專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多芯電纜檢測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電纜檢測(cè)儀器，尤其是一種多芯電纜檢測(cè)儀。
背景技術(shù)：
許多行業(yè)在裝配完多芯電纜后，都需對(duì)多芯電纜開(kāi)路、短路、導(dǎo)通情況進(jìn)行測(cè)試，但大多數(shù)行業(yè)的電纜線(xiàn)的通斷測(cè)試仍然停留在手工階段，使用萬(wàn)用表或蜂鳴器，兩人配合，逐點(diǎn)進(jìn)行通斷檢測(cè)，這種方法適用于數(shù)量少，芯線(xiàn)少的產(chǎn)品。也有電纜測(cè)試儀器專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)廠家，將電纜絕緣測(cè)試、高壓測(cè)試、通斷測(cè)試、短路測(cè)試等功能集成在一起。使用萬(wàn)用表或蜂鳴器，兩人配合，逐點(diǎn)進(jìn)行通斷檢測(cè)，這對(duì)多芯電纜的測(cè)試來(lái)說(shuō)是速度慢、強(qiáng)度大、單調(diào)、重復(fù)、極易產(chǎn)生疲勞的勞動(dòng)，工作效率極低，尤其在測(cè)試短路方面，弓丨腳越多測(cè)試就復(fù)雜，特別容易存在人為失誤，漏查比較嚴(yán)重，難以保證測(cè)試質(zhì)量。專(zhuān)用測(cè)試儀器價(jià)格昂貴，測(cè)試操作復(fù)雜，使用不方便。中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為93203883.2的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種多芯電纜檢測(cè)儀，包括外殼、操作開(kāi)關(guān)、指示燈、數(shù)碼管、電纜插座和檢測(cè)電路部分。該專(zhuān)利沒(méi)有采用上位機(jī)控制的方式，測(cè)試儀器電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，通過(guò)人工比較電纜兩邊的電平信號(hào)判斷纜芯的通斷、短路，速率慢且容易出錯(cuò)。中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為200710017384.8的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種檢測(cè)電纜的檢測(cè)設(shè)備，包括控制器，控制器的I/o端的人機(jī)界面和測(cè)量模塊，還包括接于所述控制器的I/O端的驅(qū)動(dòng)器，與驅(qū)動(dòng)器相連接的機(jī)械手，與機(jī)械手連接的測(cè)針，控制器和測(cè)量模塊通過(guò)切換開(kāi)關(guān)與測(cè)針相連通，機(jī)械手為三自由度機(jī)械手。這種專(zhuān)用的測(cè)試儀器價(jià)格昂貴，操作復(fù)雜，造成檢測(cè)成本增加，很難普及。中國(guó)專(zhuān)利號(hào)為200820160694.5的專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種快速電纜檢測(cè)儀，由與輸入電纜線(xiàn)根數(shù)對(duì)應(yīng)的或門(mén)、四輸入與門(mén)和三態(tài)緩沖器、數(shù)碼顯示管構(gòu)成，檢測(cè)電纜分別接在對(duì)應(yīng)的或門(mén)的輸入端，或門(mén)輸出端接四輸入與門(mén)，四輸入與門(mén)的輸出端接三態(tài)緩沖器、三態(tài)緩沖器連接數(shù)碼顯示管。該專(zhuān)利沒(méi)有采用上位機(jī)控制方式，且檢測(cè)的時(shí)候需要手動(dòng)將每根電纜纜芯連接到數(shù)字門(mén)電路，操作非常復(fù)雜，且一次最多只能檢測(cè)8根纜芯，速率很低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種使用方便、價(jià)格低廉、工作可靠的檢測(cè)儀，能快速、準(zhǔn)確的測(cè)試多芯電纜的通斷和短路故障。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種多芯電纜檢測(cè)儀，包含上位機(jī)、下位機(jī)。所述下位機(jī)包含電源電路、串口電路、單片機(jī)及外圍電路、輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路、輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路、多個(gè)成對(duì)多芯電纜插座和轉(zhuǎn)接電纜插頭、A/D轉(zhuǎn)換電路，其中，所述串口電路、所述輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路、所述輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路、所述A/D轉(zhuǎn)換電路均與所述單片機(jī)連接，所述成對(duì)多芯電纜插座與所述輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路、所述輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路連接，所述上位機(jī)通過(guò)串口和所述下位機(jī)通信連接。所述上位機(jī)通過(guò)串口和所述下位機(jī)通信連接。所述輸入端多選一開(kāi)關(guān)選擇電路嵌有一個(gè)分壓電阻、一個(gè)分流電阻和至少一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)芯片。所述輸出端多選一開(kāi)關(guān)選擇電路嵌有至少一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)芯片。所述模擬開(kāi)關(guān)芯片采用⑶4067。所述A/D轉(zhuǎn)換電路含電壓跟隨器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。所述電壓跟隨器采用單電源運(yùn)算放大器AD8605，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD7694。本實(shí)用新型能夠快速、準(zhǔn)確的檢測(cè)多芯電纜組件、轉(zhuǎn)接盒的通斷、短路現(xiàn)象，能夠自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)報(bào)告故障點(diǎn)、存儲(chǔ)檢測(cè)數(shù)據(jù)等功能。具有操作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，可廣泛應(yīng)用于多芯電纜組件的批量生產(chǎn)
:圖1為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)框圖。圖2為單片機(jī)及外圍電路圖。圖3為串口電路圖。圖4為A/D轉(zhuǎn)換電路圖。
具體實(shí)施方式
:本實(shí)用新型涉及的多芯電纜線(xiàn)快速通斷和短路檢測(cè)儀，圖1是本檢測(cè)儀的系統(tǒng)框圖。它包括上位機(jī)、下位機(jī)，上位機(jī)通過(guò)串口和所述下位機(jī)通信連接。上位機(jī)是平時(shí)常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)和測(cè)試控制操作軟件，通過(guò)軟件控制下位機(jī)進(jìn)行多芯電纜的測(cè)試；下位機(jī)外部設(shè)有多個(gè)成對(duì)的多芯電纜插座和轉(zhuǎn)接電纜插頭，檢測(cè)時(shí)，轉(zhuǎn)接電纜插頭與待測(cè)電纜兩頭連接后插入所述多芯電纜插座。上位機(jī)的構(gòu)造。上位機(jī)包括硬件接口模塊、人機(jī)交互模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，狀態(tài)顯示模塊五大部分。硬件接口模塊通過(guò)RS-232總線(xiàn)協(xié)議利用串口和下位機(jī)相連，把下位機(jī)采集的數(shù)據(jù)信號(hào)傳給上位機(jī)；人機(jī)交互模塊實(shí)現(xiàn)電纜信息錄入、電纜信息查詢(xún)、測(cè)試結(jié)果查看和保存等功能，數(shù)據(jù)處理模塊主要通過(guò)算法分析、優(yōu)化測(cè)試數(shù)據(jù)，然后保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，并且通過(guò)狀態(tài)顯示模塊直接在屏幕上顯示測(cè)試結(jié)果。下位機(jī)的構(gòu)造。測(cè)試箱電路板包含:電源電路、單片機(jī)及其外圍電路、串口電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路、輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路。箱體上包含成對(duì)多芯電纜插座，與對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)接電纜插頭成對(duì)使用。電源電路可以采用現(xiàn)有穩(wěn)定直流電路。由于電源產(chǎn)生電路目前上市場(chǎng)上已有成熟產(chǎn)品，故本實(shí)用新型使用了現(xiàn)有穩(wěn)定電源直流電路。單片機(jī)及外圍電路圖如圖2所示。單片機(jī)是整個(gè)下位機(jī)的核心部分，主要控制系統(tǒng)的測(cè)試通道選擇和控制AD轉(zhuǎn)換芯片數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和讀取，將測(cè)試數(shù)據(jù)傳回計(jì)算機(jī)。單片機(jī)芯片選用AT89S52，是ATMEL公司的8位Flash單片機(jī)，是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器。AT89S52具有8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器，1000次擦寫(xiě)周期，可在線(xiàn)編程，256字節(jié)RAM，32位I/O 口線(xiàn)，看門(mén)狗定時(shí)器，8個(gè)中斷源，全雙工UART (通用異步接收/發(fā)送裝置)串行通道，實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通訊。單片機(jī)也可使用如AT89C51、AT89S51等型號(hào)。外圍電路包括振蕩電路、復(fù)位電路、系統(tǒng)工作指示電路、偏置電路。振蕩電路為系統(tǒng)提供11.0592MHZ的工作頻率。該電路由一個(gè)晶振(Y1)、兩個(gè)電容(C8，C9)構(gòu)成。晶振頻率為11.05902MHZ，兩個(gè)電容(C8，C9)均為20PF。晶振(Yl)—個(gè)引腳與AT89S52振蕩器反相放大器的輸出端，即18腳連接，并且與電容(C8)串聯(lián)后接地；另一引腳與AT89S52振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端，即19腳連接，且與電容(C9)串聯(lián)后接地。對(duì)晶振(Yl)來(lái)說(shuō)，兩個(gè)電容(C8，C9)構(gòu)成負(fù)載電容。復(fù)位電路在系統(tǒng)上電時(shí)起復(fù)位作用。該電路由電阻(R31)、極性電容(C7)構(gòu)成。極性電容(C7)正極接電源VDD ;負(fù)極連接AT89S52的復(fù)位輸入端，即9腳，并通過(guò)電阻(R31)接地。極性電容(C7)為16V/22uF，電阻(R31)阻值為10K。系統(tǒng)工作指示電路指示系統(tǒng)工作狀態(tài)。由發(fā)光二極管(D2)和電阻(R32)構(gòu)成。發(fā)光二極管(D2)負(fù)極接地，正極與電阻(R32)串聯(lián)后接到AT89S52芯片外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通輸入端，即17腳。當(dāng)系統(tǒng)復(fù)位后，發(fā)光二極管(D2)每隔I秒閃爍一次。電阻(R32)阻值為 100KQ o偏置電路包含一阻值為IOK的上拉電阻(R34)，該電阻一端連接電源，另外的8個(gè)抽頭依次接AT89S52芯片P0.0—P0.7的管腳。串口電路如圖3所示。串口電路實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。單片機(jī)有一個(gè)全雙工的串行通訊口，所以單片機(jī)和電腦之間可以方便的進(jìn)行串口通訊。電腦的串口是RS232電平，而單片機(jī)的串口是TTL電平，本實(shí)用新型采用了專(zhuān)用芯片MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。本實(shí)用新型采用了三線(xiàn)制連接串口，亦即電腦的9針串口只連接其中 的3根線(xiàn) 第5腳GND接地、第2腳RXD與MAX232第14引腳連接、第3腳TXD與MAX232第13腳連接。MAX232第12腳和AT89S52串行輸入口，即10腳連接，第11腳和AT89S52串行輸出口，即11腳連接。輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路含8個(gè)⑶4067芯片，一個(gè)限流電阻(R25)、分壓電阻(R38)，使用過(guò)程中調(diào)節(jié)分壓電阻(R38)獲得短路校準(zhǔn)時(shí)更加精確的電阻值。VCC和VDD為兩個(gè)獨(dú)立的5V電源:VCC與分壓電阻(R38)和限流電阻(R25)串聯(lián)后與所述電路中8個(gè)⑶4067芯片I引腳連接，為系統(tǒng)提供一個(gè)AD采樣的基準(zhǔn)電壓；VDD接24腳，為芯片提供工作電源。8個(gè)⑶4067芯片管腳連接情況是:各片的10、11、13、14腳對(duì)應(yīng)于單片機(jī)的39、38、36、37腳連接；每片的12腳接地；各片的15腳分別對(duì)應(yīng)于Pl 口 8個(gè)管腳對(duì)應(yīng)連接；各片的其余腳分別與多芯電纜插座對(duì)應(yīng)連接，共128個(gè)通路。輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路含8個(gè)⑶4067芯片，共128個(gè)通道。所述電路8個(gè)⑶4067芯片管腳連接情況是:各片的I腳接地；24腳接VDD ; 10、11、13、14腳分別與單片機(jī)的35、34、32、33腳連接；各片的15腳分別對(duì)應(yīng)于P2 口 8個(gè)管腳對(duì)應(yīng)連接；各片的其余腳分別與多芯電纜插座對(duì)應(yīng)連接，共128個(gè)通路，與輸入端的128個(gè)通路——對(duì)應(yīng)。上述的輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路和輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路中⑶4067芯片的個(gè)數(shù)根據(jù)實(shí)際工作情況需要在實(shí)際過(guò)程中增加或者減少，至少為一個(gè)，本實(shí)施例電路中最多檢測(cè)芯數(shù)為128芯，若需增加測(cè)試芯線(xiàn)數(shù)，可通過(guò)擴(kuò)展控制芯片引腳和增加多選一開(kāi)關(guān)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。上述的輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路和輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路也可以采用繼電器來(lái)組成。A/D轉(zhuǎn)換電路圖如圖4所示，AD轉(zhuǎn)換芯片選用AD公司AD7694，是一款16位、逐次逼近型模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，采用單電源供電，電壓范圍從在2.75V至5.25V之間，5V供電時(shí)吞吐速率時(shí)可達(dá)250KSPS，基準(zhǔn)電壓(REF)由外部提供，并且可以獨(dú)立于電源電壓，功耗和吞吐速率呈線(xiàn)性變化關(guān)系。AD8605為集成運(yùn)算放大器芯片，做電壓跟隨器用，提高AD轉(zhuǎn)換時(shí)的電源內(nèi)阻。兩個(gè)電阻(R33、R37)起限流保護(hù)作用。極性電容(ClO)對(duì)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行濾波。AD7694的第5、6、7腳分別與單片機(jī)芯片的第12、13、14腳連接。當(dāng)電纜所測(cè)纜芯導(dǎo)通時(shí)，纜芯體電阻產(chǎn)生電壓降，單片機(jī)掃描輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路，得到輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路⑶4067的I腳產(chǎn)生一個(gè)與該電壓降對(duì)應(yīng)的模擬電壓信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過(guò)AD7694轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)。多芯電纜插座與轉(zhuǎn)接電纜插頭，是整個(gè)下位機(jī)與多芯電纜連接的部分，連接方式采用的現(xiàn)有方式技術(shù)。轉(zhuǎn)接電纜插頭A—端與多芯電纜插座輸入或輸出相連，另一端根據(jù)實(shí)際測(cè)試電纜的不同制作不同的插頭與待測(cè)多芯電纜相連。轉(zhuǎn)接電纜插頭B端與A類(lèi)似。本實(shí)用新型所涉及的多芯電纜線(xiàn)快速通斷和短路檢測(cè)儀工作過(guò)程如下所述。使用者在上位機(jī)中輸入檢測(cè)信息，單片機(jī)接收指令后控制輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路對(duì)應(yīng)通路導(dǎo)通，并依次掃描輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路，輸入端開(kāi)關(guān)導(dǎo)通電壓、輸出端開(kāi)關(guān)導(dǎo)通電壓和電纜芯線(xiàn)導(dǎo)通電壓之和轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，通過(guò)單片機(jī)傳回上位機(jī)，上位機(jī)中的數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)該信號(hào)計(jì)算出測(cè)試內(nèi)芯芯線(xiàn)的電阻值，并與調(diào)零電阻值進(jìn)行比較，進(jìn)而判斷內(nèi)芯芯線(xiàn)的通斷和短路狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種多芯電纜檢測(cè)儀，包含上位機(jī)、下位機(jī)，其特征在于:所述下位機(jī)包含電源電路、串口電路、單片機(jī)及外圍電路、輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路、輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路、多個(gè)成對(duì)多芯電纜插座和轉(zhuǎn)接電纜插頭、A/D轉(zhuǎn)換電路，其中，所述串口電路、所述輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路、所述輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路、所述A/D轉(zhuǎn)換電路均與所述單片機(jī)連接，所述成對(duì)多芯電纜插座與所述輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路、所述輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路連接， 所述上位機(jī)通過(guò)串口和所述下位機(jī)通信連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多芯電纜檢測(cè)儀，其特征在于，所述輸入端多選一開(kāi)關(guān)選擇電路嵌有一個(gè)分壓電阻、一個(gè)分流電阻和至少一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)芯片。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多芯電纜檢測(cè)儀，其特征在于，所述輸出端多選一開(kāi)關(guān)選擇電路嵌有至少一個(gè)模擬開(kāi)關(guān)芯片。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種多芯電纜檢測(cè)儀，其特征在于，所述模擬開(kāi)關(guān)芯片采用CD4067。
5.如權(quán)利要求4所述的一種多芯電纜檢測(cè)儀，其特征在于，所述A/D轉(zhuǎn)換電路含電壓跟隨器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
6.如權(quán)利要求5所述的一種多芯電纜檢測(cè)儀，其特征在于，所述電壓跟隨器采用單電源運(yùn)算放大器AD8605，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用AD7694。
專(zhuān)利摘要一種多芯電纜檢測(cè)儀，包含上位機(jī)、下位機(jī)，下位機(jī)中的串口電路、輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路、輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路、A/D轉(zhuǎn)換電路均與單片機(jī)連接，下位機(jī)中的多對(duì)多芯電纜插座與輸入端多選一開(kāi)關(guān)電路、輸出端多選一開(kāi)關(guān)電路連接；上位機(jī)通過(guò)串口和所述下位機(jī)通信連接。該方案中，將轉(zhuǎn)接電纜插頭與待測(cè)多芯電纜連接后插入多芯電纜插座，上位機(jī)發(fā)送測(cè)試指令給下位機(jī)，可以測(cè)試多芯電纜的通斷和短路。
文檔編號(hào)G01R31/02GK203164345SQ201320043969
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2013年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月28日
發(fā)明者王道金 申請(qǐng)人:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司