便携式线缆故障检测仪设计研究

发布时间：2017-10-28 11:24

  本文关键词：便携式线缆故障检测仪设计研究

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【摘要】：大型系统中的各设备之间连接线缆关系错综复杂,一旦出现故障,将给应用系统安全稳定运行带来巨大风险。线缆故障发生时可能造成系统宕机、生产事故、指挥失效等,甚至导致经济、政治、军事等方面的重大损失等高效检测和准确定位线缆故障是应用系统安全稳定运行的必要后备保障,但目前的线缆故障检测定位技术存在便携性差、准确率低、价格昂贵的问题,高性能的电缆故障检测设备和基础依然有待发展。大型装备,如大飞机、舰艇等,内部设备的电缆构成了错综复杂耦合度较高的互连网络,内部设备很难拆卸下来对线缆进行独立检修,而现有检修方法需要使用专用的外部检修电缆,日常检修维护的工作量非常大,涉及查询的线路多,且接线规则复杂、线缆本身造价较高,并且在日常的检修应用中,易于磨损坏,线路发生故障本身也是造成故障的原因之一,这就会让自测失效,其结果也难以保证具有可信度,另外,市场上的检测设备大多是体量偏大,不方便人工携带,这些检测设备也只能应用于专用场地。等等这些问题的出现,给大型装备系统的长期稳定运行带来了较大隐患。为了解决大型装备系统中线缆故障检测的种种不良问题,本论文设计了一种分布式的基于现场总线(CAN)的多芯线缆故障检测器。该装置的机身尺寸小,线缆测试容量大,具有可以线路结构进行识别外,还可以实现各种类型的通断识别等,还可以用于检测电缆与连接器的连接可靠性的振动测试功能,这就大大提高了测试效率。测试装置使用DSP2812作为主控微处理器,这样,就可以利用DSP2812这块微处理器上的模块。在设备电气安全性上,按照标准设计了过压保护电路并制作相应电路板,以保证使用过程中测试装置的安全性。为了高速更换测试通道,本课题另外加装了继电器矩阵控制开关,这样便于安全快速切换通道。在板载程序开发上,设计了一套“命令号+参数”格式的现场总线通讯协议,以及一套测试流程和主从机联机测试机制。最后开发了DSP驱动程序,以达到对测试仪的访问和控制。此外,为了便于安装维护,检测装置各个模板,包括控制板、继电器阵列板、功能指示板,都按照模块化的思想进行了重构设计,实现了功能按需添加。集中的软硬件测试实验结果证明本课题设计的分布式的基于现场总线(CAN)的多芯线缆故障检测器的各项性能指标都很好地满足了设计要求。且本文设计的电缆故障检测仪具有性能优良且价格便宜优点,对电缆故障检测行业技术水平的提升,具有一定的社会意义和经济价值。
【关键词】：检测仪 线缆 绝缘测试 振动测试
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM24
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 研究背景与研究意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.3 研究内容和创新点14-15
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 创新点15
• 1.4 论文组织结构15-16
• 第2章 总体方案16-21
• 2.1 功能需求16-17
• 2.2 性能指标17
• 2.3 硬件功能概要设计17-19
• 2.3.1 高低压混合电路设计17
• 2.3.2 设备小型化标准化设计17-18
• 2.3.3 通断测试设计18
• 2.3.4 振动测试设计18-19
• 2.3.5 绝缘测试设计19
• 2.4 软件功能概要设计19-20
• 2.4.1 驱动程序设计20
• 2.4.2 DSP固化程序设计20
• 2.5 本章小结20-21
• 第3章 硬件设计21-32
• 3.1 硬件系统结构21
• 3.2 微处理器选择21-22
• 3.3 核心检测电路设计22-25
• 3.3.1 短路检测电路设计22
• 3.3.2 断路检测电路设计22-23
• 3.3.3 接错检测电路设计23
• 3.3.4 检测电路元器件选择23-24
• 3.3.5 高低压混合电路设计24
• 3.3.6 设备小型化设计24-25
• 3.4 外围电路单元设计25-27
• 3.4.1 供电电源电路25
• 3.4.2 I/O口扩展电路25-26
• 3.4.3 键盘控制电路26-27
• 3.4.4 LCD显示电路设计27
• 3.5 CAN总线接口单元设计27-28
• 3.6 测试激励源单元设计28-29
• 3.6.1 通断及振动测试激励源28-29
• 3.6.2 绝缘测试激励源29
• 3.7 通道切换单元电路设计29-30
• 3.8 系统工作原理30
• 3.9 机箱结构设计30-31
• 3.10 本章小结31-32
• 第4章 软件设计32-43
• 4.1 CAN总线编程简介33
• 4.2 应用层通讯协议33-34
• 4.3 DSP程序设计34-40
• 4.3.1 程序主流程设计34-35
• 4.3.2 功能任务设计与实现35-39
• 4.3.3 联机测试机制实现39-40
• 4.4 驱动程序设计40-42
• 4.4.1 CAN总线驱动层40-41
• 4.4.2 测试仪驱动层41-42
• 4.5 本章小结42-43
• 第5章 系统实现43-47
• 5.1 系统调试环境43-44
• 5.2 通断测试功能验证44
• 5.3 振动测试功能验证44-45
• 5.4 绝缘测试功能验证45-46
• 5.5 本章小结46-47
• 第6章 结论47-48
• 参考文献48-51
• 致谢51

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1108054