Brevet FR2670298A1 — publié le 19920612

La présente invention concerne un système pour tester la continuité électrique et l'isolement des conducteurs électriques d'une pièce de câblage Par le terme "pièce de câblage", on désigne un faisceau de conducteurs, c'est-à-dire de fils électriques ou câbles, permettant la transmission des informations et des commandes nécessaires pour le fonctionnement d'une machine complexe, notamment un aéronef. De façon connue, pour vérifier la continuité électrique et l'isolement des conducteurs d'une pièce de câblage, après l'achèvement de sa fabrication en atelier et avant son montage par exemple à bord d'un aéronef, tel qu'un hélicoptère, on utilise un banc de tests spécialisé sur lequel on branche tous les conducteurs de ladite pièce de câblage. On sait qu'un tel système pour tester la continuité électrique et l'isolement des conducteurs électriques d'une pièce de câblage, munis chacun de premier et second éléments de connexion, comporte:20 des moyens de liaison avec lesdits premier et second éléments de connexion de chacun desdits conducteurs, lesdits moyens de liaison comprenant une pluralité d'organes de branchement, aux entrées desquels sont aptes à être branchés les premier et second éléments de connexion de chacun desdits conducteurs; des moyens de mesure d'une grandeur électrique, reliés à des sorties déterminées desdits organes de branche- ment par l'intermédiaire de moyens de sélection desdites sorties pour, d'une part, relier les premier et second éléments de connexion du conducteur testé auxdits moyens de mesure, de façon à tester la conti- nuité électrique dudit conducteur et, d'autre part, relier ledit conducteur testé à au moins certains autres conducteurs de la pièce de câblage, de façon à tester l'isolement dudit conducteur par rapport auxdits autres conducteurs; des moyens générateurs d'une grandeur électrique identique à celle mesurée ou différente de cette dernière; et des moyens de pilotage du système et d'analyse des tests. Dans les bancs de tests usuels, les moyens de sélection des sorties des organes de branchement sont constitués par des ensembles de commutateurs ou interrupteurs, et des commandes desdits interrupteurs Ainsi, pour un banc de tests qui peut comporter plusieurs milliers de points de tests, il est nécessaire de prévoir autant d'inter- rupteurs, et, même en utilisant des artifices pour regrouper lesdits interrupteurs, le nombre des commandes de ces derniers reste très élevé Par ailleurs, les nécessités de tenue en tension et de maintenance, notamment, obligent d'utiliser des interrupteurs spéci- fiques, connus sous le nom d'interrupteurs à lames souples Ceux-ci sont constitués de deux lames en matériau magnétique, séparées par un entrefer et enfer- mées dans une ampoule de verre sous atmosphère inerte ou sous vide Pour des raisons de tenue en tension, la masse de matériau magnétique et l'entrefer entre les lames doivent être relativement importants, de sorte que l'encombrement d'un tel interrupteur n'est pas négli- geable De ce fait, le volume et le poids d'un banc de tests usuel sont considérables Par exemple, le volume d'un banc de tests de 8400 points, couramment utilisé actuellement, est d'environ 4 m 3, et son poids de 600 à 700 kg, ce qui, bien entendu, nuit fortement à sa mobilité et à sa souplesse d'emploi Par ailleurs, le nombre élevé de commandes ( 174 commandes pour un banc de35 tests de 8400 points) entraîne une grande complexité des moyens de pilotage, avec les risques de pannes et le manque de fiabilité que cela implique. La présente invention a pour but d'éviter ces inconvé- nients, et concerne un système pour tester la continuité5 électrique et l'isolement des conducteurs d'une pièce de câblage, dont le volume, le poids et la consommation d'énergie électrique sont remarquablement réduits par rapport aux systèmes usuels, et qui présente une plus grande fiabilité. A cet effet, le système pour tester la continuité électrique et l'isolement des conducteurs d'une pièce de câblage, du type décrit cidessus, est remarquable, selon l'invention, en ce que les sorties desdits organes de branchement sont agencées, sur un support, sous forme15 d'une matrice de N lignes et _ colonnes, et en ce que lesdits moyens de sélection comprennent, d'une part pour le test de continuité, des premier et deuxième équipa- ges, susceptibles de se déplacer le long des lignes et colonnes de ladite matrice, pour relier auxdits moyens20 de mesure les deux sorties desdits organes de branche- ment, correspondant aux premier et second éléments de- connexion du conducteur testé, et d'autre part pour le test d'isolement, un troisième équipage, susceptible de se déplacer le long des lignes et colonnes de ladite25 matrice, pour relier auxdits moyens de mesure une sortie desdits organes de branchement, correspondant à un élément de connexion du conducteur testé, et un qua- trième équipage pour relier au moins certaines autres sorties desdits organes de branchement auxdits moyens de30 mesure. Ainsi, le système de la présente invention tire parti de la haute précision obtenue, à l'heure actuelle, dans les déplacements de pièces mécaniques (en l'occurence lesdits équipages), et des progrès de la micromécanique, pour simplifier les fonctions électriques impliquées dans les systèmes usuels En particulier, l'agencement du système de l'invention permet de s'affranchir de la multiplicité d'interrupteurs et de commandes utilisés5 jusqu'à présent, en diminuant considérablement le volume et le poids du système ainsi que sa consommation d'énergie électrique, tout en le rendant plus fiable. Avantageusement, lesdits premier, deuxième, troisième et quatrième équipages sont associés, chacun, à une matrice10 de N lignes et ú colonnes desdites sorties desdits organes de branchement, les sorties correspondantes desdites matrices étant reliées en parallèle, et lesdits premier, deuxième et troisième équipages comprennent, chacun, un mécanisme à mouvements croisés, selon des15 premier et deuxième axes respectivement parallèles aux lignes et aux colonnes de ladite matrice, ledit méca- nisme étant relié à un organe de contact desdites sorties-pouvant se déplacer parallèlement à un troisième axe orthogonal au plan défini par lesdits premier et20 deuxième axes. En particulier, ledit mécanisme à mouvements croisés peut comporter deux montants parallèles, sur lesquels peut coulisser une barre transversale, le long de laquelle peut se déplacer un support pour ledit organe de contact. De préférence, ledit quatrième équipage comporte une plaque électriquement conductrice, en contact avec les sorties respectives des organes de branchement, montée sur un support pouvant se déplacer parallèlement aux colonnes de ladite matrice, dont l'extrémité supérieure présente une rangée d'organes de contact avec lesdites sorties, chacun desdits organes pouvant se déplacer orthogonalement au plan dudit support. En particulier, chacun desdits organes de contact peut être un vérin en liaison avec un cylindre, dans lequel peut se déplacer, parallèlement aux lignes de ladite matrice, un piston délimitant, dans ledit cylindre, un compartiment sous pression et un compartiment sans pression. Avantageusement, lesdits deuxième et troisième équipages forment un seul équipage, associé à une matrice unique, utilisable soit pour le test de continuité, soit pour le test d'isolement. De préférence, l'ensemble des supports et des équipages est maintenu sous vide ou sous atmosphère inerte. En particulier, lesdits moyens de mesure peuvent compren- dre un pont de mesure ohmmétrique, couplé à un généra- teur de haute tension stabilisée. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments sem- blables. La figure 1 est un schéma synoptique d'un système pour tester la continuité électrique et l'isolement des conducteurs d'une pièce de câblage. La figure 2 illustre schématiquement un exemple de réalisation des moyens de liaison et des moyens de sélection du système selon l'invention. La figure 3 est une vue schématique en perspective illustrant, plus particulièrement, les équipages cons- tituant les moyens de sélection du système selon l'in- vention. La figure 4 est une vue schématique en perspective, à plus grande échelle, d'un premier type d 'équipage de la figure 3. La figure 5 est une vue schématique en perspective, à plus grande échelle, d'un second type d'équipage de la figure 3. La figure 6 est une vue de dessus de l'équipage de la figure 5. La figure 7 est une vue de côté partielle de l'équipage 1 o de la figure 5. Les figures 8 et 9 illustrent, respectivement, le principe du test de continuité et le principe du test d'isolement d'un conducteur électrique de la pièce de câblage. En se référant à la figure 1, un système 1 pour tester la continuité électrique et l'isolement des conducteurs électriques d'une pièce de câblage 2 comprend généra- lement: des moyens de liaison 3 avec chacun des conducteurs de la pièce de câblage 2, des moyens de sélection 4 de sorties déterminées des moyens de liaison 3, des moyens de mesure 5 d'une grandeur électrique, pouvant être appliquée auxdites sorties déterminées des moyens de liaison 3, des moyens 6 générateurs d'une grandeur électrique identique à celle mesurée ou différente de cette dernière, reliés auxdits moyens de mesure 5, des moyens 7 de pilotage du système 1 et d'analyse des tests, et une alimentation électrique générale 8. La figure 2 illustre, schématiquement et en plan, un exemple d'architecture des moyens de liaison 3 et des moyens de sélection 4 du système 1 selon l'invention. Sur cette figure, on a représenté deux conducteurs 9,10 de la pièce de câblage 2 (cette dernière en comportant bien entendu en réalité un grand nombre), chacun desdits conducteurs 9,10 comportant des premier 9 a,10 a et second 9 b,10 b éléments de connexion. Les moyens de liaison 3 comprennent une pluralité d'organes de branchement 11 (une fois encore le nombre d'organes de branchement représenté est purement illus- tratif), aux entrées lla desquels peuvent être branchés les premier 9 a, 10 a et second 9 b,10 b éléments de connexion de chacun des conducteurs 9,10, et dont les sorties 11 b 1, llb 2 et llb 3, reliées en parallèle, sont agencées sur des supports respectifs 12 1, 12 2 et 12.3, et sont reliées aux moyens de sélection 4, décrits en détail par la suite. On voit mieux, sur la figure 3, l'agencement concret des moyens de liaison 3 et des moyens de sélection 4 notam- ment Ainsi, dans cet exemple de réalisation pratique de l'invention, les sorties llb 1, llb 2 et 11 b 3 des organes de branchement 11 sont regroupées, sur leurs supports respectifs 12 1, 12 2 et 12 3, sous forme de25 trois matrices de N lignes et p colonnes, et les moyens de sélection 4 comprennent trois équipages 13 1, 13 2 et 13.3, associés, chacun, à une matrice desdites sorties llb 1, llb 2 et 11 b 3 L'ensemble des supports et des équipages est avantageusement maintenu sous vide ou sous atmosphère inerte, pour des raisons de fiabilité des mesures. Plus particulièrement, les équipages 13 1 et 13 2 pour le test de continuité, dont les structures sont identiques, sont susceptibles de se déplacer le long des lignes et colonnes de la matrice correspondante de sorties 11 b 1 et llb 2. Comme on peut mieux le voir sur la figure 4, sur la- quelle on a représenté, à plus grande échelle, 1 'équi- page 13 1 (l'équipage 13 2 ayant une structure identi- que), ce dernier comprend un mécanisme à mouvements croisés 14, déplaçable selon des axes X et Y respecti- vement parallèles aux lignes et aux colonnes de la matrice associée de sorties 11 b 1 Le mécanisme à mouvements croisés 14, animé par des moyens moteurs non représentés, comporte deux montants 15,16 parallèles à l'axe Y (et disposés de part et d'autre, respectivement, du support 12 1), sur lesquels peut coulisser une barre transversale 17 parallèle à l'axe X, barre le long de laquelle peut se déplacer un support 18 pour un organe de contact 19 avec une desdites sorties llb 1 de la matrice L'organe de contact 19, qui peut être réalisé sous forme d'un vérin à commande pneumatique, électrique ou électro-mécanique, peut se déplacer parallèlement à un axe Z orthogonal au plan défini par les axes X et Y. Par ailleurs r comme montré sur la figure 3, les équipa- ges 13 1 et 13 2 sont reliés aux moyens de mesure 5 par les liaisons respectives 20 et 21. L'équipage 13 2 peut servir également pour le test d'isolement, en liaison avec l'équipage 13 3, de struc- ture différente, que l'on décrira ci-après en référence aux figures 5, 6 et 7. En se référant à la figure 5, l'équipage 13 3 comporte une plaque électriquement conductrice 22 en contact avec les sorties 11 b 3 des organes de branchement 11, et montée sur un support 23 pouvant se déplacer parallèlement à l'axe Y défini précédemment (c'est-à- dire parallèlement aux colonnes de la matrice corres- pondante) Pour cela, le support 23 et la plaque conductrice 22 sont solidaires d'une barre transversale 24, parallèle à l'axe X, elle-même guidée sur des montants 25,26 parallèles à l'axe Y, l'ensemble étant animé par des moyens moteurs non représentés. Par ailleurs, comme on le voit mieux sur les figures 6 et 7, l'extrémité supérieure 27 du support 23 présente une rangée d'organes de contact 28 avec les sorties llb 3, s'étendant parallèlement à l'axe X (c'est-à-dire parallèlement à une ligne de la matrice) Chacun desdits organes de contact 28 est, de préférence, un vérin pneumatique, pouvant se déplacer parallèlement à l'axe Z tel que défini ci-dessus, en liaison, par un conduit 29, avec un cylindre 30, dans lequel peut se déplacer, parallèlement à l'axe X, un piston 31 sous l'action d'un moteur 32 auquel il est relié par une tige de piston 33. Le cylindre 30 est relié de plus à un conduit 34 de mise sous pression relié à une alimentation de fluide (non représentée) et à un conduit 35 de mise à l'air libre. De plus, comme montré sur la figure 3, les équipages 13.2 et 13 3 sont reliés aux moyens de mesure 5 par les liaisons respectives 36 et 37. Ainsi, le système selon l'invention utilise en fait trois modules de sélection (ou de commutation): deux modules 13 1 et 13 2 pour les essais de conti- nuité (point de départ, point d'arrivée), deux modules 13 2 et 13 3 pour les essais d'isolement (point de test et court-circuit des adresses infé- rieures). Comme déjà indiqué, le module 13 2 est commun aux deux types d'essais. Comme moyens de mesure 5, on peut utiliser un pont de mesure ohmmétrique (gamme de mesure de quelques milli- ohms à 500 méghoms), couplé à un générateur de haute tension stabilisée à gamme réglable pas à pas. La figure 8 illustre le principe du test de continuité d'un conducteur électrique de la pièce de câblage, et cela en liaison avec la représentation de la figure 3. Pour tester la continuité, par exemple, du conducteur 9, il convient de relier, par l'intermédiaire d'à chaque fois un organe de branchement 11, les premier 9 a et second 9 b éléments de connexion du conducteur 9 aux moyens de mesure 5, et donc aux moyens 6 générateurs d'une grandeur électrique (courant, tension) Pour cela, grâce aux moyens de pilotage 7, l'organe de contact 19 de l'équipage 13 1 est amené en contact, par déplacement du mécanisme à mouvements croisés 14 selon les axes X et Y et déplacement de l'organe de contact 19 selon l'axe20 Z, avec la sortie 1 lb 1 sur le support 12 1, corres- pondant à l'entrée lla de l'organe de branchement 11 reliée au premier élément de connexion 9 a du conducteur 9 De même, l'organe de contact 19 de l'équipage 13 2 est amené en contact, de la même façon, avec la sortie 11 b 2 sur le support 12 2, correspondant à l'entrée lla de l'organe de branchement 11 reliée au second élément de connexion 9 b du conducteur 9. Le circuit est fermé par actionnement des interrupteurs 38,39 au moyen de la commande 40, permettant ainsi de réaliser le test de continuité sur le conducteur à l'aide des moyens de mesure 5 (le module 13 3 est dans ce cas neutralisé). il L'essai d'isolement d'un conducteur est effectué par rapport aux autres conducteurs de la pièce de câblage. Toutefois, dans des buts d'économie et de rapidité d'exécution, la méthode suivante est utilisée, et cela est vrai pour la plupart des bancs de tests existants. Pour un ensemble de, par exemple, dix conducteurs, indépendants les uns des autres, un test est effectué sur le premier conducteur en reliant les neuf autres aux moyens de mesure Si le test est positif (c'est-à-dire si l'isolement du premier conducteur est vérifié), on considère qu'il n'est plus nécessaire de vérifier si le deuxième conducteur est isolé du premier Le deuxième conducteur sera donc testé par rapport aux huit conduc- teurs restants, le troisième par rapport aux sept autres, et, ainsi de suite, pour tous les conducteurs de la pièce de câblage. La figure 9 illustre le principe du test d'isolement d'un conducteur électrique de la pièce de câblage, et cela en liaison avec la représentation de la figure 3. Pour tester l'isolement, par exemple, du conducteur 9, selon la méthode indiquée ci-dessus, il convient, d'une part, de relier le second élément de connexion 9 b du conducteur 9 aux moyens de mesure 5 Pour cela, grâce aux moyens de pilotage 7, l'organe de contact 19 de l'équipage 13 2 est amené en contact avec la sortie llb 2 sur le support 12 2, correspondant à l'entrée ila de l'organe de branchement 11 reliée au second élément de connexion 9 b du conducteur 9 D'autre part, toutes les sorties llb 3 d'adresses inférieures au point de test doivent être court-circuitées Cela est illustré sur la figure 9 et, de façon plus réaliste, sur la figure 3 Sur cette dernière figure, on voit que la plaque conductrice 22 de l'équipage 13 3 court-circuite toutes les sorties de la matrice disposées au-dessous de la ligne à laquelle appartient le point de test Par ailleurs, toutes les sorties de cette ligne à droite du point de test sont en contact avec les organes 28 correspondants Cela est obtenu par réglage de la position du piston 31 à l'aide du moteur 32, et mise sous pression desdits vérins 28 par amenée de fluide par le conduit 34. Le circuit est fermé par actionnement des interrupteurs 39,41 au moyen de la commande 40, permettant ainsi de réaliser le test d'isolement sur le conducteur à l'aide des moyens de mesure 5 (le module 13 1 est dans ce cas neutralisé). Par ailleurs, on doit noter que toutes les possibilités fonctionnelles complémentaires d'aide à l'opérateur et d'essais dynamiques, comme sur les systèmes usuels, peuvent être intégrées dans le système selon l'inven- tion, à savoir: auto-contrôle complet, auto-programmation (apprentissage sur une pièce de câblage réputée bonne), langage naturel sur défaut, gammes programmables d'essais de continuité et d'iso- lement, sur défaut de continuité, recherche de l'inversion, recherche de tous les points et listage sur défaut d'isolement, mesure de résistance, de capacité électrique, de tension, de courant, continu et alternatif, mesure de diode, dialogue avec l'opérateur, alimentation programmable permettant les essais dynamiques. Le tableau comparatif ci-dessous illustre, pour un banc de tests comportant 8400 points de tests, les avantages, concernant l'encombrement et le nombre de commandes, du système selon l'invention par rapport à un système usuel lles commandes du système de l'invention comprenant simplement des moteurs pas à pas pour les équipages, trois commandes de mise en contact (axe Z), et un relais (trois étages) de commutation de courant (tension)l. Système Système usuel selon l'invention Nombre de commandes 174 il Volume (m 3 4 0,5 Poids (kg) 600- 700 inférieur à 100 Le système selon l'invention présente donc une mobilité et une souplesse d'emploi plus grandes que les systèmes usuels, la simplification des commandes permet de faciliter la maintenance du système et le rend plus fiable, tandis que l'énergie nécessaire à son fonction- nement est nettement inférieure à celle nécessaire pour commander la multitude d'interrupteurs d'un système usuel. REVENDICATIONS 1 Système pour tester la continuité électrique et l'isolement des conducteurs électriques d'une pièce de câblage, munis chacun de premier et second éléments de connexion, du type comportant: des moyens de liaison avec lesdits premier et second éléments de connexion de chacun desdits conducteurs, lesdits moyens de liaison comprenant une pluralité d'organes de branchement, aux entrées desquels sont aptes à être branchés les premier et second éléments de connexion de chacun desdits conducteurs; des moyens de mesure d'une grandeur électrique, reliés à des sorties déterminées desdits organes de branche- ment par l'intermédiaire de moyens de sélection desdites sorties-pour, d'une part, relier les premier et second éléments de connexion du conducteur testé auxdits moyens de mesure, de façon à tester la conti- nuité électrique dudit conducteur et, d'autre part, relier ledit conducteur testé à au moins certains autres conducteurs de la pièce de câblage, de façon à tester l'isolement dudit conducteur par rapport auxdits autres conducteurs; des moyens générateurs d'une grandeur électrique identique à celle mesurée ou différente de cette dernière; et des moyens de pilotage du système et d'analyse des tests, caractérisé en ce que les sorties (llb l, llb 2, 11 b 3) desdits organes de branchement sont agencées, sur un support ( 12 1, 12 2, 12 3), sous forme d'une matrice de N lignes et p colonnes, et en ce que lesdits moyens de sélection ( 4) comprennent, d'une part pour le test de continuité, des premier ( 13 1) et deuxième ( 13 2) équipages, susceptibles de se déplacer le long des lignes et colonnes de ladite matrice, pour relier auxdits moyens de mesure ( 5) les deux sorties desdits organes de branchement, correspondant aux premier et second éléments de connexion du conducteur testé, et d'autre part pour le test d'isolement, un troisième équipage ( 13 2), susceptible de se déplacer le long des lignes et colonnes de ladite matrice, pour relier auxdits moyens de mesure ( 5) une sortie desdits organes de branchement, correspondant à un élément de connexion du conducteur testé, et un quatrième équipage ( 13 3) pour relier au moins certaines autres sorties desdits organes de branchement auxdits moyens de mesure ( 5). 2 Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier, deuxième, troi- sième et quatrième équipages sont associés, chacun, à une matrice de N lignes et R colonnes desdites sorties desdits organes de branchement, les sorties correspon- dantes desdites matrices étant reliées en parallèle, et en ce que lesdits premier, deuxième et troisième équi- pages comprennent, chacun, un mécanisme à mouvements croisés ( 14), selon des premier et deuxième axes res- pectivement parallèles aux lignes et aux colonnes de ladite matrice, ledit mécanisme ( 14) étant relié à un- organe de contact ( 19) desdites sorties pouvant se déplacer parallèlement à un troisième axe orthogonal au plan défini par lesdits premier et deuxième axes. 3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme à mouvements croisés ( 14) comporte deux montants ( 15,16) parallèles, sur lesquels peut coulisser une barre transversale ( 17), le long de laquelle peut se déplacer un support ( 18) pour ledit organe de contact ( 19). 4 Système selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit quatrième équipage ( 13 3) comporte une plaque électriquement conductrice ( 22), en contact avec les sorties respectives des organes de branchement, montée sur un support ( 23) pouvant se déplacer parallèlement aux colonnes de ladite matrice, dont l'extrémité supérieure ( 27) présente une rangée d'organes de contact ( 28) avec lesdites sorties, chacun desdits organes ( 28) pouvant se déplacer orthogonalement au plan dudit support ( 23). 5 Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacun desdits organes de contact est un vérin ( 28) en liaison avec un cylindre ( 30), dans lequel peut se déplacer, parallèlement aux lignes de ladite matrice, un piston ( 31) délimitant, dans ledit cylindre ( 30), un compartiment sous pression et un compartiment sans pression. 6 Système selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que lesdits deuxième et troisième équipages forment un seul équipage ( 13 2), associé à une matrice unique, utilisable soit pour le test de conti- nuité, soit pour le test d'isolement. 7 Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ensemble des supports ( 12 1, 12.2, 12 3) et des équipages ( 13 1, 13 2, 13 3) est maintenu sous vide ou sous atmosphère inerte. 8 Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de mesure ( 5) comprennent un pont de mesure ohmmétrique, couplé à un générateur de haute tension stabilisée.