電纜故障測試系統的設計
責任編輯:chineselng    瀏覽:5683次    時間: 2008-04-06 15:41:54      

摘要:摘要:   介紹一種以8051單片機為核心的電纜故障測試系統的測試原理及組成。此系統能檢測長距離、多芯電纜的多種常見故障,可用于通信、軍事、工業、醫學等多種領域。   多芯電纜是被廣泛應用的信號傳輸或能量傳輸的重要載體。與其應用的廣泛性相比,它的測試方..

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摘要:

  介紹一種以8051單片機為核心的電纜故障測試系統的測試原理及組成。此系統能檢測長距離、多芯電纜的多種常見故障,可用于通信、軍事、工業、醫學等多種領域。

  多芯電纜是被廣泛應用的信號傳輸或能量傳輸的重要載體。與其應用的廣泛性相比,它的測試方法是落后日益受到廣大技術人員的關注。

  長期以來,人們常用人工測試電纜,但該方法既費時又費力,準確性也比較差。針對以上問題,本文提出一種新型的電纜故障測試系統,以實現對多芯電纜的斷路短路、斷路點、短路點的測試。

  1 測試功能

  在多芯電纜實際應用中,常見問題為電纜某芯線斷路和電纜中某兩根芯線之間短路。本系統針對上述問題具有以下測試功能:

  (1)短路測試——精確測得電纜芯線之間是否有不必要的連接及路點的具體位置。

  (2)斷路測試——能測得電纜中某芯線是否連通及斷路點的具體位置。

  (3)統計及顯示——統計并顯示一次測量中開路及短路的芯線數及芯線號。

  (4)適用于芯線數目較多和長距離的電纜測試場合。

  (5)測試準確、方便、快速,具有自動測試的特點。

  2 測試原理

  2.1 斷路、短路測試

  以8051單片機組成的最小系統為核心,配以多選二開關陣列(模擬開關組合實現)。該開關陣列連接在電纜的某一端,原理框圖如圖1.采取單端測量法來完成整個測量過程,該方案在測量斷中與短路時,具有不同的操作過程。

斷路

  首先將多芯電纜一端所有芯線連到一起,然后將芯線另一端連接開關陣列,由單片機8051控制開關陣列從某一條芯線輸入電信號,再由除此芯線以及的其余芯線掃描讀取此信號。如果讀不到此信號,說明此芯線斷路,或除芯線以外的其余芯線都斷路。

  首先將電纜中的所有芯線的一端全部斷開(即互不相連),然后由單片機8051控制與芯線另一端相連的開關陣列,使得從某一條芯線輸入電信號,從除此以外的其余芯線掃描讀取該信號,若能讀得該信號,則說明芯線與被掃描芯線之間有短路情況,并記錄相互短路的芯線號。

  2.2 斷路點、短路點測試

  前文敘述了電纜有短路及斷路等故障檢測方法。如果檢測出某一電纜有斷路故障,某兩根電纜有短路故障,故障點在何睡呢?如果判斷呢?下面分別做簡要說明。

  電路原理圖如圖2。IC1及周期元件組成典型文氏橋式正弦波振蕩電路,如圖2設計的參數,振蕩頻率f約為1.6kHz。圖2中IC2作跟隨呂,起隔離作用,提高電路帶負載的能力;兩個二極管利用其非線性以達到自動穩幅的效果。后加的輸出變壓器是為檢測短路故障點需要,檢測斷路故障點時可以不用。

斷路故障點檢測電路原理圖

  將有斷路故障的電纜芯線一端接入A點,將一個盒式錄音機的放音磁頭靠近此電纜線,打開錄音機,將其沿著電纜線移動,錄音機中可以聽到音頻信號。到斷路點以后,音頻信號無法傳來,錄音機中聽不到音頻信號,這樣就可以判斷出斷路點的位置,需注意的是:當檢測多芯線纜某一根斷路故障時,其余芯線最好接地,以減小分布電容的影響,樣檢測的效果較好。

  將有短路故障的兩根電纜芯線分別接入B、C處,仍用錄音機磁頭靠近故障電纜線,并沿著電纜線移動,錄音機中可以聽到音頻信號。到短路點以后,則聽不到音頻信號,這樣可以判斷出短路點的位置(以錄音機原理可生產一種便攜式控測器)。

  2.3 測試功能轉換

  此系統測試功能的轉換,是通過單片機控制上文所提及的模擬開關實現的,簡圖如圖3.其中8051單片機通過向模擬開關K1的1IN、2IN管腳輸入電信號,以控制各功能。當1IN為高電平,2IN為高電平時,K1的開關1、2導通(A管腳接較2的A點,此信號通過開關1輸入,OUT腳接放大整形電路再輸出給CPU),由兩條不同芯線(圖3中LIN通過芯線接口單元接電纜盡能多的芯線)進行斷路或短路掃描檢測;當1IN為高電平,2IN為任意電時,K1的開關1導通(圖2的A點信號通過開關1輸入),由CPU通過外圍電路提供芯片線選通信號2,以選通一開路芯線,進行開路點檢測;當(B、C管腳信號接入電路,B、C管腳分別與圖2的B、C點相連),由CPU通過外圍電路提供芯線選通信號1、2,分別選通兩條短路芯線,進行短路點檢測。

測試功能轉換原理圖

  3 系統電路組成

  系統電路組成如圖4所示。

系統電路組成

  4 程序流程

  程序流程如圖5所示。

程序流程

  上述判別電纜斷路點和短路點故障的方法既簡單又實用。對于非屏蔽和非預埋在地下的電纜及一般導線,上述檢測方法均能達到較為滿意的效果。至于屏蔽電纜及預埋在地下的電纜,本文介紹的斷開及短路檢測方法仍然適用。

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