CN105785219A - 一种防静电腕带接地状态实时监测方法及监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种防静电腕带接地状态实时监测仪及监测方法，包括接接地线的接地线联通状态监测电路及接防静电腕带的防静电腕带接地系统电阻监测电路，工作时：S1，接地线联通状态监测电路监测接地线联通情况，当接地线处于联通状态，执行S2步骤，绿灯亮；当接地线处于断开状态时，发出声光报警，不执行S2步骤；S2步骤：防静电腕带接地系统电阻监测电路监测人体通过防静电腕带接入电路后的接地电阻，转化为电压信号与预设的标准电压信号进行比较，并根据比较结果控制第二状态指示电路工作。本发明能够有效的满足两种类型的防静电腕带的监测要求，通用性好，实现了接地线状态的监测和接地电阻的监测，从而使得监测结果更加精确，满足标准要求。

Description

一种防静电腕带接地状态实时监测方法及监测仪

技术领域

本发明涉及一种监测方法及监测仪，尤其是一种防静电腕带接地状态实时监测方法及监测仪。

背景技术

当前，电子工业现场工人静电安全防护最基础也最有效的手段是佩戴防静电腕带，防静电腕带主要有单回路腕带和双回路腕带两种，为了了解两种腕带接入电路中的工作状态常会通过监测仪进行监测，现有的单回路腕带的监测和双回路腕带的监测往往通过监测仪来实现，但是由于两者的监测方法差异较大，因此导致对应监测仪的监测原理各有不同，所以都不能通用，在客户升级或者变更产线布局时，改变手腕带类型后，需要将手腕带监测仪也同步改变，成本很高，并且也带来了很大的不便。

另一方面，目前的监测仪往往只能监测防静电腕带是否接入电路中或接入方式是否准确，无法监测接地线的接入状态是否正常，因此导致监测存在一定监测缺失；

更进一步，现有的监测仪更无法监测出人体接入电路时的对地电阻，因此无法保证对地电阻符合相关标准的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种防静电腕带接地状态实时监测方法及监测仪。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种防静电腕带接地状态实时监测方法，包括如下步骤：

S1，接地线通断状态监测步骤：通过接地线联通状态监测电路实时监测接地线联通情况，当监测到接地线处于联通状态时，执行S2，防静电腕带系统接地电阻监测步骤，第一状态指示电路中的绿灯亮；当监测到接地线处于断开状态时，第一状态指示电路中的红灯亮和/或蜂鸣器响，不执行S2，防静电腕带系统接地电阻监测步骤；

S2，防静电腕带系统接地电阻监测步骤：通过防静电腕带接地系统电阻监测电路实时监测人体通过防静电腕带接入电路后的接地电阻，转化为电压信号与预设的标准电压信号进行比较，并根据比较结果控制第二状态指示电路工作。

优选的，所述的一种防静电腕带接地状态实时监测方法，其中：在S1，接地线通断状态监测步骤中，所述接地线联通状态监测电路将接地线接入电路后生成的输入信号和基准信号比较，当生成的输入信号大于基准信号时，接地线处于断开状态；反之，接地线处于联通状态。

优选的，所述的一种防静电腕带接地状态实时监测方法，其中：在S2，防静电腕带接地系统电阻监测步骤中，所述标准电压信号对应的人体接地电阻值为0.75-35兆欧。

优选的，所述的一种防静电腕带接地状态实时监测方法，其中：在S2，防静电腕带接地系统电阻监测步骤中，当监测得到的人体接地电阻值在0.75-35兆欧时，状态指示电路中的绿灯亮；当监测得到的人体接地电阻值不在0.75-35兆欧时，所述状态指示电路中的绿灯不亮，红灯亮和/或蜂鸣器工作。

一种防静电腕带接地状态实时监测仪，包括与接地线相接的接地线联通状态监测电路及与防静电腕带相接的防静电腕带接地系统电阻监测电路，两条监测电路根据预设逻辑依次监测所述接地线的通断状态和防静电腕带接地系统的接地电阻，并根据监测结果进行状态指示。

优选的，所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其中：所述接地线联通状态监测电路包括用于将至少一条接地线接入电路的接入点，所述接入点接包括第一分压电阻的第一电压信号生成电路及第一跟随电路，所述第一分压电阻与接入电路的接地线形成电压信号并输入至第一跟随电路，所述第一跟随电路将信号隔离后输入与其相接的二阶有源滤波电路，所述二阶有源滤波电路通过第二平衡电阻接比较器的反向输入端，所述比较器的同向输入端接基准电压生成电路，所述比较器的输出端接第一开关电路，所述第一开关电路接第一状态指示电路。

优选的，所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其中：所述基准电压生成电路包括串联的第三电阻和第四电阻，所述第三电阻接+5V电源端，所述第四电阻接地，所述第三电阻和第四电阻的连接端均接第一平衡电阻的一端，所述第一平衡电阻的另一端接所述比较器的同向输入端。

优选的，所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其中：所述防静电腕带接地系统电阻监测电路包括用于将防静电腕带接入电路的腕带接入点，所述腕带接入点接第二电压生成电路和第二跟随电路，所述第二跟随电路将信号隔离后输处给与其相接的滤波电路，所述滤波电路接上限阈值比较电路和下限阈值比较电路，所述上限阈值比较电路和下限阈值比较电路接第二开关电路，所述第二开关电路接第二状态指示电路。

优选的，所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其中：所述上限阈值比较电路包括第一比较器，所述第一比较器的反向输入端通过第一输入电阻接所述滤波电路并接受所述滤波电路输出的信号；所述第一比较器的同向输入端接第二输入电阻的一端，所述第二输入电阻的另一端接第二电阻的一端及电位器的输出端、接地端，所述第二电阻的另一端接地，且其与电阻器、第一电阻依次串接，所述第一电阻接+5V电源端；所述第一比较器的输出端接所述第二开关电路；

所述下限阈值比较电路包括第二比较器,所述第二比较器的同向输入端通过第三输入电阻接所述滤波电路并接受所述滤波电路输出的信号；所述第二比较器的反向输入端接第四输入电阻的一端，所述第四输入电阻的另一端接下限阈值电压生成电路；所述第二比较器的输出端接所述第二开关电路。

优选的，所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其中：所述第一电阻、第二电阻、电阻器生成的上限阈值电压对应的人体接地电阻为35兆欧，所述下限阈值电压生成电路生成的下限阈值电压对应的人体接地电阻为0.75兆欧。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本发明设计精巧，结构简单，通过该监测仪内部电路和控制逻辑的设计，能够有效的满足两种类型的防静电腕带的监测要求，从而避免了现有的监测仪不能通用两种类型的防静电腕带，造成的产线升级时不能有效适用的问题；进一步，内部电路的设计还实现了接地线状态的监测和接地电阻的监测，从而使得监测结果更加精确，满足标准要求。

附图说明

图1是本发明中接地线联通状态监测电路的结构示意图；

图2是本发明中接地线联通状态监测电路的电路图；

图3是防静电腕带接地系统电阻监测电路的结构示意图；

图4是防静电腕带接地系统电阻监测电路的电路图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

本发明揭示的一种防静电腕带接地状态实时监测方法，包括如下步骤：

S1，接地线通断状态监测步骤：通过接地线联通状态监测电路实时监测接地线联通情况，具体的，所述接地线联通状态监测电路将接地线接入电路后生成的输入信号和基准信号比较，当生成的输入信号大于基准信号时，接地线处于断开状态；反之，接地线处于联通状态。

当监测到接地线处于联通状态时，执行S2，防静电腕带系统接地电阻监测步骤，第一状态指示电路中的绿灯亮；当监测到接地线处于断开状态时，第一状态指示电路中的红灯亮和/或蜂鸣器响，不执行S2，防静电腕带系统接地电阻监测步骤；

S2，防静电腕带系统接地电阻监测步骤：通过防静电腕带接地系统电阻监测电路实时监测人体通过防静电腕带接入电路后的接地电阻，转化为电压信号与预设的标准电压信号进行比较，所述标准电压信号对应的人体接地电阻值为0.75-35兆欧；并根据比较结果控制第二状态指示电路工作。

具体的，当监测得到的人体接地电阻值在0.75-35兆欧时，状态指示电路中的绿灯亮；当监测得到的人体接地电阻值不在0.75-35兆欧时，所述状态指示电路中的绿灯不亮，红灯亮和/或蜂鸣器工作。

为了实现上述的监测过程，本发明进一步揭示了一种防静电腕带接地状态实时监测仪，如附图1、附图3所示，包括与接地线1相接的接地线联通状态监测电路31及与防静电腕带2相接的防静电腕带接地系统电阻监测电路32，两条监测电路根据预设逻辑依次监测所述接地线1的通断状态和防静电腕带接地系统的接地电阻，并根据监测结果进行状态指示。

具体的，如附图1所示，所述接地线联通状态监测电路31包括用于将至少一条接地线1接入电路的接入点G-GND，所述接入点G-GND接包括第一分压电阻R45的第一电压信号生成电路311及第一跟随电路312，所述第一分压电阻R45与接入电路的接地线1形成电压信号并输入至第一跟随电路312，所述第一跟随电路312将信号隔离后输入与其相接的二阶有源滤波电路313，所述二阶有源滤波电路313通过第二平衡电阻R23接比较器U5C的反向输入端，所述比较器U5C的同向输入端接基准电压生成电路314，所述比较器U5C的输出端接第一开关电路315，所述第一开关G-GND电路315接第一状态指示电路316。

详细的，附图2所示，所述接入点G-GND接所述第一电压信号生成电路中的第一分压电阻R45并通过所述第一分压电阻R45接+5V电源端，所述接入点G-GND还接电容C15的一端及二极管D15的负极，所述电容C15的另一端接地及二极管D15的正极。

接地线1的一端通过所述接入点G-GND接入电路，其另一端接入公共接地点，所述接地线1接入电路后，与第一分压电阻R45形成分压电压，从而把对应的联通状况（电阻）转化为电压信号输出给所述第一跟随电路312。

所述接入点G-GND进一步接隔离放大器U5A的同向输入端，并将所述接地线和第一分压电阻R45生成的电压信号输入至所述隔离放大器U5A中，所述隔离放大器U5A的反向输入端接其输出端，所述隔离放大器U5A用于将其接收的信号和其输出的信号进行隔离，从而避免回路电流的干扰，确保信号的准确性。

所述隔离放大器U5A的输出端接所述二阶有源滤波电路313，所述二阶有源滤波电路313包括电阻R47、R48、极性电容C17、C18及滤波器U5B，所述电阻R47的一端接所述隔离放大器U5A的输出端，其另一端串接电阻R48，所述电阻R47、R48的连接端共同接极性电容C17的正极，所述极性电容C17的负极接所述滤波器U5B的反向输入端及输出端；所述电阻R48的另一端通过电容C18接地，且接所述滤波器U5B的同向输入端，所述二阶有源滤波电路313将所述隔离放大器U5A输出的信号进行处理后，从而将信号进行改善后输出给接到所述滤波器U5B的第二平衡电阻R23，所述第二平衡电阻接所述比较器U5C的反向输入端，所述比较器U5C的同向输入端接所述基准电压生成电路314，所述基准电压生成电路314包括串联的第三电阻R24和第四电阻R26，所述第三电阻R24接+5V电源端，所述第四电阻R26接地，所述第三电阻R24和第四电阻R26的连接端均接第一平衡电阻R25的一端，所述第一平衡电阻R25的另一端接所述比较器U5C的同向输入端，所述+5V电源端与电阻R24、R26分压形成基准比较电压，此基准比较电压通过第一平衡电阻R25送入所述比较器U5C的同向输入端。

所述比较器U5C的输出端接所述第一开关电路315，当所述比较器U5C的反向输入端接收的信号大于基准比较电压时，所述比较器U5C的输出端输出低电平，此时，所述第一开关电路315中的MOS管闭合从而所述第一状态指示电路中的绿灯熄灭，红灯亮和/或蜂鸣器工作；反之，当所述比较器U5C的反向输入端接收的信号小于基准比较电压时，所述比较器U5C的输出端输出高电平，所述第一开关电路315中的MOS管断开，从而所述第一状态指示电路中的绿灯亮，红灯不亮和/或蜂鸣器不工作。

进一步，如附图3所示，所述防静电腕带接地系统电阻监测电路32包括用于将防静电腕带接入电路的腕带接入点WR1-4，所述防静电腕带可以是单回路也可以是双回路，所述腕带接入点WR1-4接包括第二分压电阻R1的第二电压信号生成电路321和第二跟随电路322，所述第二跟随电路322将信号隔离后输处给与其相接的滤波电路323，所述滤波电路323接上限阈值比较电路324和下限阈值比较电路325，所述上限阈值比较电路324和下限阈值比较电路325接第二开关电路326，所述第二开关电路326接第二状态指示电路327。

详细的，如附图4所示，所述腕带接入点WR1-4通过所述第二电压信号生成电路321中的第二分压电阻R1接基准电压源端VRE+，所述基准电压源端VRE+用于给整个监测回路提供一个稳定的基准电压源，所述腕带接入点WR1-4还接电容C6的一端及二极管D1的负极，所述电容C15的另一端接地及二极管D15的正极。

人员佩带好防静电腕带后，将防静电腕带接至所述腕带接入点WR1-4，从而将人体接入电路，所述腕带接入点WR1-4与地电极通过手腕带和人体构成回路，并通过所述第二电压信号生成电路321将电阻值转化成电压信号输入到运放器U3A的正向输入端，所述运放器U3A的反向输入端接其输出端从而形成所述第二跟随电路322，其起到稳定信号和隔离前后电路的作用，从而避免后续电路对人体造成损害。

所述运放器U3A的输出端接滤波电路323的输入端，所述滤波电路323包括电阻R3、R4、极性电容C9、C10以及跟随器U3B构成，所述电阻R3的一端接所述运放器U3A的输出端，所述电阻R3的另一端串接电阻R4，所述电阻R4的另一端通过极性电容C10接地，所述电阻R4的另一端还连接所述跟随器U3B的正向输出端，并将信号输出到所述跟随器U3B中，所述跟随器U3B的反向输入端连接所述跟随器U3B的输出端；所述电阻R3的另一端还接极性电容C9的正极，所述极性电容C9的负极接所述跟随器U3B的输出端，所述跟随器U3B的输出端连接到所述上限阈值比较电路325和下限阈值比较电路326；所述滤波电路323将所述运放器U3A输出的信号进一步稳定后输出到所述上限阈值比较电路325和下限阈值比较电路326进行比较。

所述上限阈值比较电路324包括第一比较器U3C，所述第一比较器U3C的反向输入端通过第一输入电阻R10接所述滤波电路323并接受所述滤波电路323输出的信号；所述第一比较器U3C的同向输入端接第二输入电阻R9的一端，所述第二输入电阻R9的另一端接第二电阻R8的一端及电位器RP1的输出端、接地端，所述第二电阻R8的另一端接地，且其与电阻器RP1、第一电阻R7依次串接，所述第一电阻R7接+5V电源端；所述第一电阻R7、第二电阻R8、电阻器RP1生成的上限阈值电压对应的人体接地电阻为35兆欧；工作时，所述跟随器U3B输出的电压信号通过所述第二输入电阻R9输入到所述第一比较器U3C的反向输入端并同所述上限阈值电压进行比较。

所述下限阈值比较电路325包括第二比较器U3D,所述第二比较器U3D的同向输入端通过第三输入电阻R11接所述滤波电路323并接受所述滤波电路323输出的信号；所述第二比较器U3D的反向输入端接第四输入电阻R14的一端，所述第四输入电阻R14的另一端接下限阈值电压生成电路，所述下限阈值电压生成电路的结构与上述的基准电压生成电路314；所述下限阈值电压生成电路生成的下限阈值电压对应的人体接地电阻为0.75兆欧。工作时，所述跟随器U3B输出的电压信号通过所述第三输入电阻R11输入到所述第二比较器U3D的同向输入端并同输入到所述第二比较器U3D反向输入端的所述上限阈值电压进行比较。

更进一步，所述第一比较器U3C的输出端接所述第二开关电路326；所述第二比较器U3D的输出端接所述第二开关电路326；

工作时，当检测到人员接接地电阻低于0.75M时，所述跟随器U3B输出端输出信号对应的电压值低于所述下限阀值电压，所述第一比较器U3C输出高电平，所述第二比较器U3D输出低电平，二者做“与”，最终电路输出低电平，此时所述第二开关电路中作为反向开关使用的MOS管闭合，此时所述第二状态指示电路的回路导通，绿灯熄灭，红灯点亮和/或蜂鸣器工作。

当接地电阻高于35M时，所述跟随器U3B输出端输出信号对应的电压值高于上限阀值电压，所述第二比较器U3D输出高电平，所述第一比较器U3C输出低电平，二者做“与”，最终电路输出低电平；此时所述第二状态指示电路的回路导通，绿灯熄灭，红灯点亮和/或蜂鸣器工作。

只有当人员接地系统电阻在要求之间时，即接地电阻在0.75兆欧-35兆欧之间时，两路比较器均输出为高电平，二者做“与”，最终电路输出高电平；此时绿灯回路通，亮绿灯，所述MOS管打开，此时所述状态指定电路中红灯和/或蜂鸣器的回路不通，红灯不亮。

本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防静电腕带接地状态实时监测方法，包括如下步骤：

S1，接地线通断状态监测步骤：通过接地线联通状态监测电路实时监测接地线联通情况，当监测到接地线处于联通状态时，执行S2，防静电腕带系统接地电阻监测步骤，第一状态指示电路中的绿灯亮；当监测到接地线处于断开状态时，第一状态指示电路中的红灯亮和/或蜂鸣器响，不执行S2，防静电腕带系统接地电阻监测步骤；

S2，防静电腕带系统接地电阻监测步骤：通过防静电腕带接地系统电阻监测电路实时监测人体通过防静电腕带接入电路后的接地电阻，转化为电压信号与预设的标准电压信号进行比较，并根据比较结果控制第二状态指示电路工作。

2.根据权利要求1所述的一种防静电腕带接地状态实时监测方法，其特征在于：在S1，接地线通断状态监测步骤中，所述接地线联通状态监测电路将接地线接入电路后生成的输入信号和基准信号比较，当生成的输入信号大于基准信号时，接地线处于断开状态；反之，接地线处于联通状态。

3.根据权利要求1所述的一种防静电腕带接地状态实时监测方法，其特征在于：在S2，防静电腕带接地系统电阻监测步骤中，所述标准电压信号对应的人体接地电阻值为0.75-35兆欧。

4.根据权利要求3所述的一种防静电腕带接地状态实时监测方法，其特征在于：在S2，防静电腕带接地系统电阻监测步骤中，当监测得到的人体接地电阻值在0.75-35兆欧时，状态指示电路中的绿灯亮；当监测得到的人体接地电阻值不在0.75-35兆欧时，所述状态指示电路中的绿灯不亮，红灯亮和/或蜂鸣器工作。

5.一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其特征在于：包括与接地线（1）相接的接地线联通状态监测电路（31）及与防静电腕带（2）相接的防静电腕带接地系统电阻监测电路（32），两条监测电路根据预设逻辑依次监测所述接地线（1）的通断状态和防静电腕带接地系统的接地电阻，并根据监测结果进行状态指示。

6.根据权利要求5所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其特征在于：所述接地线联通状态监测电路（31）包括用于将至少一条接地线（1）接入电路的接入点，所述接入点接包括第一分压电阻（R45）的第一电压信号生成电路（311）及第一跟随电路（312），所述第一分压电阻（R45）与接入电路的接地线（1）形成电压信号并输入至第一跟随电路（312），所述第一跟随电路（312）将信号隔离后输入与其相接的二阶有源滤波电路（313），所述二阶有源滤波电路（313）通过第二平衡电阻（R23）接比较器（U5C）的反向输入端，所述比较器（U5C）的同向输入端接基准电压生成电路（314），所述比较器（U5C）的输出端接第一开关电路（315），所述第一开关电路(315)接第一状态指示电路（316）。

7.根据权利要求6所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其特征在于：所述基准电压生成电路（314）包括串联的第三电阻（R24）和第四电阻（R26），所述第三电阻（R24）接+5V电源端，所述第四电阻（R26）接地，所述第三电阻（R24）和第四电阻（R26）的连接端均接第一平衡电阻（R25）的一端，所述第一平衡电阻（R25）的另一端接所述比较器（U5C）的同向输入端。

8.根据权利要求5-7任一所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其特征在于：所述防静电腕带接地系统电阻监测电路（32）包括用于将防静电腕带接入电路的腕带接入点（WR1-4），所述腕带接入点(WR1-4)接第二电压信号生成电路（321）和第二跟随电路（322），所述第二跟随电路（322）将信号隔离后输出到与其相接的滤波电路（323），所述滤波电路（323）接上限阈值比较电路（324）和下限阈值比较电路（325），所述上限阈值比较电路（324）和下限阈值比较电路（325）接第二开关电路（326），所述第二开关电路（326）接第二状态指示电路（327）。

9.根据权利要求8所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其特征在于：

所述上限阈值比较电路（324）包括第一比较器（U3C），所述第一比较器（U3C）的反向输入端通过第一输入电阻（R10）接所述滤波电路（323）并接受所述滤波电路（323）输出的信号；所述第一比较器（U3C）的同向输入端接第二输入电阻（R9）的一端，所述第二输入电阻（R9）的另一端接第二电阻（R8）的一端及电位器（RP1）的输出端、接地端，所述第二电阻（R8）的另一端接地，且其与电阻器（RP1）、第一电阻（R7）依次串接，所述第一电阻（R7）接+5V电源端；所述第一比较器（U3C）的输出端接所述第二开关电路（326）；

所述下限阈值比较电路（325）包括第二比较器（U3D）,所述第二比较器（U3D）的同向输入端通过第三输入电阻（R11）接所述滤波电路(323)并接受所述滤波电路（323）输出的信号；所述第二比较器（U3D）的反向输入端接第四输入电阻（R14）的一端，所述第四输入电阻（R14）的另一端接下限阈值电压生成电路；所述第二比较器（U3D）的输出端接所述第二开关电路（326）。

10.根据权利要求9所述的一种防静电腕带接地状态实时监测仪，其特征在于：所述第一电阻（R7）、第二电阻（R8）、电阻器（RP1）生成的上限阈值电压对应的人体接地电阻为35兆欧，所述下限阈值电压生成电路生成的下限阈值电压对应的人体接地电阻为0.75兆欧。