1 实现电缆自动测试的意义
电缆测试采用自动测试方法后的效率变化:
在首次测试中:
手动测试方式:测试时间占80%,维修时间占20%。
自动测试方式:测试时间占80%,维修时间占20%。其中测试时间包括转接安装时间,编程时间以及测试时间。
可见,在电缆进行首次测试时,手动测试和自动测试效率基本一致。
在批量生产后电缆进行测试过程中:
手动测试方式:测试时间占80%,维修时间占20%。
自动测试方式:转接安装时间,编程时间以及测试时间各占30%。但总体工作时间却比手动测试方式减少一半。
由此可见,当电缆大量应用及批量生产后,自动测试将比手动测试的效率大大提高,从而提高电缆生产的质量及产量。
2 航空电缆检测技术应用的现状
目前,国际的一些知名航空制造公司,已实现了电缆的半自动甚至自动化的数字化制造和检测。将全机的电缆通过电缆检测程序在最短的时间内检查完电缆的导通、绝缘、耐压等常规检查。
在国内大部分航空制造企业,目前的电缆检测手段仍比较落后,大多采用万用表、兆欧表或指示灯按工艺规程指令用手工对单一系统的每根电缆的每根导线逐根、逐点搭接的方式来判断每条连接线的通断和绝缘情况,可靠性差,效率极低。国内部分航空企业已在逐步使用自动检测设备来进行电缆检测。
3 航空电缆检测的主要内容
电缆在日常应用中常出现的故障:
1)导线外皮划伤;2)导线外皮断裂;3)导线线芯断丝;4)导线外皮破损;5)导线屏蔽层破损;6)导线因绝缘层缺陷导致的烧灼。
电缆检测的主要包括以下几个方面的内容:
下面是检查电缆线束、电缆网络装配的正确性:1)没有发生断路、短路、错接、漏接、多接、虚接、缩针等不正确地接线。2)装配在正确的位置上。3)所有的接插件符合设计要求,包括电气性能的可靠性以及外部尺寸的正确性。
检查电缆导线束、电缆网络的绝缘性:1)导线之间绝缘性能良好,绝缘电阻达到设计要求。2)线与屏蔽层、在飞机壳体之间绝缘性能良好,绝缘电阻达到设计要求。
检查电缆线束、电缆网络的屏蔽性:1)屏蔽层没有破损,屏蔽效果达到设计要求。2)屏蔽层与接插件的壳体接触良好,对线芯的屏蔽效果达到设计要求。3)检查电缆线束、电缆网中所附带的其他元器件,如,开关、按键、表头、电阻、电容、二极管、稳压管、RLC电路、429总线,1553B总线及继电器模组等有源器件的性能。
通过测试结果分析,获得飞机整机电缆网络的正确性、可靠性与安全性,并判定电缆网的老化程度。
测试结果分析是为了更好的为设计、装配、工艺、检验提供更多的数据支持,并为飞机的整体性能保存连续性的整体记录。
4 电缆检测的技术发展及应用
4.1 电缆检测的基本原理
电缆的早期检测方法是手工检测,手工检测是最原始的方法,但是所有的导通仪的测试原理均是从这里发展而来的。如果测量的是一根导线,可使用电表从“正端”输出一微弱的测试电源到被测线的一端,对连接至该电表“负端”被测线另一端进行测量,测量被测线的电气特性。
如果是测量一束导线,依然是点-点的测试,使用导通铃和兆欧表分别对成束电缆进行导通测试和绝缘电阻测试,工作任务繁重,且出错率比较大。例如,对于一个7孔插头座,若要检查出每两点(包括壳体)间的通断关系,需要进行n次检查:n=7+6+5+……+2+1=28次。
若一束电缆上的插头座针、孔、壳体和接线总数为m时,则需要检测的次数n为:
n=1/2m(m+1)次
当一束电缆的导线数量是500时,要手工导通的次数是125000次。这在实际的工作中是做不到的,因此在工作中只是检查通的检查,而不检查断的检查。这样可以将大量的断路排除掉,而少量的短路、串线故障无法发现,为下一道工序留下故障隐患,这是手工检测的缺陷。
4.2 自动测试
在应用测试软件的电缆测试技术的应用中,现阶段的电缆测试技术分为二线法测量及四线法测量技术。二线测试所测量的电阻值包括了转接电缆的电阻值,当被测线路电阻比较大,可以忽略转接电缆的电阻值时可以使用该方法。当被测电缆电阻值很小,无法忽略将转接电缆的电阻值,必须将转接电缆的电阻值除去则使用精确的四线法测量。但是使用四线法将增加被测试点的数量,即测试点数增加一倍,成本比较高,在这种情况下,使用二线制的测量方法,使用一个补偿的电阻值,将转接电缆的电阻值减去,可以达到一定的精确量。使用二线测量法进行这种方法的补偿,可以有效的提高系统的测量精度,但又不会增加系统的测试点数。
采用电缆测试设备进行电缆网络测试,可以在批量生产时大大提高工作效率。在整个测试方案中,最为关键的是测试前期的准备工作,这其中包括转接电缆的制作以及产品与设备的对接。转接电缆地址的唯一性制约了电缆测试的适用性和扩展性。
为了更加有效的提高电缆测试效率,减少前期准备工作的时间,特此提出了电缆转接插头盲插概念,以实现电缆测试自动寻址功能。在转接插头中植入标识电阻或芯片,采用传感器匹配原理,事先输入测试地址到芯片中的数据库中。
被测试电缆与测试设备随机连接完毕后,测试设备将自动进行地址匹配。测试设备将自动建立测试插头与标识电阻之间的对应关系,将根据植入的电阻或芯片内部数据库信息,测试设备自动更改自己的物理地址,完成地址的匹配工作。
4.3 电缆测试模块化设计
电缆实现自动化测试,第一个步骤需要制作转接电缆。转接电缆的制作费用将会十分昂贵。转接电缆的长度越长,费用将越高。如果能够减少转接电缆的长度,费用将大大降低。在这里进行模块分布式设计或集中式设计直接影响投入成本。采用集中布局,转接电缆将依此按照物体的长度进行累加。采用分布布局,转接模块可以直接放置到物体的附近,将大大减少转接电缆的长度,从而降低整个测试系统的成本。
随着航空技术尤其是航空电子电气技术的飞速发展,航空电子和电气系统占全机制造成本的比重越来越高,已达到约70~80%的水平。由此带动了航空电缆的制造和检测技术的快速发展,测试技术的数字化、自动化、综合化、智能化的发展也是大势所趋。