CN100439932C - 一种多功能接地监控系统 - Google Patents
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Abstract
一种涉及信号装置的多功能接地监控系统，包括接地检测单元和指示单元，所述的指示单元用于指示有关接地检测信息，其特征在于：接地检测单元包括有腕带检测模块、台垫检测模块和设备检测模块；腕带检测模块包括插入启动子模块和检测比较子模块，所述的插入启动子模块在腕带插塞插入后自动触发工作电压Uo，对工作电压Uo的分压作为腕带检测比较子模块中比较器U2的输入，腕带检测比较子模块通过比较器取得检测输出；腕带检测比较子模块包括比较器U2，比较器U2反相端接入参考电平，正相端接入电阻与腕带串联支路中对工作电压Uo的分压端；本发明能同时监控手腕带、台垫和设备的接地状况和静(漏)电电压，实用性强，精度高。
Description
技术领域
本发明涉及信号装置，尤其涉及一种多功能接地监控系统。
背景技术
随着电子产品使用的电子元器件的静电敏感性越来越高，电子产品生产制造环境的静电控制要求越来越严，要求对电子产品生产环境的工作台的接地、人体的接地和仪器的接地进行监控，以保证其接地可靠性，并对仪器设备、工作台的漏电、人体的静电电压进行监控，以保证生产组装活动对电子产品的安全性。因此高静电敏感的电子产品的生产中需要监测生产环境的接地状况和漏电问题。
现有的接地系统监控仪通过检测腕带和台垫的接地电阻的大小来判断腕带和台垫的接地是否满足要求。这些接地监控仪可以监控1个或2个操作人员的腕带、1个或2个工作台面的接地，有的设备具有监控仪器设备的接地功能，但对于环境的适应性较差，不能灵活调整，现有设备只满足部分要求，不能同时监控手腕带、台垫和设备的接地状况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能接地监控系统，以克服现有技术的不足。
本发明所采用的技术方案为：这种多功能接地监控系统，包括接地检测单元和指示单元，所述的指示单元用于指示有关接地检测信息，所述的接地检测单元包括有腕带检测模块、台垫检测模块和设备检测模块，所述设备检测模块用于与被测设备连通；所述的腕带检测模块包括插入启动子模块和检测比较子模块，所述的插入启动子模块在腕带插塞插入后自动触发工作电压Uo，对工作电压Uo的分压作为腕带检测比较子模块中第一比较器U2的输入，所述的腕带检测比较子模块通过第一比较器取得检测输出；
所述的插入启动子模块包括逻辑与非门U1、第一电阻R1、第二电阻R2和压发开关S2，其中，电源与地之间串接第一电阻R1、第二电阻R2和压发开关S2；第一电阻R1和第二电阻R2之间的串联分压端连至逻辑与非门U1输入端；逻辑与非门U1另一输入端接入参考高电平；逻辑与非门U1输出端输出工作电压Uo；腕带插塞插入后，抵触压发开关S2导通；
所述的腕带检测比较子模块包括第一比较器U2，第一比较器U2反相端接入参考电平，第一比较器U2正相端接入与腕带串联的串联电阻见对工作电压Uo的分压端；
所述的参考电平可取自所述第一比较器(U2)反相端接入的串联电阻间的串联分压端，所述串联电阻包括固定电阻或可变电阻。
所述的台垫检测模块包括第二比较器U3，第二比较器U3反相端接入参考电平，第二比较器U3正相端接入与台垫串联的串联电阻间分压端，第二比较器U3输出端产生检测输出；
所述的参考电平(Vref)取自所述第二比较器(U3)反相端接入的串联电阻间的串联分压端，所述串联电阻包括固定电阻或可变电阻。
所述的设备检测模块包括第三比较器U4，第四比较器U4的反相端和正相端对称平衡接入第一运算放大器U5、第二运算放大器U6输出端，第一运算放大器U5正相端接入参考电平，第二运算放大器U6正相端接入电阻与设备串联分压端，比较器U4输出端产生检测输出；
所述的参考电平取自所述第一运算放大器(U5)反相端接入的串联电阻间的串联分压端，所述串联电阻包括固定电阻或可变电阻。
所述的指示单元包括信号脉冲发生模块和报警&显示模块，所述的信号脉冲发生模块接收腕带检测模块、台垫检测模块和设备检测模块的检测输出，产生相应的脉冲信号发送至报警&显示模块，由报警&显示模块发生相应的报警或正常显示。
本发明的有益效果为，在本发明中，由于集成了腕带、台垫和设备的接地检测，能同时监控手腕带、台垫和设备的接地状况，本发明中的各检测模块采用比较器，通过参考电平与相应电压的比较取得检测输出，检测精度高，而且，能同时反映人体静电电压、台垫和设备的漏电电压，实用性强。参考电平取自固定电阻与可变电阻的串联分压端，或取自多个串联电阻的分压端，使本发明可根据相应的接地电阻和漏电电压参数控制标准，灵活调整，提高了本发明的适应性能。
在腕带接地检测中采用插入启动子模块，当腕带插塞插入后，抵触相应的压发开关导通，自动启动腕带接地检测，便本发明智能性更强，进一步提高本发明的实用性。
在设备检测的第三比较器U4中，第三比较器U4的反相端和正相端对称平衡接入第一运算放大器U5、第二运算放大器U6，可进一步提高本发明的检测精度。
附图说明
图1为本发明总体结构示意图；
图2为本发明腕带检测模块电路原理示意图；
图3为本发明腕带检测模块电路原理示意图；
图4为本发明台垫检测模块电路原理示意图；
图5为本发明设备检测模块电路原理示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
根据图1、图2、图4和图5，本发明包括接地检测单元1和指示单元2，指示单元2用于指示有关接地检测信息，接地检测单元1包括有腕带检测模块11、台垫检测模块12和设备检测模块13，腕带检测模块11包括插入启动子模块111和检测比较子模块112，指示单元2包括信号脉冲发生模块21和报警&显示模块22。
如图2所示，插入启动子模块111包括逻辑与非门U1、电阻R1、电阻R2和压发开关S2，如图2所示，电源Vcc与地之间串接电阻R1、电阻R2和压发开关S2；电阻R1、R2之间的串联分压端连至逻辑与非门U1输入端2；逻辑与非门U1输入端1接入参考高电平Vref_high；逻辑与非门U1输出端3输出工作电压Uo，对工作电压Uo的分压作为比较器U2的输入。
如图2所示，腕带检测比较子模块112包括比较器U2，比较器U2反相端接入参考电平Vref，参考电平Vref取自多个串联电阻R3、R4、R5的分压端，电阻R3、R4连接处连至比较器U2反相端2，电阻R4、R5连接处与地之间连有开关S1。
如图2所示，比较器U2正相端3接入电阻R6、R7与腕带W串联支路中对工作电压Uo的分压端，如图2所示，电阻R6和电阻R7连接处连至比较器U2正相端3。
如图2所示，参考高电平Vref_high固定设置为高电平，当腕带W没有插入时，开关S2开路，逻辑与非门U1的两个输入端都为高电平，因此逻辑与非门U1输出低电平，比较器U2同相端3为低电平，U2输出一直保持低电平，腕带检测模块11不工作。当腕带插塞PLUG插入塞座J后，塞座J连通腕带W，同时，插塞PLUG抵触压发开关S2，开关S2导通接地，电阻R1、R2的分压设置使逻辑与非门U1的输入端2变为低电平，因此逻辑与非门U1输出高电平的工作电压Uo，这样，腕带插塞PLUG插入后自动触发高电平的工作电压Uo，工作电压Uo经过电阻R7、R6和腕带W分压后作为比较器U2的同相端3的输入信号，电阻R3、R4、R5分压给U2的反相端2提供用于比较的参考电压Vref，当腕带接地电阻和人体静电电压都正常时，U2的同相端3的电压低于U2的反相端2的参考电压Vref，U2产生低电平检测输出OUT1；当腕带接地电阻或人体静电电压超标时，U2的同相端3的电压高于U2的反相端2的参考电压Vref，U2输出高电平的检测输出OUT1。
如图2所示，对腕带接地电阻和人体静电电压检测标准的调整可通过开关S1的开合实现档位调节，如图3所示，该图与图2的区别在于，在图3中，采用了可变电阻Radj，这样，通过调整可变电阻Radj实现对检测标准的连续调节。
如图4所示，台垫检测模块12包括比较器U3，比较器U3反相端2接入参考电平Vref，参考电平Vref取自电阻R23、R24和可变电阻Radj对电源Vcc的串联分压端，比较器U3正相端3接入电阻R21、R22与台垫T对电源Vcc的串联分压端，电阻R21、R22连接处连至比较器U3正相端3，该连接处与地之间串接电阻R22和塞座J，且与地之间连有开关S3，比较器U3输出端1产生检测输出OUT2。
如图4所示，开关S3导通接地时，比较器U3的同相端3固定为低电平，U3输出一直保持低电平，台垫检测模块12不工作。当开关S3开路，插塞PLUG插入塞座J后，塞座J连通台垫T，电阻R21、R22和台垫T分压后作为比较器U3的同相端3的输入信号，电阻R23、R24和可变电阻Radj分压后给U3的反相端2提供用于比较的参考电压Vref，当台垫接地电阻和台垫上的漏电电压都正常时，U3的同相端3的电压低于其反相端2的参考电压Vref，U3输出低电平的检测输出OUT2；当台垫接地电阻或台垫上的漏电电压超标时，U3的同相端3的电压高于其反相端2的参考电压Vref，U3输出高电平的检测输出OUT2。
如图4所示，台垫接地电阻和台垫漏电电压检测标准的调整可通过调整可变电阻Radj实现。
如图5所示，设备检测模块13包括比较器U4，比较器U4的反相端和正相端分别通过电阻R36、R37对称平衡接入运算放大器U5、U6输出端，运算放大器U5、U6的反相端之间连接电阻R33，运算放大器U5的反相端2与输出端1之间连接电阻R34，运算放大器U6的反相端2与输出端1之间连接电阻R35，运算放大器U5正相端3接入参考电平Vref，参考电平Vref取自电阻R32和可变电阻Radj对电源Vcc的串联分压端，电阻R32和可变电阻Radj的连接处连至运算放大器U5的正相端3；运算放大器U6正相端3接入电阻R31与设备Eq对电源Vcc的串联分压端，运算放大器U6正相端3与地之间连有开关S4，比较器U4输出端1产生检测输出OUT3。
如图5所示，开关S4导通接地时，运算放大器U6的正相端3固定为零电平，U6输出低电平，比较器U4的输出一直保持低电平，设备检测模块13不工作。当开关S4开路，插塞PLUG插入塞座J后，塞座J连通设备Eq，电阻R31和设备Eq分压后作为运算放大器U6的同相端3的输入信号，该信号经U6放大后作为比较器U4同相端3的输入信号，电阻R32和可变电阻Radj分压后给运放U5的同相端3提供参考电平Vref，该参考电平Vref经U5放大后作为比较器U4反相端2的比较基准信号。
当设备接地电阻和漏电电压都正常时，U4的同相端3的电压低于U4的反相端2的比较基准信号，U4输出低电平的检测输出OUT3；当设备接地电阻或漏电电压超标时，U4的同相端3的电压高于其反相端2的比较基准信号，U4输出高电平的检测输出OUT3。
如图5所示，设备接地电阻和漏电电压检测标准的调整可通过调整可变电阻Radj实现。
如图1所示，信号脉冲发生模块21接收腕带检测模块11、台垫检测模块12和设备检测模块13的检测输出OUT1、OUT2、OUT3，根据检测输出OUT1、OUT2、OUT3的电位高低，信号脉冲发生模块21产生相应的脉冲信号发送至报警&显示模块22，再由报警&显示模块22发生相应的报警或正常显示。
Claims (9)
1.一种多功能接地监控系统，包括接地检测单元(1)和指示单元(2)，所述的指示单元(2)用于指示有关接地检测信息，其特征在于：所述的接地检测单元(1)包括有腕带检测模块(11)、台垫检测模块(12)和设备检测模块(13)，所述设备检测模块(13)用于与被测设备连通；所述的腕带检测模块(11)包括插入启动子模块(111)和检测比较子模块(112)，所述的插入启动子模块(111)在腕带插塞插入后自动触发工作电压(Uo)，对工作电压(Uo)的分压作为腕带检测比较子模块(112)中第一比较器(U2)的输入，所述的腕带检测比较子模块(112)通过第一比较器(U2)取得检测输出(OUT1)。
2.根据权利要求1所述的多功能接地监控系统，其特征在于：所述的插入启动子模块(111)包括逻辑与非门(U1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和压发开关(S2)，
其中，电源(Vcc)与地之间串接第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和压发开关(S2)；
第一电阻(R1)和第二电阻(R2)之间的串联分压端连至逻辑与非门(U1)输入端；逻辑与非门(U1)另一输入端接入参考高电平(Vref_high)；
逻辑与非门(U1)输出端输出工作电压(Uo)；
腕带插塞插入后，抵触压发开关(S2)导通。
3.根据权利要求1所述的多功能接地监控系统，其特征在于：所述的腕带检测比较子模块(112)包括第一比较器(U2)，第一比较器(U2)反相端接入参考电平(Vref)，第一比较器(U2)正相端接入与腕带(W)串联的串联电阻间对工作电压(Uo)的分压端。
4.根据权利要求3所述的多功能接地监控系统，其特征在于：所述的参考电平(Vref)可取自所述第一比较器(U2)反相端接入的串联电阻间的串联分压端，所述串联电阻包括固定电阻或可变电阻。
5.根据权利要求1所述的多功能接地监控系统，其特征在于：所述的台垫检测模块(12)包括第二比较器(U3)，第二比较器(U3)反相端接入参考电平(Vref)，第二比较器(U3)正相端接入与台垫(T)串联的串联电阻间的分压端，第二比较器(U3)输出端产生检测输出(OUT2)。
6.根据权利要求5所述的多功能接地监控系统，其特征在于：所述的参考电平(Vref)取自所述第二比较器(U3)反相端接入的串联电阻间的串联分压端，所述串联电阻包括固定电阻或可变电阻。
7.根据权利要求1所述的多功能接地监控系统，其特征在于：所述的设备检测模块(13)包括第三比较器(U4)，第三比较器(U4)的反相端和正相端对称平衡接入第一运算放大器(U5)、第二运算放大器(U6)输出端，第一运算放大器(U5)正相端接入参考电平(Vref)，第二运算放大器(U6)正相端接入电阻与设备(Eq)串联分压端，比较器(U4)输出端产生检测输出(OUT3)。
8.根据权利要求7所述的多功能接地监控系统，其特征在于：所述的参考电平(Vref)取自所述第一运算放大器(U5)反相端接入的串联电阻间的串联分压端，所述串联电阻包括固定电阻或可变电阻。
9.根据权利要求1所述的多功能接地监控系统，其特征在于：所述的指示单元(2)包括信号脉冲发生模块(21)和报警&显示模块(22)，所述的信号脉冲发生模块(21)接收腕带检测模块(11)、台垫检测模块(12)和设备检测模块(13)的检测输出，产生相应的脉冲信号发送至报警&显示模块(22)，由报警&显示模块(22)发生相应的报警或正常显示。
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