CN109061373A - 一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置 - Google Patents

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Abstract

一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，由四组结构相同的断线短路自动检测电路组成，每组断线短路自动检测电路中，输入端一端与四端电位器连接，输入端另一端与电位器供电电路连接，电位器供电电路与放大器、A/D采样电路连接，A/D采样电路与A/D采样控制电路连接，A/D采样控制电路与测试电压发生器连接，测试电压发生器与电位器供电电路连接，放大器与输出端连接；通过设置测试电压发生器与A/D采样电路，用于自动检测四端电位器的全部引线的断线情况，还可检测引线之间相互短路情况，并将检测结果上报A/D采样控制电路，具有检测全面性、实时性、可靠性高、实用性强的特点。

Description

一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置
技术领域
本发明涉及自动检测技术领域，尤其涉及一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置。
背景技术
使用四端电位器作为传感器的控制电路很多，如在转动角度信号处理的控制电路中，且在转动角度信号处理的控制电路中通常采用多电位器通道、多冗余的设计方法，因此电位器引线势必增多，而电位器信号需通过接插头、引线引出，不可避免易产生引线接触不良、断线及短路等故障。
为及时发现引线接触不良、断线及短路等此类故障问题，研制一种解决上述问题的装置已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，由四组结构相同的断线短路自动检测电路组成，每组断线短路自动检测电路包括输入端、输出端、电位器供电电路、放大器、测试电压发生器、A/D采样控制电路及A/D采样电路，输入端一端与四端电位器连接，输入端另一端与电位器供电电路连接，电位器供电电路与放大器、A/D采样电路连接，A/D采样电路与A/D采样控制电路连接，A/D采样控制电路与测试电压发生器连接，测试电压发生器与电位器供电电路连接，放大器与输出端连接，输入端包括第一引线～第三引线、接地线，放大器包括第一运放；具体结构如下：
第一引线分别与A/D采样电路、电位器供电电路的第一电容及第五电阻连接；
第二引线分别与A/D采样电路、测试电压发生器的第二电阻和第三电阻、放大器的第六电阻的一端连接；
第三引线分别与A/D采样电路、电位器供电电路的第二电容及第七电阻连接；
放大器的第十电阻分别与A/D采样电路、第七电容、输出端连接，第七电容另一端与接地线连接；测试电压发生器通过第四电阻与A/D采样控制电路连接。
在本发明中，在A/D采样控制电路与第四电阻之间设置有隔离电路；在A/D采样控制电路与A/D采样电路之间设置有隔离电路。
在本发明中，测试电压发生器包括第一电阻～第四电阻、第一三极管、第二二极管，第二电阻的一端与第三电阻连接，第二电阻的另一端与接地线连接，第三电阻的另一端与第二二极管一端连接，第二二极管另一端与第一三极管一端连接，第一三极管的另一端与第四电阻连接，第一三极管还与第一电阻并联。
在本发明中，电位器供电电路包括第五电阻、第七电阻、第一电容、第二电容，第五电阻与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与接地线连接；第七电阻与第二电容的一端连接，第二电容的另一端与接地线连接。
在本发明中，放大器还包括第六电阻、第八电阻～第十电阻、第三电容、第四电容，第一运放分别与第六电阻、第九电阻、第十电阻、第三电容、第四电容的一端连接，第一运放还与第八电阻并联，第九电阻的另一端与接地线连接，第三电容的另一端与接地线连接，第四电容的另一端与接地线连接。
在本发明中，A/D采样电路由采样集成电路、第五电容、第六电容、第八电容、第九电容～第十四电容、第十一电阻、稳压器组成。
有益效果：本发明由四组结构相同的断线短路自动检测电路组成，通过设置测试电压发生器与A/D采样电路，用于自动检测四端电位器的全部引线的断线情况，还可检测引线之间相互短路情况，并将检测结果上报A/D采样控制电路，具有检测全面性、实时性、可靠性高、实用性强的特点。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的原理框图。
图2为本发明的较佳实施例的电路框图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～2的一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，由四组结构相同的断线短路自动检测电路组成，每组断线短路自动检测电路包括输入端Input1、输出端Output1、电位器供电电路Circuit I、放大器Amplifier、测试电压发生器BIT Online、A/D采样控制电路A/D and level control、A/D采样电路、接地线P1GND、第一三极管V1、第二二极管V2、第一电阻R1～第十一电阻R11、第一电容C1～第十四电容C14、第一运放N1、A/D采样集成电路N2、稳压器N3及隔离电路Isolated Circuit，输入端Input1一端与四端电位器连接，输入端Input1另一端与电位器供电电路Circuit I连接，电位器供电电路Circuit I与放大器Amplifier、A/D采样电路连接，A/D采样电路与A/D采样控制电路A/D and levelcontrol连接，A/D采样控制电路A/D and level control与测试电压发生器BIT Online连接，测试电压发生器BIT Online与电位器供电电路Circuit I连接，放大器Amplifier与输出端Output1连接，输入端Input1包括第一引线P1-R1～第三引线P1-R3、接地线P1GND，放大器Amplifier包括第一运放N1；
其中，第一引线P1-R1分别与A/D采样电路、电位器供电电路Circuit I的第一电容C1及第五电阻R5连接；
第二引线P1-R2分别与A/D采样电路、测试电压发生器BIT Online的第二电阻R2及第三电阻R3、放大器Amplifier的第六电阻R6的一端连接；
第三引线P1-R3分别与A/D采样电路、电位器供电电路Circuit I的第二电容C2及第七电阻R7连接；
放大器Amplifier的第十电阻R10分别与A/D采样电路、第七电容C7、输出端Output1连接，第七电容C7另一端与接地线连接；测试电压发生器BIT Online通过第四电阻R4与A/D采样控制电路A/D and level control连接；
在A/D采样控制电路A/D and level control与第四电阻R4之间设置有隔离电路Isolated Circuit；在A/D采样控制电路A/D and level control与A/D采样电路的控制端之间设置有隔离电路Isolated Circuit；
测试电压发生器BIT Online包括第一电阻R1～第四电阻R4、第一三极管V1、第二二极管V2，第二电阻R2的一端与第三电阻R3连接，第二电阻R2的另一端与接地线连接，第三电阻R3的另一端与第二二极管V2一端连接，第二二极管V2另一端与第一三极管V1一端连接，第一三极管V1的另一端与第四电阻R4连接，第一三极管V1还与第一电阻R1并联；
电位器供电电路Circuit I包括第五电阻R5、第七电阻R7、第一电容C1、第二电容C2，第五电阻R5与第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端与接地线连接；第七电阻R7与第二电容C2的一端连接，第二电容C2的另一端与接地线连接；
放大器Amplifier还包括第六电阻R6、第八电阻R8~第十电阻R10、第三电容C3、第四电容C4，第一运放N1分别与第六电阻R6、第九电阻R9、第十电阻R10、第三电容C3、第四电容C4的一端连接，第一运放N1还与第八电阻R8并联，第九电阻R9的另一端与接地线连接，第三电容C3的另一端与接地线连接，第四电容C4的另一端与接地线连接；
A/D采样电路由采样集成电路N2、第五电容C5、第六电容C6、第八电容C8、第九电容C9~第十四电容C14、第十一电阻R11、稳压器N3组成，按A/D采样集成电路的典型应用电路设计。
工作原理
如图2所示，四端电位器阻值为2KΩ，当四端电位器的第一引线P1-R1与接地线P1GND正常时，U P1-R1<9V；当只有第一引线P1-R1断开，U P1-R1=9V，由此判断第一引线P1-R1断开；同理，判断第三引线P1-R3断开；
实时在线监测Uoutput1电压，记录Uoutput1电压值，令第一三极管V1导通，+5V电压经第二二极管V2、第三电阻R2、第三电阻R3加入放大器，因第三电阻R3阻值很大（120KΩ），若第二引线P1-R2未断开，则因第二引线P1-R2端子对地阻抗较小，施加的+5V电压在第二引线P1-R2上被分压拉低，即施加+5V电压后U P1-R2变化<0.1V，此时Uoutput1电压值维持原值不变（变化<0.1V），其判断方法为：第一三极管V1导通前后的Uoutput1电压值保持不变（变化<0.1V），则判断第二引线P1-R2未断开，若第一三极管V1导通前后的Uoutput1电压值变化0.2V~0.3V，则判断第二引线P1-R2断开；
接地线P1GND即使断开，电路仍然可正常工作，不受影响，只是可能电路零位有少量变化，故无须判断接地线P1GND是否断开；
同样方法推断各引线是否有短路情况。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，其特征在于，由四组结构相同的断线短路自动检测电路组成，每组断线短路自动检测电路包括输入端、输出端、电位器供电电路、放大器、测试电压发生器、A/D采样控制电路及A/D采样电路，输入端一端与四端电位器连接，输入端另一端与电位器供电电路连接，电位器供电电路与放大器、A/D采样电路连接，A/D采样电路与A/D采样控制电路连接，A/D采样控制电路与测试电压发生器连接，测试电压发生器与电位器供电电路连接，放大器与输出端连接，输入端包括第一引线～第三引线、接地线，放大器包括第一运放；具体结构如下：
第一引线分别与A/D采样电路、电位器供电电路的第一电容及第五电阻连接；
第二引线分别与A/D采样电路、测试电压发生器的第二电阻和第三电阻、放大器的第六电阻的一端连接；
第三引线分别与A/D采样电路、电位器供电电路的第二电容及第七电阻连接；
放大器的第十电阻分别与A/D采样电路、第七电容、输出端连接，第七电容另一端与接地线连接；测试电压发生器通过第四电阻与A/D采样控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，其特征在于，在A/D采样控制电路与第四电阻之间设置有隔离电路。
3.根据权利要求1所述的一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，其特征在于，在A/D采样控制电路与A/D采样电路之间设置有隔离电路。
4.根据权利要求1所述的一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，其特征在于，测试电压发生器包括第一电阻～第四电阻、第一三极管、第二二极管，第二电阻的一端与第三电阻连接，第二电阻的另一端与接地线连接，第三电阻的另一端与第二二极管一端连接，第二二极管另一端与第一三极管一端连接，第一三极管的另一端与第四电阻连接，第一三极管还与第一电阻并联。
5.根据权利要求1所述的一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，其特征在于，电位器供电电路包括第五电阻、第七电阻、第一电容、第二电容，第五电阻与第一电容的一端连接，第一电容的另一端与接地线连接；第七电阻与第二电容的一端连接，第二电容的另一端与接地线连接。
6.根据权利要求1所述的一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，其特征在于，放大器还包括第六电阻、第八电阻～第十电阻、第三电容、第四电容，第一运放分别与第六电阻、第九电阻、第十电阻、第三电容、第四电容的一端连接，第一运放还与第八电阻并联，第九电阻的另一端与接地线连接，第三电容的另一端与接地线连接，第四电容的另一端与接地线连接。
7.根据权利要求1所述的一种四端电位器信号断线短路自动检测电路装置，其特征在于，A/D采样电路由采样集成电路、第五电容、第六电容、第八电容、第九电容～第十四电容、第十一电阻、稳压器组成。
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