CN103529346B - 线路故障诊断方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种线路故障诊断方法及装置，涉及工程机械和电子电路制造技术领域；它包括普通开关和电阻网络器，其中电阻网络器安装在开关与连接导线之间，与控制器内部开关输入电路串联形成分压电路，使故障状态与正常状态的电压不同，微处理器采集这些电压就可以判断是否存在线路故障。它可以解决工程机械或汽车在维修时维修时间长，成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械和电子电路制造技术领域，尤其是一种具有线路故障诊断功能的线路故障诊断方法及装置。
背景技术
在传统的工程机械或汽车的控制器线路中，各开关通过连接导线输入一定电平给控制器，这些开关都是与导线连接后直接与控制器上的接插件连接，如图1所示；图中只显示两路导线与控制器连接的情况，这些控制器内部每一线路设置有两个电阻，如接入低电平的一路电阻为电阻R1和电阻R2；接入高电平的一路电阻为电阻R3和电阻 R4；两个电阻的一端连接在一起后与能处理和传输电压及电流信号的信号处理模块的输入端连接，信号模块的输出端与微控制器的输入端连接；两个电阻的另一端分别连接开关和电源或接地。在开关和控制器之间的导线线路较多且很长，如果出现故障，要么脱开控制器接插件用万用表测量，要么使用专用故障诊断仪进行检查，才能确定是控制器的问题还是线路中的问题。如果用万用表测量，常出现线路太长，万用表表笔线不够长的问题。如果用专用故障诊断仪进行检查，一方面专用故障诊断仪的价格昂贵，另一方面专用故障诊断仪只能诊断某款控制器，还需要拆装控制器接插件，如果控制器安装位置隐蔽，使用起来更加不便，使工程机械或汽车线路故障判断及维修时间加长，造成设备维修成本高，设备利用率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种线路故障诊断方法及装置，它可以解决工程机械或汽车在判断线路故障及维修时耗时长，成本高的问题。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种线路故障诊断装置，包括有开关和通过连接导线与所述开关连接的控制器，所述开关与所述连接导线之间连接有电阻网络器，所述电阻网络器包括有第一电阻和第二电阻；所述第一电阻与所述开关串联后与所述第二电阻并联，所述第一电阻与所述第二电阻的连接点与连接导线连接；所述第二电阻与所述开关的连接点连接电源。
本发明采用的技术方案还可以是：这种线路故障诊断装置，包括有开关和通过连接导线与所述开关连接的控制器，所述开关与所述连接导线之间连接有电阻网络器，所述电阻网络器包括有第一电阻和第二电阻；所述第一电阻与所述开关串联后与所述第二电阻并联，所述第一电阻与所述第二电阻的连接点与连接导线连接；所述第二电阻与所述开关的连接点连接接地端。
利用上述装置进行的线路故障诊断方法是：
第一步：在所述的线路故障诊断装置中将包括有第一电阻R5和第二电阻R6的电阻网络器；第一电阻R5与开关S1串联后与第二电阻R6并联，第一电阻R5与第二电阻R6的连接端与连接导线2一端连接；第二电阻R6与开关S1的连接端连接接地端；连接导线2另一端与控制器1内电阻R1连接，电阻R1的另一端和电阻R2的一端和信号处理模块的输入端连接；R2的另一端与电压端Vcc相连接;信号处理模块的输出端与微控制器的输入端连接；
第二步：电阻R5和电阻R6组成电阻网络器，与开关S1一起构成分压电路的同时与控制器1内电阻R1和电阻R2相匹配取值；在开关接入低电平时电阻R5、电阻R6、电阻R1、电阻R2的电阻值按欧姆定律合理分配；将控制器1内电阻R1和电阻R2与信号处理模块的输入端的连接点设为A点，则A点电压分为V1、V2、V3、V4、V5，
当导线2无故障时，如果S1闭合，则A点电压为V1；
当导线2无故障时，如果S1断开，则A点电压为V2；
当导线2对地短路时，则A点电压为V3；
当导线2断路时，则A点电压为V4；
当S1错接电源，则A点电压为V5；
V1、V2、V3、V4、V5的电压值按以下各式确定：
V1=Vcc×（R5‖R6+R1）／(R5‖R6+R1+R2)；
V2=Vcc×（R6+R1）／(R6+R1+R2)；
V3=Vcc×R1／(R1+R2)；
V4=Vcc；
V5＞Vcc+2v；
第三步：微控制器通过信号处理模块采集到A点电压，然后通过仪表或LED指示灯将故障指示出来，就可以对导线2的故障和状态是否正常进行区分判断。
上述技术方案中，利用上述装置的另一具体的线路故障诊断方法还可以是：
第一步：在所述的线路故障诊断装置中将包括有第一电阻R5和第二电阻R6的电阻网络器；第一电阻R5与开关S2串联后与第二电阻R6并联，第一电阻R5与第二电阻R6的连接端与连接导线2一端连接；第二电阻R6与开关S2的连接端连接电压端Vdd；连接导线2另一端与控制器1内电阻R3连接，电阻R3的另一端和电阻R4的一端和信号处理模块的输入端连接；R4的另一端与接地端相连接;信号处理模块的输出端与微控制器的输入端连接；
第二步：电阻R5和电阻R6组成电阻网络器，与开关S2一起构成分压电路，当开关接入高电平时，电阻R5，电阻R6，电阻R3和电阻R4的电阻值按欧姆定律合理分配，将控制器1内的电阻R3和电阻R4与信号处理模块的输入端连接点设为B点，则B点电压分为V6、V7、V8、V9、V10，
当导线2无故障时，如果S2闭合，则B点电压为V6；
当导线2无故障时，如果S2断开，则B点电压为V7；
当导线2对地短路时，则B点电压为V8；
当导线2断路时，则B点电压为V9；
当S1错接地线，则B点电压为V10；
V6、V7、V8、V9、V10的电压值按以下各式确定：
V6=Vdd×R4／(R5‖R6+R3+R4)；
V7=Vdd×R4／(R6+R3+R4)；
V8=0；
V9=0；
V10={VDD×R4／(R3+R4)}×{[R5‖（R3+R4）]／[R5‖（R3+R4）+R6]}；
第三步：微控制器通过信号处理模块采集到B点电压，由以上不同的电压值，就可以对导线2的故障和状态是否正常进行区分判断; 通过仪表或LED指示灯将故障指示出来，就可以确认故障线路的原因。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：
1、本发明具有线路故障诊断功能，因此在对工程机械或汽车进行维修时，可以让维修人员很容易地确认故障的线路和原因，极大地缩短了故障线路的诊断和维修时间，降低了维修成本，提高设备的使用效率。
附图说明
图1是传统工程机械控制器开关输入线路图。
图2是本发明的电阻网络器内部线路图。
图3是本发明低电平的开关接入示意图。
图4是本发明高电平的开关接入示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述：
图1是传统工程机械控制器开关输入线路图，有多个开关通过多条导线连接至控制器1；图1中只给出了一路由低电平的开关S1和一路高电平的开关S2接入的情况示意；控制器1内部每一线路设置有两个电阻，如接入低电平的一路电阻为电阻R1和电阻R2，开关S1接地；接入高电平的一路电阻为电阻R3和电阻 R4，开关S2接电压端Vdd；
电阻R1和电阻R2的一端和能处理和传输电压、电流信号的信号处理模块的输入端连接；所述信号模块的输出端与微控制器的输入端连接；电阻R1和电阻R2的另一端分别与导线2和电压端Vcc相连接；电阻R3和电阻R4的一端和能处理和传输电压、电流信号的信号处理模块的输入端连接；电阻R3和电阻R4的另一端分别与导线2和接地端相连接。
图2和图3所示的线路故障诊断装置，示意一组由开关经连接导线至控制器的情况，包括有开关S1和通过连接导线2与开关S1连接的控制器1；开关S1与连接导线2之间连接有电阻网络器，所述电阻网络器安装在开关S1与连接导线2之间；它包括有第一电阻R5和第二电阻R6；第一电阻R5与开关S1串联后与第二电阻R6并联，第一电阻R5与第二电阻R6的连接端与连接导线2连接；第二电阻R6与开关S1的连接端连接接地端。连接导线2与控制器1内电阻R1连接，电阻R1的另一端和电阻R2的一端和信号处理模块的输入端连接；R2的另一端与电压端Vcc相连接;信号处理模块的输出端与微控制器的输入端连接。
具体的线路故障诊断方法是：电阻R5和电阻R6组成电阻网络器，与开关S1一起构成分压电路，用于反映导线2的状态。图3 所示的低电平的开关接入示意图，电阻R5、电阻R6、电阻R1、电阻R2的电阻值按欧姆定律合理分配；将控制器1内电阻R1和电阻R2与信号处理模块的输入端的连接点设为A点，则A点电压分为V1、V2、V3、V4、V5，
当导线2无故障时，如果S1闭合，则A点电压为V1；
当导线2无故障时，如果S1断开，则A点电压为V2；
当导线2对地短路时，则A点电压为V3；
当导线2断路时，则A点电压为V4；
当S1错接电源，则A点电压为V5；
V1、V2、V3、V4、V5的电压值按以下各式确定：
V1=Vcc×（R5‖R6+R1）／(R5‖R6+R1+R2)；
V2=Vcc×（R6+R1）／(R6+R1+R2)；
V3=Vcc×R1／(R1+R2)；
V4=Vcc；
V5＞Vcc+2v；
微控制器通过信号处理模块采集到A点电压，然后通过仪表或LED指示灯将故障指示出来，就可以让维修人员确认故障线路和原因，就可以对导线2的故障和状态是否正常进行区分判断。
图2和图4所示的线路故障诊断装置，示意另一组由开关经连接导线至控制器的情况，包括有开关S2和通过连接导线2与开关S2连接的控制器1；开关S2与连接导线2之间连接有电阻网络器；该电阻网络器包括有第一电阻R5和第二电阻R6；第一电阻R5与开关S2串联后与第二电阻R6并联，第一电阻R5与第二电阻R6的连接端与连接导线2连接；第二电阻R6与开关S2的连接端连接电压端Vdd。连接导线2与控制器1内电阻R3连接，电阻R3的另一端和电阻R4的一端和信号处理模块的输入端连接；R4的另一端与接地端相连接;信号处理模块的输出端与微控制器的输入端连接。
具体的线路故障诊断方法是：电阻R5和电阻R6组成电阻网络电路，与开关S2一起构成分压电路，用于反映导线2的状态。图4 所示的高电平有效的开关接入示意图，电阻R5，电阻R6，电阻R3和电阻R4的电阻值通过欧姆定律合理分配，将控制器1内的电阻R3和电阻R4与信号处理模块的输入端连接点设为B点，则B点电压分为V6、V7、V8、V9、V10，
当导线2无故障时，如果S2闭合，则B点电压为V6；
当导线2无故障时，如果S2断开，则B点电压为V7；
当导线2对地短路时，则B点电压为V8；
当导线2断路时，则B点电压为V9；
当S1错接地线，则B点电压为V10；
V6、V7、V8、V9、V10的电压值按以下各式确定：
V6=Vdd×R4／(R5‖R6+R3+R4)；
V7=Vdd×R4／(R6+R3+R4)；
V8=0；
V9=0；
V10={VDD×R4／(R3+R4)}×{[R5‖（R3+R4）]／[R5‖（R3+R4）+R6]}；
微控制器通过信号处理模块采集到B点电压，由以上不同的电压值，就可以对导线2的故障和状态是否正常进行区分判断; 通过仪表或LED指示灯将故障指示出来，就可以让维修人员确认故障线路和原因。
由上两实施例可知，本发明在普通开关与导线之间加装电阻网络器，通过电阻网络器内的电阻与在控制器内匹配相关电阻，使线路具有故障诊断功能，就可以实现控制器对线路断路、对地短路和错接的故障判断，然后通过仪表或LED指示灯将故障指示出来，达到缩短确认故障线路和维修的时间，降低维修成本和提高设备利用率。
Claims (2)
1.一种线路故障诊断方法，其特征在于：采用线路故障诊断装置来实现，第一步：在所述的线路故障诊断装置中包括有开关(S1)和通过连接导线（2）与所述开关（S1）连接的控制器（1），所述控制器（1）包括电阻R1、电阻R2、信号处理模块和微控制器，所述开关（S1）与所述连接导线（2）之间连接有电阻网络器，所述电阻网络器包括有第一电阻R5和第二电阻R6；所述第一电阻R5与所述开关（S1）串联后与所述第二电阻R6并联，所述第一电阻R5与所述第二电阻R6的连接端与所述连接导线（2）一端连接；所述第二电阻R6与所述开关(S1)的连接端连接接地端；所述连接导线（2）另一端与所述控制器（1）内的电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端与电阻R2的一端以及信号处理模块的输入端连接；所述电阻R2的另一端与电压端Vcc相连接；所述信号处理模块的输出端与微控制器的输入端连接；
第二步：所述第一电阻R5和所述第二电阻R6组成电阻网络器，与所述开关（S1）一起构成分压电路的同时与所述控制器（1）内的电阻R1和电阻R2相匹配取值；在开关接入低电平时所述第一电阻R5、第二电阻R6、电阻R1、电阻R2的电阻值按欧姆定律合理分配；将所述控制器（1）内的电阻R1和电阻R2与所述信号处理模块的输入端的连接点设为A点，则A点的电压分为V1、V2、V3、V4、V5，
当所述导线（2）无故障时，如果所述开关（S1）闭合，则A点电压为V1；
当所述导线（2）无故障时，如果所述开关（S1）断开，则A点电压为V2；
当所述导线（2）对地短路时，则A点电压为V3；
当所述导线（2）断路时，则A点电压为V4；
当所述开关（S1）错接电源，则A点电压为V5；
V1、V2、V3、V4、V5的电压值按以下各式确定：
V1=Vcc×（R5‖R6+R1）／(R5‖R6+R1+R2)；
V2=Vcc×（R6+R1）／(R6+R1+R2)；
V3=Vcc×R1／(R1+R2)；
V4=Vcc；
V5＞Vcc+2v；
第三步：所述微控制器通过所述信号处理模块采集到A点电压，然后通过仪表或LED指示灯将故障指示出来，就可以对所述连接导线（2）的故障和状态是否正常进行区分判断。
2.一种线路故障诊断方法，其特征在于：
采用线路故障诊断装置来实现，第一步：在所述的线路故障诊断装置中包括有开关（S2）和通过连接导线（2）与所述开关（S2）连接的控制器（1），所述控制器（1）包括电阻R3、电阻R4、信号处理模块和微控制器，所述开关（S2）与所述连接导线（2）之间连接有电阻网络器，所述电阻网络器包括有第一电阻R5和第二电阻R6，所述第一电阻R5与所述开关（S2）串联后与所述第二电阻R6并联，所述第一电阻R5与所述第二电阻R6的连接端与所述连接导线（2）一端连接；所述第二电阻R6与所述开关（S2）的连接端连接电压端Vdd；所述连接导线（2）另一端与所述控制器（1）内的电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端与电阻R4的一端以及信号处理模块的输入端连接；所述电阻R4的另一端与接地端相连接;所述信号处理模块的输出端与微控制器的输入端连接；
第二步：所述第一电阻R5和所述第二电阻R6组成电阻网络器，与所述开关（S2）一起构成分压电路，当开关接入高电平时，所述第一电阻R5，第二电阻R6，电阻R3和电阻R4的电阻值按欧姆定律合理分配，将所述控制器（1）内的电阻R3和电阻R4与信号处理模块的输入端连接点设为B点，则B点的电压分为V6、V7、V8、V9、V10，
当所述导线（2）无故障时，如果所述开关（S2）闭合，则B点电压为V6；
当所述导线（2）无故障时，如果所述开关（S2）断开，则B点电压为V7；
当所述导线（2）对地短路时，则B点电压为V8；
当所述导线（2）断路时，则B点电压为V9；
当所述开关（S2）错接地线，则B点电压为V10；
V6、V7、V8、V9、V10的电压值按以下各式确定：
V6=Vdd×R4／(R5‖R6+R3+R4)；
V7=Vdd×R4／(R6+R3+R4)；
V8=0；
V9=0；
V10={Vdd×R4／(R3+R4)}×{[R5‖（R3+R4）]／[R5‖（R3+R4）+R6]}；
第三步：所述微控制器通过所述信号处理模块采集到B点电压，由以上不同的电压值，就可以对所述连接导线（2）的故障和状态是否正常进行区分判断; 通过仪表或LED指示灯将故障指示出来，就可以确认故障线路的原因。
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