电压直流，绝缘测试结果更稳定。
27.2.本实用新型基于直流高压的线束绝缘测试装置，有多个测试端口，可通过总线切换模块和继电器切换模块将直流高压总线切换至所需测试的线束测试端口上，可自动测试多条线束的绝缘电阻。
28.3.本实用新型基于直流高压的线束绝缘测试装置，主控模块采用stm32单片机控制，继电器切换模块和直流绝缘测试模块采用fpga控制，替代原先的用硬件逻辑电路组成的数控装置，切换速度快，性能稳定；且使输入操作指令的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来实现。
29.4.本实用新型基于直流高压的线束绝缘测试装置，整个测试过程都可以实现自动化，将线束连接到线束测试端口后，只需在显示屏上操作点击开始测试即可，测试结果可快速出现在显示屏上。
附图说明
30.图1是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的原理框架图。
31.图2是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的直流绝缘测试模块的结构示意图。
32.图3是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的总线切换模块的结构示意图。
33.图4是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的继电器
切换模块的结构示意图。
34.图5是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的继电器组的结构示意图。
35.图6是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的整体外观结构示意图。
具体实施方式
36.下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
37.请参见图1，图1是图1是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的原理框架图。如图1所示的基于直流高压的线束绝缘测试装置，包括：主控模块、直流绝缘测试模块、总线切换模块和继电器切换模块。
38.主控模块与上位机连接并通信，接收上位机发出的操控命令，并控制其它各模块按照相应的指令操作。主控模块优选采用stm32单片机控制器。需要说明的是，上位机可设置在本实用新型的线束绝缘测试装置的内部，也可设置在线束绝缘测试装置的外部，当设置在外部时，外部的上位机可通过线束绝缘测试装置的串口与主控模块通信。优选的方式是设置在线束绝缘测试装置的内部，与线束绝缘测试装置的其它各模块集成在一起。
39.直流绝缘测试模块与主控模块连接，并通过直流高压总线连接总线切换设备；根据主控模块发出的第一控制信号调节线路的电压直至达到设定电压值；在电压达到所述设定电压值后采集线路的电流值，并根据所述设定电压值和所述电流值计算出绝缘电阻值，再将所述绝缘电阻值通过can总线发送至所述主控模块；主控模块再将该绝缘电阻值发送至上位机处理和显示。
40.请参见图2，图2是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的直流绝缘测试模块的结构示意图。作为一种优选的实施方式，直流绝缘测试模块包括第一can通信接口、第一fpga模块、高压升压模块、高压电压采集模块和电流采集模块；其中，第一fpga模块通过第一can通信接口连接主控模块；高压升压模块、高压电压采集模块和电流采集模块分别与第一fpga模块及直流高压总线连接。主控模块给高压升压模块发送命令，将电压升高，用高压采集模块采集高压，将采集的结果反馈主控模块，主控模块再给高压升压模块发送命令调节电压，直到电压达到设定电压值，当电压达到设定电压值后再用电流采集模块采集电流；第一fpga模块根据所设定电压值和采集的电流值计算出绝缘电阻值，再将该绝缘电阻值通过can总线发送至主控模块，主控模块再该绝缘电阻值通过串口发送至上位机进行处理和显示。
41.优选地，高压升压模块包括功率放大器、变压器和整流电路；其中，功率放大器通过dds发生器连接第一fpga模块，变压器连接在功率放大器和整流电路之间，整流电路还连接直流高压总线。高压升压模块采用的是第一fpga模块通过dds发生器输出的50hz的正弦波电压，电压幅值可调，通过变压器将电压升高60倍。
42.优选地，电压采集设备为高精度ad电压采集电路，能准确的采集被测电阻两端的电压。
43.优选地，电流采集模块为高精度的ad电流采集电路，包括24位adc差分放大和采样
电阻。电流采集模块为高精度ad采集电路，能准确的采集流过被测电阻的电流。
44.总线切换模块与主控模块连接，并与继电器切换模块连接；根据主控模块发出的第二控制信号将直流高压总线切换到继电器切换模块上。总线切换模块有两个作用，第一个是可以通过总线切换模块交换高压总线的顺序，可以正向电流和负向电流测试；第二个作用是当结束高压测试是先断开总线切换模块，对继电器切换模块起到保护作用，防止高压对继电器模块造成损坏。
45.请参见图3，图3是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的总线切换模块的结构示意图。总线切换模块将直流高压切换为a总线和b总线接入继电器切换模块，与线束检测端口的被测线束连接；也即将被测线束接入直流高压总线。
46.继电器切换模块与主控模块、总线切换模块以及线束测试端口分别连接；根据主控模块发出的第三控制信号将切换到继电器切换模块上的直流高压总线切换到线束测试端口的被测线束上。继电器切换模块的主要功能是将总线切换模块提供的高压总线切换到特定的端口上。
47.线束测试端口可以有多个，每个线束测试端口的被测线束通过继电器切换模块的切换连接直流高压总线。用户可以一次性将被测导线全接到端口上，要测那个端口的被测导线，只用切换继电器就可以了，使用非常方便。
48.请参见图4和图5，图4是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的继电器切换模块的结构示意图；图5是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的继电器组的结构示意图。作为本实用新型的一种优选实施方式，继电器切换模块包括第二can通信接口、单片机和第二fpga模块；其中，单片机通过第二can通信接口连接主控模块；第二fpga模块连接单片机及线束测试端口。线束测试端口为并列的多个，可同时插入多组线束，通过第二fpga模块控制继电器组的多个继电器将直流高压总线快速切换到被测线束上。
49.本实用新型实施例的基于直流高压的线束绝缘测试装置，主控模块采用stm32单片机控制，继电器切换模块和直流绝缘测试模块采用fpga控制，替代原先的用硬件逻辑电路组成的数控装置，使设备的性能稳定，功能强大，并且是基于直流电压测试，测试结果更加可靠。
50.请参见图6，图6是本实用新型实施例提供的一种基于直流高压的线束绝缘测试装置的整体外观结构示意图。本实用新型实施例的基于直流高压的线束绝缘测试装置，还可以包括壳体，主控模块、直流绝缘测试模块、总线切换模块和继电器切换模块设置于壳体内；线束测试端口设置与壳体上。还可以包括显示屏，显示屏优选为触摸屏；显示屏与上位机连接，上位机将显示屏上输入的操控命令发送给主控模块；触摸屏通过hdmi线连接上位机，然后上位机通过串口与各模块电路通信，来控制各模块。壳体上还设置有usb端口，usb端口与上位机连接。通过usb端口下载检测数据或连接打印机进行测试结果打印。
51.需要说明的是，本实用新型的直流高压绝缘测试装置，还可以设有高压指示灯。当高压工作时，指示灯亮起。装置上并可配有3a的保险丝，直流绝缘测试模块上设有过流保护最大，直流绝缘测试模块提供给高压总线的测试电压最大可达到1000v，激电流检测范围为1ua到8ma，当测试电流大于8ma时，进入自动保护模式。本实用新型的直流高压绝缘测试装置，测试绝缘电阻量程范围为5k欧姆到1000m欧姆。
52.本实用新型实施例的基于直流高压的线束绝缘测试装置的工作原理是：将被测导线接在设备的被测端口上，上位机通过串口给主控模块发送绝缘测试命令，主控模块给总线切换模块发送控制命令，将高压总线切换至继电器切换模块，主控模块再给继电器切换模块发送控制命令，将从高压总线切到被测端口上，然后主控模块给高压升压模块发送命令，将电压升高，用高压采集模块采集高压，将采集的结果反馈第一fpga模块，第一fpga模块再给高压升压模块发送命令调节电压，直到电压达到设定电压值，当电压达到设定电压值后再用电流采集模块采集电流值，并根据所述设定电压值和所述电流值计算出绝缘电阻值，再将所述绝缘电阻值发送至所述主控模块；主控模块再将该绝缘电阻值通过串口发送至上位机进行处理和显示。本实用新型实施例的基于直流高压的线束绝缘测试装置，整个测试过程都可以实现自动化，线束绝缘测试装置与设置于其内部或外部的上位机连接通信，可直接通过上位机的触摸屏进行绝缘测试操作，只需将被测线束连接到线束测试端口上，通过上位机上的软件设置好设测试参数，点击开始测试即可，并能通过上位机设置自动测试来测试多条线束的绝缘电阻。由于主控模块采用stm32单片机控制，继电器切换模块和直流绝缘测试模块采用fpga控制，替代原先的用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存储、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来实现。
53.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。