滑环综合测试系统技术方案

滑环综合测试系统技术方案

谭洪

430203198110066016  杭州欣扬科技有限公司  浙江省杭州市，311100

摘要：滑环又称为旋转连接器、汇流环、集电环等，其功能主要用于在无限制旋转状态下的电及信号导通传输；广泛用于军工、自动化、安防等行业。随着工业自动化迅速发展，本方案为了保证导电滑环产品品质，提升产品在检验和测试过程中的效率以及可靠性而开发。

关键词：滑环，测试，技术

1基本概述

导电滑环综合测试系统可检测导电滑环各环是否正常连接或出现开路、短路、错接等故障状态；可定位故障所处环道位置；可进行静态接触电阻、动态接触电阻值测试；可监测其最大、最小值及其变化值；可检测任意不相通的两环之间及任意环与壳体之间的绝缘电阻值。

测试系统结构设计紧凑，采用工控机作为数据采集单元，编写专用上位机测试软件，界面简洁明了，操作方便。

系统按照客户要求配旋转台，旋转台使用伺服电机带动，可以在速度模式下精度的控制运行速度，可以在位置模式下精度的控制运行角度，这样可以极大的方便模拟导电滑环应用场合，更好的测试导电滑环的性能。

2导电滑环综合测试系统原理

2.1原理简述

a.导电滑环测试系统—电阻测试模块可以对滑环各个环道现实静态电阻测试、动态电阻测试以及变化值测试；

b.导电滑环测试系统—绝缘电阻测试仪可以检测任意某环道与其他所有环道之间的绝缘电阻值，以及任意某环道与壳体之间的绝缘电阻值。

c.导电滑环测试系统—瞬断测试模块可以对滑环各个环道在旋转过程中出现歇性断路（或电阻超过某一值，即某一值可以设定）测试，可以记录各个环道瞬断次数；

d.导电滑环测试系统—滑环与转台相结合，可以进行动态电阻测试以及变化值测试，瞬断测试，以及滑环运行不同角度在静态电阻测试。

e. 导电滑环测试系统—配置高性能的工控机，以及专用的上位机测试软件用于采集上述测试过程中的数据，对静态电阻值和动态电阻值绘制相应的曲线，对测试过程中的数据进行保存数据库，最终形成专业的报表以及曲线。

2.2系统组成

2.2.1动态电阻测试模块

动态电阻测试模块可并行测量导电滑环各环是否正常连接或出现开路、短路、错接等故障状态及定位故障所处位置、静态接触电阻、动态接触电阻值及变化值。

2.2.2绝缘电阻测试模块功能

绝级电阻测试模块可检测任意不相通的两环之间及任意环与壳体之间的绝缘电阻值。

2.2.3瞬断测试模块功能

可测试出被测导电滑环中的任意环在旋转过程中是否会出现间歇性断路（或电阻超过某一值）现象，以验证导电滑环各种工况状态下的可靠性。

2.2.4驱动控制转台功能

驱动控制转台用于在导电滑环检测过程中进行自动多位置静态测试和动态测试时驱动导电滑环转动。

驱动控制转台由伺服驱动器、伺服电机及传动装置组成并受系统软件控制，可实现速度、位置的精确控制，伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。

   在导电滑环综合测试系统中，通过系统软件设定驱动控制转台的转速及角度，工作转速可在0～300r/min的范围内进行设定，角度根据被测滑环需要进行45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°的设定，按照不同要求可实现滑环的旋转及摇摆动作。

当导电滑环需要连续旋转做跑合测试时，由于导电滑环的定子与转子线缆是相对转动的，导电滑环每环单独连续旋转必定导致线缆缠绞的情况，因此在这种测试要求下需要将导电滑环任意两环串联配合进行测试，如此可以使滑环动子能够长时间的连续旋转而不使线缆缠绞，达到测试目的。

2.2.5通用功能

a.重复测试功能

导电滑环综合测试系统具有对操作者认为需要重复测试的环路，进行多次重复测试，无需每次将所有环路均测试一遍，提高测试诊断效率。

b.自检功能

导电滑环综合测试系统可快速测出自身各矩阵通道是否良好，电阻测试功能及测试精度是否正常；绝缘电阻测试功能及测试精度是否正常，并形成自检报告。

c.报警保护功能

当待测导电滑环测量结果和设置标准不符时，导电滑环综合测试系统给出声、光报警信号。当测试模块自检异常时，测试模块给出声、光报警信号。

d.测试参数设置功能

上位计算机可设置被测件参数如：待测滑环环数；电阻门限、动态电阻波动值；绝缘测试电压、绝缘测试时间、绝缘测试门限等参数。

e.测试标准建立功能

人工将导电滑环的测试参数标准手动输入到上位计算机中，并形成测试标准记录存入数据库中。

f.数据管理功能

测试记录保存在测试模块上位计算机数据库中，并可以Excel形式导出到指定目录保存。测试记录，可按“产品型号”、“产品批次”、“产品编号”、“操作者”、“测试日期”、等条目进行查询，可查询任一次测试数据记录，便于追溯。

g.转台驱动功能

导电滑环综合测试系统软件可控制驱动转台按照设置的参数进行运转如：角位置定位、固定转速旋转、可设置旋转速度、旋转角度、可设置跑合时间。

h.运动状态保护功能

导电滑环综合测试系统软件可对驱动电机的旋转状态进行实时监测，当运行状态异常时，立即停止工作并进行声光提示，当运转飞车时，对电机立即断电。

3综合测试系统软件

3.1系统软件

系统软件在windows操作系统上采用开放式软件设计思路，它具有简单、高效、功能强大的特点。除此之外，软件界面还可以根据需要，通过编辑可以达到界面优美的效果。

    软件实现了整个系统中人机交互功能，软件内部集成了系统测试所需采样算法、高速导通测试特有算法，所有的测试、保存、报表输出等等都可以通过软件的灵活应用而实现，可以方便的实现用户二次编程，用户可以根据不同的要求进行相应的组合，大大的提高了测试效率。对于部分高级客户，二次编程将大大提高设备的使用性能，提高实际工作的生产效率。

    导电滑环综合测试系统的软件系统遵循操作简捷、自动化、智能化的原理。采用windows图形界面设计，全中文操作界面，可运行在windowsXP、windows7、windows8、windows10操作系统下。

本系统软件功能主要包括：用户权限管理、测试参数设置、系统自检功能、自学习功能、导通测试功能、静态电阻测试功能、动态电阻测试功能、绝缘测试功能、瞬断测试功能等。

操作软件为已交付产品界面，仅供参考。

3.2部分界面展示

3.2.1登陆界面

点击程序图标后首先看到的是用户登录界面。

3.2.2参数设置界面

点击“登录”后，进入参数设置界面，参数设置完成后，点击“组合测试”，进入组合测试界面。

3.2.3组合测试界面

组合测试界点击“开始测试”，系统按照已选择的测试功能依次进行测试。

3.2.4保存界面

组合测试完成后，可点击“保存结果”进行测试数据的保存。

4 测试系统安全使用设计

导电滑环综合测试系统为了保证使用过程中的绝对安全，特制定了多项防护措施用以确保操作人员的安全及被测件的完好。

首先从硬件结构设计上，导电滑环综合测试系统将提供完善的接地隔离系统，保证了特殊情况下的人员及设备安全

其次，在软件上，当导电滑环综合测试系统在高压测试过程中，会有明确的警示提醒，同时提供醒目外接高压指示灯以提醒工作人员高压工作状态。

第三，对于导电滑环综合测试系统本身或测量过程中可能出现的故障导致的过压过流等情况，设备采用了自保护设计，在允许范围内可以实现自保护。

参考文献：

[1] 周小全，王智勇.精密导电滑环主要检测参数的分析[J]. 计测技术，2007(S1):72-76.

[2] 王阳，陈燕玲，于志红，等.导电滑环检测方法研究[J]. 宇航计测技术，2012,32(6):72-76.

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