专利名称：一种便携式在线测试与故障诊断系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种便携式在线测试与故障诊断系统，适用于机电测量技术领域。
背景技术：
随着现代机电设备自动化程度的不断提高，机电设备内部各种信号复杂，为了提高机电设备的可靠性和维修性，通常需要进行大量的测试与诊断工作。在线测试技术，是保证机电设备正常工作的重要支撑技术，在线测试能力直接影响到装备整机的质量，其故障诊断能力，直接影响到整机的综合指标。因此，对机电设备进行在线测试和故障诊断已经成为现代测试技术研究的重要领域。目前，大多数的在线测试系统都是功能相对单一，以在线监测为主，具备故障快速识别的自动测试系统还不多见。对于在线测试系统，国内目前有两种类型的测试设备，一类是针对某一类具体被测对象的专用测试设备，主要硬件由51系列单片机配合其他外围器件构成，通过一些信号采集电路，完成对被测对象的信号监测，工作效率低、准确度不高；另一类是采用标准测试仪器，如基于VXI、PXI等总线接口的虚拟仪器，组建基于标准总线仪器的测试系统，但是此类系统不仅仪器价格昂贵，而且由于标准仪器以通常用为主，不能进行优化配置，资源浪费严重，同时，往往需要添加大量的矩阵开关模块或者信号转接模块，造成系统成本过高、体积庞大，给使用带来不便。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种便携式在线测试与故障诊断系统。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为包括信号调理电路、数字信号采集电路、模拟信号采集电路、计算机系统和LCD显示器，所述信号调理电路由模拟开关选择阵列、模拟信号转换电路和数字信号转换电路组成；所述模拟开关选择阵列的输入端与被测对象连接、其输出端分别与数字信号转换电路和模拟信号转换电路的输入端连接， 数字信号转换电路和模拟信号转换电路的输出端分别与数字信号采集电路和模拟信号采集电路的输入端连接，数字信号采集电路和模拟信号采集电路的输出端分别与计算机系统的输入端连接，计算机系统的输出端与LCD显示器连接。所述模拟开关选择阵列采用Agilent U2751A USB模块化开关矩阵。所述数字信号转换电路由四路相同的输入电路、四路相同的输出电路、比较器Ul 及其外围元件二极管Dl和电阻R17构成，所述第一输入电路由电阻Rl和电阻R2组成，所述第一输出电路由光电耦合器U2、电阻R3和电阻R4组成；所述电阻Rl和电阻R2串联后的一端接模拟开关选择阵列的输出端、其另一端接地，电阻Rl与R2的节点与比较器Ul的输入端5脚连接；所述光电耦合器U2的二极管的阴极与比较器Ul的输出端2脚连接，其阳极通过电阻R3接VCC，所述光电耦合器U2的三极管的基极通过电阻R4接VCC，其集电极接所述数字信号采集电路的输入端，其发射极接地；所述比较器Ul的电源端3脚接VCC，其4
3脚、6脚、8脚和10脚并联后通过电阻R17与VCC连接，所述二极管Dl的负极接所述比较器 Ul的4脚、其正极接地。所述模拟信号转换电路由隔离放大器U6、电源模块U7和电容C1-C7组成；所述隔离放大器TO的输入端接所述模拟开关选择阵列的输出端，其输出端接所述模拟信号采集电路的输入端；所述电源模块U7的输入端接直流15V电源，其输出端分别接所述隔离放大器U6的电源端VDD1、GND1和VSSl ；所述电容C1-C7为滤波电容。所述数字信号采集电路由⑶T800数字量I/O扩展模块和SCM/LX-3160模块构成。所述模拟信号采集电路由SEM/ADT-620模块和SCM/LX-3160模块构成。上述比较器Ul的型号为LM139，光电耦合器U2的型号为6N137 ；上述隔离放大器 U6的型号为IS01MP，电源模块U7的型号为DCP011515DB。本实用新型可以实现对下列参数的在线测试与故障诊断(1)能够对100M以下的模拟量进行隔离、采集；(2)能够对100M以下开关信号进行隔离、采集；(3)能够对来自各类传感器的>5mV的弱信号进行隔离、采集；(4)能够对被测对象的工作状态进行判断，对故障进行定位。采用上述技术方案所产生的有益效果在于通过模拟信号转换电路对模拟信号进行隔离、放大处理送至模拟信号采集电路，并通过数字信号转换电路对数字信号进行隔离、 电平匹配处理送至数字信号采集电路，进而送至计算机系统，计算机系统通过检测软件对输入信号进行分析处理，将信号状态显示到LCD显示器上。本实用新型能够实现对各类被测对象进行在线准确测试，同时还能实现对被测对象的实时故障诊断。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的电路原理框图；图2是本实用新型数字信号转换电路示意图；图3是本实用新型模拟信号转换电路示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所述的一种便携式在线测试与故障诊断系统，包括信号调理电路、数字信号采集电路、模拟信号采集电路、计算机系统和LCD显示器，所述信号调理电路由模拟开关选择阵列、模拟信号转换电路和数字信号转换电路组成；所述模拟开关选择阵列的输入端与被测对象连接、其输出端分别与数字信号转换电路和模拟信号转换电路的输入端连接，数字信号转换电路和模拟信号转换电路的输出端分别与数字信号采集电路和模拟信号采集电路的输入端连接，数字信号采集电路和模拟信号采集电路的输出端分别与计算机系统的输入端连接，计算机系统的输出端与LCD显示器连接。所述模拟开关选择阵列采用Agilent U2751A USB模块化开关矩阵。如图2所示，所述数字信号转换电路由四路相同的输入电路、四路相同的输出电路、比较器Ul及其外围元件二极管Dl和电阻R17构成，所述第一输入电路由电阻Rl和电阻R2组成，所述第一输出电路由光电耦合器U2、电阻R3和电阻R4组成；所述电阻Rl和电阻R2串联后的一端接模拟开关选择阵列的输出端、其另一端接地，电阻Rl与R2的节点与比较器Ul的输入端5脚连接；所述光电耦合器U2的二极管的阴极与比较器Ul的输出端2 脚连接，其阳极通过电阻R3接VCC，所述光电耦合器U2的三极管的基极通过电阻R4接VCC， 其集电极接所述数字信号采集电路的输入端，其发射极接地；所述比较器Ul的电源端3脚接VCC，其4脚、6脚、8脚和10脚并联后通过电阻R17与VCC连接，所述二极管Dl的负极接所述比较器Ul的4脚、其正极接地。如图3所示，所述模拟信号转换电路由隔离放大器U6、电源模块U7和电容C1-C7 组成；所述隔离放大器U6的输入端接所述模拟开关选择阵列的输出端，其输出端接所述模拟信号采集电路的输入端；所述电源模块U7的输入端接直流15V电源，其输出端分别接所述隔离放大器U6的电源端VDD1、GND1和VSSl ；所述电容C1-C7为滤波电容。所述数字信号采集电路由⑶T800数字量I/O扩展模块和SCM/LX-3160模块构成。所述模拟信号采集电路由SEM/ADT-620模块和SCM/LX-3160模块构成。上述比较器Ul的型号为LM139，光电耦合器U2的型号为6N137 ；上述隔离放大器 U6的型号为IS01MP，电源模块U7的型号为DCP011515DB。综上所述，本实用新型通过接口电路接收信号，并对模拟信号进行隔离、放大处理，对数字信号进行隔离、电平匹配处理，送至计算机系统；计算机系统通过数字接口和模拟接口采集信号，并经过检测软件的分析处理，将信号的状态显示到LCD显示器上。本实用新型能够实现对各类被测对象进行在线准确测试，同时还能实现对被测对象的实时故障诊断。
权利要求1.一种便携式在线测试与故障诊断系统，其特征在于包括信号调理电路、数字信号采集电路、模拟信号采集电路、计算机系统和LCD显示器，所述信号调理电路由模拟开关选择阵列、模拟信号转换电路和数字信号转换电路组成；所述模拟开关选择阵列的输入端与被测对象连接、其输出端分别与数字信号转换电路和模拟信号转换电路的输入端连接，数字信号转换电路和模拟信号转换电路的输出端分别与数字信号采集电路和模拟信号采集电路的输入端连接，数字信号采集电路和模拟信号采集电路的输出端分别与计算机系统的输入端连接，计算机系统的输出端与LCD显示器连接。
2.根据权利要求1所述的一种便携式在线测试与故障诊断系统，其特征在于所述模拟开关选择阵列采用Agilent U2751A USB模块化开关矩阵。
3.根据权利要求2所述的一种便携式在线测试与故障诊断系统，其特征在于所述数字信号转换电路由四路相同的输入电路、四路相同的输出电路、比较器Ul及其外围元件二极管Dl和电阻R17构成，所述第一输入电路由电阻Rl和电阻R2组成，所述第一输出电路由光电耦合器U2、电阻R3和电阻R4组成；所述电阻Rl和电阻R2串联后的一端接模拟开关选择阵列的输出端、其另一端接地，电阻Rl与R2的节点与比较器Ul的输入端5脚连接； 所述光电耦合器U2的二极管的阴极与比较器Ul的输出端2脚连接，其阳极通过电阻R3接 VCC,所述光电耦合器U2的三极管的基极通过电阻R4接VCC，其集电极接所述数字信号采集电路的输入端，其发射极接地；所述比较器Ul的电源端3脚接VCC，其4脚、6脚、8脚和10 脚并联后通过电阻R17与VCC连接，所述二极管Dl的负极接所述比较器Ul的4脚、其正极接地。
4.根据权利要求3所述的一种便携式在线测试与故障诊断系统，其特征在于所述模拟信号转换电路由隔离放大器U6、电源模块U7和电容C1-C7组成；所述隔离放大器TO的输入端接所述模拟开关选择阵列的输出端，其输出端接所述模拟信号采集电路的输入端； 所述电源模块U7的输入端接直流15V电源，其输出端分别接所述隔离放大器TO的电源端 VDDU GNDl和VSSl ；所述电容C1-C7为滤波电容。
5.根据权利要求4所述的一种便携式在线测试与故障诊断系统，其特征在于所述数字信号采集电路由⑶T800数字量I/O扩展模块和SCM/LX-3160模块构成。
6.根据权利要求5所述的一种便携式在线测试与故障诊断系统，其特征在于所述模拟信号采集电路由SEM/ADT-620模块和SCM/LX-3160模块构成。
专利摘要本实用新型公开了一种便携式在线测试与故障诊断系统，包括信号调理电路、数字信号采集电路、模拟信号采集电路、计算机系统和LCD显示器，信号调理电路由模拟开关选择阵列、模拟信号转换电路和数字信号转换电路组成；模拟开关选择阵列的输入端与被测对象连接、其输出端分别与数字信号转换电路和模拟信号转换电路的输入端连接，数字信号转换电路和模拟信号转换电路的输出端分别与数字信号采集电路和模拟信号采集电路的输入端连接，数字信号采集电路和模拟信号采集电路的输出端分别与计算机系统的输入端连接，计算机系统的输出端与LCD显示器连接。本实用新型能够实现对各类被测对象进行在线准确测试，同时还能实现对被测对象的实时故障诊断。
文档编号G01D21/00GK202119468SQ20112023358
公开日2012年1月18日 申请日期2011年7月5日 优先权日2011年7月5日
发明者吕艳梅, 孙江生, 张倩, 张勇, 张连武, 梁伟杰, 王凯, 王韶光, 谢大兵, 连光耀, 闫鹏程, 韩守红 申请人:中国人民解放军63908部队