CN108152730A - 一种汽车继电器检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种汽车继电器检测装置，包括单片机、启动开关、触点电流设置电位计、LCD液晶显示器、线圈正极驱动电路、公共触点驱动电路、线圈电流滤波放大电路、常开触点电流滤波放大电路、常闭触点滤波放大电路、线圈正极接线端子、公共触点接线端子、线圈负极接线端子、常开触点接线端子以及常闭触点接线端子。该汽车继电器检测装置采用触点电流设置电位计能够根据需要设定电流的大小，满足各种型号继电器，具有较好的普适性能；能够分别对继电器的线圈正极供电、公共触点的供电、线圈电流信号的采集、常开触点电流信号的采集以及常闭触点流信号的采集，从而实现对继电器的状态进行全面检测。

Description

一种汽车继电器检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测装置，尤其是一种汽车继电器检测装置。
背景技术
在汽车检测与维修过程中，继电器故障占有相当大比例。日常工作中，将汽车继电器通过引线连接或者断开直流12V电源，利用万用表检测对应情况下的触点通断情况，进而判断继电器是否正常。整个过程需要经常调整线路连接，操作繁琐，耗时较长。另外，上述检测方法没有对触点施加负载，某些情况下测量结果不一定与实际工作情况完全相符。因此，需要一种能够自动检测汽车继电器工作是否正常的检测装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够自动检测汽车继电器工作是否正常的检测装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供的汽车继电器检测装置，包括单片机、启动开关、触点电流设置电位计、LCD液晶显示器、线圈正极驱动电路、公共触点驱动电路、线圈电流滤波放大电路、常开触点电流滤波放大电路、常闭触点滤波放大电路、线圈正极接线端子、公共触点接线端子、线圈负极接线端子、常开触点接线端子以及常闭触点接线端子；启动开关与单片机的开关量输入端相连；触点电流设置电位计与单片机的模拟量输入端相连；LCD液晶显示器与单片机的显示信号输出端相连；单片机的两路输出端分别与线圈正极驱动电路以及公共触点驱动电路的输入端相连；线圈正极驱动电路的输出端与线圈正极接线端子相连；公共触点驱动电路的输出端与公共触点接线端子相连；单片机的三路模拟量输入端分别与线圈电流滤波放大电路、常开触点电流滤波放大电路以及常闭触点滤波放大电路的输出端相连；线圈电流滤波放大电路的输入端与线圈负极接线端子相连；常开触点电流滤波放大电路的输入端与常开触点接线端子相连；常闭触点滤波放大电路的输入端与常闭触点接线端子相连。
进一步地，还包括一个与单片机开关量相连的继电器类型选择开关；继电器类型选择开关为拨码开关。采用继电器类型选择开关能够在测试时对继电器的类型进行设定，从而由单片机预设的对应程序进行检测。
进一步地，还包括与单片机输出端相连的LED状态指示灯。采用LED状态指示灯能对应指示相应的工作状态。
进一步地，线圈正极驱动电路包括电阻R18、光耦U2、电阻R17、电阻R16以及PMOS功率管Q2；电阻R18的一端与单片机的输出端相连；光耦U2的发光二极管的阳极与5V电源相连，电阻R18的另一端与光耦U2的发光二极管的阴极相连；光耦U2输出侧的发射极端子接地，光耦U2输出侧的集电极端子分别与电阻R17和电阻R16的一端相连；电阻R17的另一端与PMOS功率管Q2的源极相连后连接至12V电源；电阻R16的另一端与PMOS功率管Q2的门极相连；PMOS功率管Q2的漏极与线圈正极接线端子相连。
进一步地，公共触点驱动电路包括电阻R19、光耦U1、电阻R15、电阻R14、电容C4以及PMOS功率管Q1；电阻R19的一端与单片机的输出端相连；光耦U1的发光二极管的阳极与5V电源相连，电阻R19的另一端与光耦U2的发光二极管的阴极相连；光耦U1输出侧的发射极端子接地，光耦U1输出侧的集电极端子分别与电阻R15和电阻R14的一端相连；电阻R15的另一端与PMOS功率管Q1的源极相连后连接至12V电源；电阻R14的另一端与PMOS功率管Q1的门极相连；PMOS功率管Q1的漏极分别与电容C4的正极以及线圈正极接线端子相连；电容C4的负极接地。
进一步地，线圈电流滤波放大电路包括电阻R13、电阻R10、电阻R9、电阻R8、电阻R7、电容C3、齐纳二极管D3以及运算放大器A1；电阻R13的一端与单片机的模拟量输入端相连，电阻R13的另一端分别与运算放大器A1的输出端以及电阻R10的一端相连；运算放大器A1的正压端连接5V电源，负压端接地；运算放大器A1的同向输入端分别与齐纳二极管D3的阴极、电容C3的一端以及电阻R8的一端相连；运算放大器A1的反向输入端分别与电阻R10的另一端以及电阻R9的一端相连；电阻R9的另一端分别与电容C3的另一端、齐纳二极管D3的阳极以及电阻R7的一端相连后接地；电阻R7的另一端与电阻R8另一端相连后连接至线圈负极接线端子。
进一步地，在线圈正极接线端子与线圈负极接线端子之间反向串接有二极管D4。
进一步地，常开触点电流滤波放大电路包括电阻R12、电阻R5、电阻R6、电阻R4、电容C2以及齐纳二极管D2；电阻R12的一端与单片机的模拟量输入端相连，电阻R12的另一端分别与齐纳二极管D2的阴极、电容C2的一端、电阻R5的一端以及电阻R6的一端相连；齐纳二极管D2的阳极接地；电容C2的另一端分别与电阻R6的另一端以及电阻R4的一端相连后接地；电阻R5的另一端以及电阻R4的另一端同时连接至常开触点接线端子。
进一步地，常闭触点电流滤波放大电路包括电阻R11、电阻R2、电阻R3、电阻R1、电容C1以及齐纳二极管D1；电阻R11的一端与单片机的模拟量输入端相连，电阻R11的另一端分别与齐纳二极管D1的阴极、电容C1的一端、电阻R1的一端以及电阻R2的一端相连；齐纳二极管D1的阳极接地；电容C1的另一端分别与电阻R1的另一端以及电阻R3的一端相连后接地；电阻R2的另一端以及电阻R3的另一端同时连接至常闭触点接线端子。
进一步地，在线圈正极接线端子、公共触点接线端子、线圈负极接线端子、常开触点接线端子以及常闭触点接线端子上均连接有鳄鱼线夹。
本发明的有益效果在于：采用触点电流设置电位计能够根据需要设定电流的大小，满足各种型号继电器，具有较好的普适性能；采用线圈正极驱动电路、公共触点驱动电路、线圈电流滤波放大电路、常开触点电流滤波放大电路以及常闭触点滤波放大电路能够分别对继电器的线圈正极供电、公共触点的供电、线圈电流信号的采集、常开触点电流信号的采集以及常闭触点流信号的采集，从而实现对继电器的状态进行全面检测。
附图说明
图1为本发明的整体结构框图；
图2为本发明的具体电路原理图；
图3为本发明的装置工作流程图。
具体实施方式
如图1和2所示，本发明提供的汽车继电器检测装置包括：单片机、启动开关、触点电流设置电位计、LCD液晶显示器、线圈正极驱动电路、公共触点驱动电路、线圈电流滤波放大电路、常开触点电流滤波放大电路、常闭触点滤波放大电路、线圈正极接线端子、公共触点接线端子、线圈负极接线端子、常开触点接线端子以及常闭触点接线端子；启动开关与单片机的开关量输入端相连；触点电流设置电位计与单片机的模拟量输入端相连；LCD液晶显示器与单片机的显示信号输出端相连；单片机的两路输出端分别与线圈正极驱动电路以及公共触点驱动电路的输入端相连；线圈正极驱动电路的输出端与线圈正极接线端子相连；公共触点驱动电路的输出端与公共触点接线端子相连；单片机的三路模拟量输入端分别与线圈电流滤波放大电路、常开触点电流滤波放大电路以及常闭触点滤波放大电路的输出端相连；线圈电流滤波放大电路的输入端与线圈负极接线端子相连；常开触点电流滤波放大电路的输入端与常开触点接线端子相连；常闭触点滤波放大电路的输入端与常闭触点接线端子相连。
进一步地，还包括一个与单片机开关量相连的继电器类型选择开关；继电器类型选择开关为拨码开关。
进一步地，还包括三个与单片机输出端相连的LED状态指示灯。
进一步地，线圈正极驱动电路包括电阻R18、光耦U2、电阻R17、电阻R16以及PMOS功率管Q2；电阻R18的一端与单片机的输出端相连；光耦U2的发光二极管的阳极与5V电源相连，电阻R18的另一端与光耦U2的发光二极管的阴极相连；光耦U2输出侧的发射极端子接地，光耦U2输出侧的集电极端子分别与电阻R17和电阻R16的一端相连；电阻R17的另一端与PMOS功率管Q2的源极相连后连接至12V电源；电阻R16的另一端与PMOS功率管Q2的门极相连；PMOS功率管Q2的漏极与线圈正极接线端子相连。单片机通过光耦U2控制PMOS功率管Q2给待测继电器线圈供电，控制待测继电器动作。
进一步地，公共触点驱动电路包括电阻R19、光耦U1、电阻R15、电阻R14、电容C4以及PMOS功率管Q1；电阻R19的一端与单片机的输出端相连；光耦U1的发光二极管的阳极与5V电源相连，电阻R19的另一端与光耦U2的发光二极管的阴极相连；光耦U1输出侧的发射极端子接地，光耦U1输出侧的集电极端子分别与电阻R15和电阻R14的一端相连；电阻R15的另一端与PMOS功率管Q1的源极相连后连接至12V电源；电阻R14的另一端与PMOS功率管Q1的门极相连；PMOS功率管Q1的漏极分别与电容C4的正极以及线圈正极接线端子相连；电容C4的负极接地。单片机通过光耦U1控制PMOS功率管Q1给待测继电器触点供电，单片机根据触点负载电流设定值输出PWM波形，通过PWM调节触点负载电流的大小。
进一步地，线圈电流滤波放大电路包括电阻R13、电阻R10、电阻R9、电阻R8、电阻R7、电容C3、齐纳二极管D3以及运算放大器A1；电阻R13的一端与单片机的模拟量输入端相连，电阻R13的另一端分别与运算放大器A1的输出端以及电阻R10的一端相连；运算放大器A1的正压端连接5V电源，负压端接地；运算放大器A1的同向输入端分别与齐纳二极管D3的阴极、电容C3的一端以及电阻R8的一端相连；运算放大器A1的反向输入端分别与电阻R10的另一端以及电阻R9的一端相连；电阻R9的另一端分别与电容C3的另一端、齐纳二极管D3的阳极以及电阻R7的一端相连后接地，用于检测继电器K1线圈电流；电阻R7的另一端与电阻R8另一端相连后连接至线圈负极接线端子。电阻R10与电阻R9的比值决定了信号的放大倍数；电阻R8、电容C3组成的滤波电路对电阻R7上产生的电压信号进行滤波，齐纳二极管D3对该电压信号进行限幅，限幅后的信号经运算放大器A1放大后经电阻R13送往单片机模拟量输入引脚。
进一步地，在线圈正极接线端子与线圈负极接线端子之间反向串接有二极管D4。二极管D4为续流二极管，二极管D4的阳极连接继电器线圈负极，阴极连接继电器线圈正极，在电路中起续流保护作用。电容C4起储能和滤波的作用。
进一步地，常开触点电流滤波放大电路包括电阻R12、电阻R5、电阻R6、电阻R4、电容C2以及齐纳二极管D2；电阻R12的一端与单片机的模拟量输入端相连，电阻R12的另一端分别与齐纳二极管D2的阴极、电容C2的一端、电阻R5的一端以及电阻R6的一端相连；齐纳二极管D2的阳极接地；电容C2的另一端分别与电阻R6的另一端以及电阻R4的一端相连后接地，用于检测常开触点电流；电阻R5的另一端以及电阻R4的另一端同时连接至常开触点接线端子；电阻R5、电阻R6、电容C2组成的滤波电路对电阻R4上产生的电压信号进行滤波，齐纳二极管D2对该电压信号进行限幅，限幅后的信号经电阻R12送往单片机模拟量输入引脚。
进一步地，常闭触点电流滤波放大电路包括电阻R11、电阻R2、电阻R3、电阻R1、电容C1以及齐纳二极管D1；电阻R11的一端与单片机的模拟量输入端相连，电阻R11的另一端分别与齐纳二极管D1的阴极、电容C1的一端、电阻R1的一端以及电阻R2的一端相连；齐纳二极管D1的阳极接地；电容C1的另一端分别与电阻R1的另一端以及电阻R3的一端相连后接地，用于检测常闭触点电流；电阻R2的另一端以及电阻R3的另一端同时连接至常闭触点接线端子。电阻R1、电阻R2、电容C1组成的滤波电路对电阻R3上产生的电压信号进行滤波，齐纳二极管D1对该电压信号进行限幅，限幅后的信号经电阻R11送往单片机模拟量输入引脚。
进一步地，在线圈正极接线端子、公共触点接线端子、线圈负极接线端子、常开触点接线端子以及常闭触点接线端子上均连接有鳄鱼线夹。
本发明提供的汽车继电器检测装置中，单片机的型号为STM8S003，单片机本身带有AD输入接口；LCD液晶屏为1602-5V蓝底白字液晶屏；指示灯采用红绿双色共阳极3mm发光二极管；触点电流设置电位计采用30千欧的可调电位计；启动开关为常开按钮；继电器类型选择开关具有3个档位，分别对应一副常开触点继电器、一副常闭触点继电器、一副常开常闭触点继电器；单片机模拟量输入口根据检测该触点电流设置电位计的电压，设置施加在公共端触点上的电流为1A-5A；电流检测采用串联精密电阻进行检测，取样信号经过运算放大器放大、滤波后直接送入单片机模拟量输入引脚；单片机通过光耦驱动MOS管给继电器线圈和触点负载供电；电阻R3、电阻R4、电阻R7均为1欧姆10瓦特精度1％的电阻，当汽车继电器线圈或者触点有电流流过相应电阻时，产生相应的电压信号。
如图3所示，本发明提供的汽车继电器检测装置在使用时，上电后，单片机初始化，将相关LED状态指示灯置于绿色，由单片机控制LCD液晶显示器显示操作提示。此后单片机一直等待启动开关的按钮信号，启动信号给出后，单片机读取继电器类型选择开关的拨码值以及触点电流设置电位计的电流设定值，根据继电器K1的类型，首先检测静态时的常开触点和常闭触点的电流，然后给继电器K1的线圈通电，检测继电器K1的线圈电流、线圈阻抗、常开触点和常闭触点的电流，并且LCD液晶显示器显示相关数据和结果，LED状态指示灯给出指示。
用户使用该汽车继电器检测装置时，可以连接12V电源适配器供电，也可以依靠内部锂电池供电脱机使用。使用前首先将待测汽车继电器引脚连接到对应的鳄鱼线夹，继而选择继电器类型，此时装置通电，接下来通过触点电流设置电位计设置希望对待测继电器触点负载施加的电流。按下启动开关，系统自动检测相关参数，大约1秒后，检测完成。LCD液晶显示器上显示线圈阻抗、线圈电流、触点电流、判定结果，判定结果为正常或者异常；线圈指示和触点指示两个LED状态指示灯指示继电器相关部位是否正常，如果继电器线圈故障，线圈LED状态指示灯呈红色。如果继电器触点故障，触点LED状态指示灯呈红色。欠压LED状态指示灯指示检测装置电源电压，低于11.5V时欠压指示灯红色，正常显示绿色。

Claims (10)

1.一种汽车继电器检测装置，其特征在于：包括单片机、启动开关、触点电流设置电位计、LCD液晶显示器、线圈正极驱动电路、公共触点驱动电路、线圈电流滤波放大电路、常开触点电流滤波放大电路、常闭触点滤波放大电路、线圈正极接线端子、公共触点接线端子、线圈负极接线端子、常开触点接线端子以及常闭触点接线端子；启动开关与单片机的开关量输入端相连；触点电流设置电位计与单片机的模拟量输入端相连；LCD液晶显示器与单片机的显示信号输出端相连；单片机的两路输出端分别与线圈正极驱动电路以及公共触点驱动电路的输入端相连；线圈正极驱动电路的输出端与线圈正极接线端子相连；公共触点驱动电路的输出端与公共触点接线端子相连；单片机的三路模拟量输入端分别与线圈电流滤波放大电路、常开触点电流滤波放大电路以及常闭触点滤波放大电路的输出端相连；线圈电流滤波放大电路的输入端与线圈负极接线端子相连；常开触点电流滤波放大电路的输入端与常开触点接线端子相连；常闭触点滤波放大电路的输入端与常闭触点接线端子相连。
2.根据权利要求1所述的汽车继电器检测装置，其特征在于：还包括一个与单片机开关量相连的继电器类型选择开关；继电器类型选择开关为拨码开关。
3.根据权利要求1所述的汽车继电器检测装置，其特征在于：还包括与单片机输出端相连的LED状态指示灯。
4.根据权利要求1所述的汽车继电器检测装置，其特征在于：线圈正极驱动电路包括电阻R18、光耦U2、电阻R17、电阻R16以及PMOS功率管Q2；电阻R18的一端与单片机的输出端相连；光耦U2的发光二极管的阳极与5V电源相连，电阻R18的另一端与光耦U2的发光二极管的阴极相连；光耦U2输出侧的发射极端子接地，光耦U2输出侧的集电极端子分别与电阻R17和电阻R16的一端相连；电阻R17的另一端与PMOS功率管Q2的源极相连后连接至12V电源；电阻R16的另一端与PMOS功率管Q2的门极相连；PMOS功率管Q2的漏极与线圈正极接线端子相连。
5.根据权利要求1所述的汽车继电器检测装置，其特征在于：公共触点驱动电路包括电阻R19、光耦U1、电阻R15、电阻R14、电容C4以及PMOS功率管Q1；电阻R19的一端与单片机的输出端相连；光耦U1的发光二极管的阳极与5V电源相连，电阻R19的另一端与光耦U2的发光二极管的阴极相连；光耦U1输出侧的发射极端子接地，光耦U1输出侧的集电极端子分别与电阻R15和电阻R14的一端相连；电阻R15的另一端与PMOS功率管Q1的源极相连后连接至12V电源；电阻R14的另一端与PMOS功率管Q1的门极相连；PMOS功率管Q1的漏极分别与电容C4的正极以及线圈正极接线端子相连；电容C4的负极接地。
6.根据权利要求1所述的汽车继电器检测装置，其特征在于：线圈电流滤波放大电路包括电阻R13、电阻R10、电阻R9、电阻R8、电阻R7、电容C3、齐纳二极管D3以及运算放大器A1；电阻R13的一端与单片机的模拟量输入端相连，电阻R13的另一端分别与运算放大器A1的输出端以及电阻R10的一端相连；运算放大器A1的正压端连接5V电源，负压端接地；运算放大器A1的同向输入端分别与齐纳二极管D3的阴极、电容C3的一端以及电阻R8的一端相连；运算放大器A1的反向输入端分别与电阻R10的另一端以及电阻R9的一端相连；电阻R9的另一端分别与电容C3的另一端、齐纳二极管D3的阳极以及电阻R7的一端相连后接地；电阻R7的另一端与电阻R8另一端相连后连接至线圈负极接线端子。
7.根据权利要求1所述的汽车继电器检测装置，其特征在于：在线圈正极接线端子与线圈负极接线端子之间反向串接有二极管D4。
8.根据权利要求1所述的汽车继电器检测装置，其特征在于：常开触点电流滤波放大电路包括电阻R12、电阻R5、电阻R6、电阻R4、电容C2以及齐纳二极管D2；电阻R12的一端与单片机的模拟量输入端相连，电阻R12的另一端分别与齐纳二极管D2的阴极、电容C2的一端、电阻R5的一端以及电阻R6的一端相连；齐纳二极管D2的阳极接地；电容C2的另一端分别与电阻R6的另一端以及电阻R4的一端相连后接地；电阻R5的另一端以及电阻R4的另一端同时连接至常开触点接线端子。
9.根据权利要求1所述的汽车继电器检测装置，其特征在于：常闭触点电流滤波放大电路包括电阻R11、电阻R2、电阻R3、电阻R1、电容C1以及齐纳二极管D1；电阻R11的一端与单片机的模拟量输入端相连，电阻R11的另一端分别与齐纳二极管D1的阴极、电容C1的一端、电阻R1的一端以及电阻R2的一端相连；齐纳二极管D1的阳极接地；电容C1的另一端分别与电阻R1的另一端以及电阻R3的一端相连后接地；电阻R2的另一端以及电阻R3的另一端同时连接至常闭触点接线端子。
10.根据权利要求1所述的汽车继电器检测装置，其特征在于：在线圈正极接线端子、公共触点接线端子、线圈负极接线端子、常开触点接线端子以及常闭触点接线端子上均连接有鳄鱼线夹。
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