CN105510758A - 一种用于低电阻导通的设备 - Google Patents

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邹力
刘江龙
邓世恒
陈地
周伟
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections

Abstract

本发明公开了一种低电阻导通的测试设备，用于低电阻的导通测试，其特征在于，该测试设备包括电池供电系统、分压电路、电压跟随器、电压比较器、电桥电路和蜂鸣器，其中所述电池供电系统输出端与分压电路、电压跟随器、电桥电路输入端相连，电压跟随器的输入端连接至所述分压电路的输出端，所述电桥的输入端连接至所述电压跟随器的输出端，所述电压比较器的输入端连接至所述电桥的输出端；所述蜂鸣器的输出端与所述电压比较器的输入端连接。本发明主要用于印制线和电缆的导通测试，解决了由于三用表最大导通电阻很大导致出现误报的故障，提高了导通检查的可靠性，且便于携带，更换电池方便。

Description

一种用于低电阻导通的设备
技术领域
本发明涉及仪器设备领域，具体涉及一种低电阻导通测试设备，适用于印制板及电缆的导通测试。
背景技术
产品在装配完成，正式通电前一般需要对内部连接线束进行导通测试，以保证线路连接的可靠性和稳定性，避免在产品正式通电时由于导线焊接错误造成产品受损。
目前，一般采用三用表作为导通测试的仪器设备，针对导通测试，三用表一般包括电压比较电路、放大电路、蜂鸣电路，通过计算，求得所测电阻的阈值电阻，测量时三用表表笔两端接被测线路，其等效电阻通过电压比较电路与标准电阻进行比较，若小于阈值电阻，由运放构成的比较电路无信号输出，若大于阈值电阻，比较电路输出信号，通过放大电路的放大，驱动蜂鸣器。
三用表导通档阈值电阻阻值一般为50～100欧。对于阻值大于200欧的电阻，这种测试设备测量还能满足要求，但是，在实际使用中，电路连接中信号点之间存在需要测量较低电阻导通的情况，例如某些印制板印制线之间的匹配电阻很小，如33Ω或更小，在测量这种低电阻的导通时，三用表具有以下缺陷，会造成测量结果不准确：
(1)三用表在比较电路中并未采用精密电阻，低噪声、高输入阻抗的比较运放，会造成实际阈值电阻与计算理想值有较大偏差。
(2)三用表比较运放工作电压由电池直接提供，而该工作电压还为三用表附属电路，如分压电路、显示电路等供电，并未隔离，在测量过程中运放易受附属电路影响。
(3)三用表本身并不具备测试电量是否足够导通电路正常运行的功能，实际使用中往往电量已无法正常支持蜂鸣电路正常工作，但由于可完成其余附属功能，容易造成误报。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种低电阻导通的测试设备，其通过设置改进的电路单元和优化的电路结构，解决目前低电阻导通测试时不准确、容易出现误报的问题。
为实现上述目的，按照本发明，提供一种低电阻导通的测试设备，用于低电阻的导通测试，其特征在于，该测试设备包括电池供电系统、分压电路、电压跟随器、电压比较器、电桥和蜂鸣器，其中所述电池供电系统输出端与分压电路、电压跟随器、电桥电路输入端相连，电压跟随器的输入端连接至所述分压电路的输出端，所述电路的输入端连接至所述电压跟随器的输出端，所述电压比较器的输入端连接至所述电桥电路的输出端；所述蜂鸣器的输出端与所述电压比较器的输入端连接；
其中，所述分压电路进行分压，通过其中的分压电阻限定测试设备两测试连接端间的电压，保护被测印制板所加的电压不超过额定值以免损坏印制板上的器件，所述电压跟随器用于将分压电路分压得到的电压稳定地输出到输出端，构成恒流源；
所述电桥电路包括第一电阻，第二电阻和第三电阻，其中第一电阻与第二电阻串联，第三电阻与所测负载串联，且两串联电路并联，以将所述第二电阻和测试电阻所分得的电压输入电压比较器；
所述电压比较器通过限流电阻与电桥电路输入端相连，其用于比较电桥电路中心两端的电势大小，从而判定是否应该导通，并最终输入所述蜂鸣器，以通过该蜂鸣器输出结果。
作为本发明的改进，所述电压比较器包括第一电阻、第二电阻和运放电路，其中所述第一电阻一端连接到第一电阻与第二电阻之间的连接点，另一端连接到运放电路，所述第二电阻一端连接到第三电阻与所测负载之间的连接点，另一端连接到运放电路，用以分别完成限流功能。
作为本发明的改进，所述电池供电系统采用双向开关，用以检测电路电压是否足够提供供电电压。
总体而言，按照上述发明思路所形成的本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
(1)本发明中通过上述电路部件的组合构成的测试设备电路结构，并通过其中各电路部件的优化设计，从而能够实现对低电阻导通的精确测试；
(2)本发明中，在比较电路中并采用高精度、温漂小的电阻，低噪声、高输入阻抗的比较运放，减小所测电阻实际阈值电阻与计算理想值的偏差。
(3)本发明中，电桥电路部分所提供电压由精密运放构成电压跟随器提供，可以为电桥电路提供稳定恒压源，避免由于负载影响造成测量准确度的降低。
(4)本发明实现了线束或印制板不同信号之间的小电阻的电阻导通测试，简单方便，避免了因三用表本身而出现误报的弊端，而且体积小，便于携带，价格低，操作简单，灵活性较强。
附图说明
图1是按照本发明优选实施例的测试设备的电路框图；
图2是图1中测试设备的供电系统电路结构图；
图3是图1中测试设备的电压跟随器电路图；
图4是图1中测试设备的电桥和电压比较器电路图。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案、技术目的和技术效果更加清楚明了，现结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，需要说明的是，以下实施例仅是示例性的，并不构成对本发明的限定。
图1为本发明一个实施例的一种低电阻导通测试设备的电路框图，如图1所示，该低电阻导通测试设备包括分压电路2、电压跟随器3、电桥4、电压比较器5、蜂鸣器6以及用于给各个模块供电的供电系统1。
其中，电压跟随器3的输入端连接至分压电路2的输出端，电桥4的输入端连接至电压跟随器3的输出端，电压比较器5的输入端连接至电桥4的输出端，蜂鸣器6的输出端与电压比较器5的输入端连接。
如图2，为本实施例的一种优选的供电系统电路结构，其采用双向开关，用以检测电路电压是否足够提供供电电压。如图2所示，J1为电池，负责整个系统的供电，J5为上电开关，控制电池供电是否配上，J6为功能选择开关，选择工作模式是自检还是导通测试模式，R1为自检电阻，当进行自检功能时，测量其两端的电压可以估计电池的电量是否充足。
图3为分压电路2和电压跟随器3的电路结构图，电压跟随器3与分压电路2连接，其用于将分压电压分压得到的电压稳定地输出到输出端，构成恒流源，避免由于负载影响，造成输出电压不稳定。电压稳定是测量准确的一个重要因素，该电压跟随器增大了驱动电流，可以有效保证输出电压稳定。本实施例电压跟随器3优选精密运放OP07，构成负反馈电路，增大电路的驱动能力，稳定输入电桥电路部分，本实施例中的该运放偏置电压(75uV)较低和输入电压范围(±14V)较宽。
电压分压主要是通过分压电阻将两个表笔之间的电压限制在一定范围内，保护被测印制板所加的电压不超过额定值以免损坏印制板上的部分器件，例如优选为0～0.9V之内。如图3所示，是一个优选实施例的分压电路和电压跟随器的电路图，其中，分压电路包括相互串联的分压电阻R3和R4，将9V输入电压分压为0～0.9V，以便稳定输入电压跟随器3。
分压电路2的精密电阻，其功耗低，温漂小，使导通测试时加在两个表笔之间的电压不超过1V，采用电桥法来判定的所测量的电阻是否有超出门限值，电路简单可靠。
如图4所示，为一个优选实施例的电压跟随器3和电压比较器5的电路图。其中，电桥电路包括第一电阻R5，第二电阻R8，第三电阻R9，构成电桥比较电路，其中R5与R8串联，R9与所测负载串联，R5、R8与R9、负载电阻并联，将第二电阻R8、测试电阻所分得电压输入电压比较器输入端。
在一个实施例中，第一电阻R5取值5K，第二电阻R8取值1K，第三电阻R9取值100K，电路导通电阻的理论门限值具体计算如下：
参考电压Vref＝1*1K/(5K+1K)＝1/6(V)，
电桥电压Vr＝1*R/(100+R)，
则电桥平衡时有Vref＝Vr，所以求的R＝20Ω。
所以该电路导通电阻的理论门限值为20Ω，即当两表笔间所测印制线的电阻小于门限值20Ω时，所测两点导通，当所测电阻大于门限值20Ω时，所测两点不导通。
电压比较器5通过限流电阻与电桥电路4输入端相连，在一个优选实例中，电压比较器包括第一电阻R6、第二电阻R7和运放电路，第一电阻R6、第二电阻R7完成限流的功能。
本实施例中可以运放优选采用MAXIM公司的低电压比较器MAX921，该比较器精度高、功耗低，驱动电流小，精度高。
蜂鸣器6本实施例中优选采用RS公司所用的小电流、高分贝的蜂鸣器，低功耗。
需要说明的是，上述实施例中各电阻阻值仅是一个优选值，本发明中并不限于此。
当对印制板中印制线进行导通测试时，印制线的电阻加入到本发明电路的电桥电路中，然后通过电压比较器5比较电桥电路中心两端的电势大小，判定是否应该导通，并最终使用蜂鸣器反映出结果。本发明的测试设备利用比较电桥中央的两点电势大小，然后输出高电平对发光二极管和蜂鸣器进行驱动，实现导通提示功能。
本领域技术人员能够理解，以上实施例仅是示例性的，并不构成对本发明的限定，在不脱离本发明精神实质的条件下所作的任何修改、变形、改进等，都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种低电阻导通的测试设备，用于低电阻的导通测试，其特征在于，该测试设备包括电池供电系统(1)、分压电路(2)、电压跟随器(3)、电压比较器(5)、电桥电路(4)和蜂鸣器(6)，其中所述电池供电系统(1)输出端与分压电路(2)、电压跟随器(3)、电桥电路(4)输入端相连，电压跟随器(3)的输入端连接至所述分压电路(2)的输出端，所述电桥(4)的输入端连接至所述电压跟随器(3)的输出端，所述电压比较器(5)的输入端连接至所述电桥(4)的输出端；所述蜂鸣器(6)的输出端与所述电压比较器(5)的输入端连接；
其中，所述分压电路(2)进行分压，通过其中的分压电阻限定测试设备两测试连接端间的电压，保护被测印制板所加的电压不超过额定值以免损坏印制板上的器件，所述电压跟随器(3)用于将分压电路(2)分压得到的电压稳定地输出到输出端，构成恒流源；
所述电桥电路包括第一电阻(R5)，第二电阻(R8)和第三电阻(R9)，其中第一电阻(R5)与第二电阻(R8)串联，第三电阻(R9)与所测负载串联，且两串联电路并联，以将所述第二电阻(R8)和测试电阻所分得的电压输入电压比较器；
所述电压比较器(5)通过限流电阻与电桥电路(4)输入端相连，其用于比较电桥电路中心两端的电势大小，从而判定是否应该导通，并最终输入所述蜂鸣器，以通过该蜂鸣器输出结果。
2.根据权利要求1所述的一种低电阻导通的测试设备，其中，所述电压比较器包括第一电阻(R5)、第二电阻(R8)和运放电路，其中所述第一电阻(R5)一端连接到第一电阻(R5)与第二电阻(R8)之间的连接点，另一端连接到运放电路，所述第二电阻(R8)一端连接到第三电阻(R9)与所测负载之间的连接点，另一端连接到运放电路，用以分别完成限流功能。
3.根据权利要求1或2所述的一种低电阻导通的测试设备，其中，所述电池供电系统采用双向开关，用以检测电路电压是否足够提供供电电压。
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