CN111207634A - 具有电阻检测功能的数码电子雷管芯片及电阻检测方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开的是一种具有电阻检测功能的数码电子雷管芯片及其电阻检测方法。所述芯片是在雷管芯片电路中的起爆开关并联上一个测试开关，测试状态时，打开测试开关，将桥丝内通入一个短时间的较小电流；另一方面，采用高精度16位ADC，使检测桥丝电阻的分辨率达到0.1欧姆；分别测出桥丝两端的电压值，结合已知的电流值，可求出桥丝电阻值，必要时可多次检测后统计平均值，增加准确性。检测结果通过通讯模块传输给总线进行记录和计算。本申请可精确地检测桥丝阻值，避免桥丝阻值偏差过大，保证桥丝阻值在有效的发火范围内，避免盲炮。

Description

具有电阻检测功能的数码电子雷管芯片及电阻检测方法
技术领域：
本申请属于集成电路设计领域及火工品技术领域，具体来说是一种专用于数码电子雷管的芯片。
背景技术：
数码电子雷管，即采用电子控制模块对起爆过程进行控制的雷管，其本质在于用一个含有微型电子芯片的控制模块驱动点火头。其中电子控制模块是指置于数码电子雷管内部，具备雷管起爆延期时间控制、起爆能量控制功能，内置雷管身份信息码和起爆密码，能对自身功能、性能以及雷管点火元件的电性能进行测试，并能和起爆控制器及其他外部控制设备进行通信的专用电路模块，上述功能的实现主要仰仗于数码电子雷管芯片。
现有的数码电子雷管芯片虽然具备检测阻值的功能，但是比较粗糙，其测量结果不精确，没有太大的实际意义，在起爆之前难以准确判断桥丝的状态。
发明内容：
发明目的：
本申请的目的在于，为数码电子雷管芯片增加准确可靠的测量桥丝电阻的功能，使其能够在起爆前测试桥丝的状态，避免盲炮出现。
技术方案：
具有电阻检测功能的数码电子雷管芯片，
包括：与总线连接的整流桥；
所述整流桥与桥丝连接；所述桥丝两端分别通过第一检测开关和第二检测开关连接至模数转换器；所述模数转换器连接至通讯模块；
所述桥丝连接起爆开关；所述起爆开关并联测试开关；
所述测试开关与恒流源产生电路连接；
所述起爆开关、测试开关、模数转换器、通讯模块、整流桥、第一检测开关和第二检测开关均集成于芯片内部；
所述桥丝设置在芯片外部。
上述技术方案，优选地：所述测试开关、第一检测开关和第二检测开关均与数字控制器连接。
上述技术方案，优选地：所述恒流源产生电路输出1mA电流。
上述技术方案，优选地：所述模数转换器为高精度16位的模数转换器。
使用如所述数码电子雷管芯片检测桥丝电阻值的方法，该方法通过芯片中内置的数字控制器，依时序控制测试开关、第一检测开关及第二检测开关；
上述时序控制具体为如下步骤：
(1)数字控制器控制测试开关闭合，将桥丝通入恒流源产生电路输出的1mA电流；
(2)数字控制器控制第一检测开关闭合，测得桥丝一端电压值；第一检测开关断开；
(3)数字控制器控制第二检测开关闭合，测得桥丝另一端电压值；
(4)数字控制器控制第二检测开关及测试开关断开；
测得的桥丝两端电压值经数模转换器传输至通讯模块，并有通讯模块传输至总线；连接至总线的计算设备根据桥丝两端电压差及桥丝内电流值，求出桥丝阻值。进一步，每次测试时，桥丝通电时间控制在1μs-10μs。第一检测开关闭合与第二检测开关闭合之间，既上文步骤(2)与步骤(3)之间间隔3μs-100μs。
优点及效果：
本申请公开的雷管芯片可在起爆之前对桥丝的状态进行检测,可精确地测量桥丝阻值，避免桥丝阻值偏差过大，保证桥丝阻值在有效的发火范围内，避免盲炮。
附图说明：
图1为本申请中涉及到的部分芯片电路图；
图2为本申请测试时的开关时序图。
图中：S1为第一检测开关；S2为第二检测开关。
具体实施方式：
本申请的技术思想是，为雷管芯片电路中的起爆开关并联上一个测试开关，测试状态时，打开测试开关，将桥丝内通入一个短时间的较小电流；另一方面，采用高精度16位ADC，使检测桥丝电阻的分辨率达到0.1欧姆；分别测出桥丝两端的电压值，结合已知的电流值，可求出桥丝电阻值，必要时可多次检测后统计平均值，增加准确性。检测结果通过通讯模块传输给总线进行记录和计算。
结合附图作为实施例对本申请进行说明。
本申请是一种数码电子雷管的芯片，芯片内封装有整流桥，通讯模块，桥丝，起爆开关，其他与本申请功能无关的元件均与现有技术相同，在此不再赘述。
其中，桥丝与整流桥连接，并与起爆开关串连接地；起爆开关并联测试开关，测试开关连接有恒流源产生电路，恒流源产生电路提供不随温度和电压变化的电流，本例中为1mA。
桥丝的两端分别通过两个检测开关连接至ADC,作用是分别检测桥丝两端的电压值，ADC连接至通讯模块，通讯模块连接至总线，将数据传输至总线进行记录和计算。
两个检测开关、测试开关均通过一个内置于芯片中的数字控制器进行控制，该控制器控制三个开关的通断时序，来达到分别测试桥丝两端电压的目的。参见图2，测试时通电时间为1μs-10μs，两次测试之间间隔3μs-100μs。本例中，分别选用5μs通电时间及50μs的时间间隔。
本申请还包括一种通过上述芯片检测桥丝电阻的方法，该方法由芯片内的数字控制器执行，具体按照如下步骤进行：
(1)数字控制器控制测试开关闭合，将桥丝通入恒流源产生电路输出的1mA电流；
(2)数字控制器控制第一检测开关闭合，测得桥丝一端电压值；第一检测开关断开；
(3)数字控制器控制第二检测开关闭合，测得桥丝另一端电压值；
(4)数字控制器控制第二检测开关及测试开关断开；
测得的桥丝两端电压值经数模转换器传输至通讯模块，并有通讯模块传输至总线；连接至总线的计算设备根据桥丝两端电压差及桥丝内电流值，求出桥丝阻值。
数字控制器控制每次测试时，桥丝通电时间为1μs-10μs。
第一检测开关断开与第二检测开关闭合之间间隔3μs-100μs。既测量桥丝两端电压之间的时间间隔控制在3μs-100μs。
上文所述的雷管芯片可在起爆之前对桥丝的状态进行检测,可精确地检测桥丝阻值，避免桥丝阻值偏差过大，保证桥丝阻值在有效的发火范围内，避免盲炮。

Claims (7)

1.一种具有电阻检测功能的数码电子雷管芯片，其特征在于：
包括：
与总线连接的整流桥；
所述整流桥与桥丝连接；所述桥丝两端分别通过第一检测开关和第二检测开关连接至模数转换器；所述模数转换器连接至通讯模块；
所述桥丝连接起爆开关；所述起爆开关并联测试开关；
恒流源产生电路，通过测试开关与桥丝连接；
所述起爆开关、测试开关、模数转换器、通讯模块、整流桥、第一检测开关和第二检测开关均集成于芯片内部；
所述桥丝设置在芯片外部。
2.根据权利要求1所述的具有电阻检测功能的数码电子雷管芯片，其特征在于：所述测试开关、第一检测开关和第二检测开关均与数字控制器连接。
3.根据权利要求1所述的具有电阻检测功能的数码电子雷管芯片，其特征在于：所述恒流源产生电路输出1mA电流。
4.根据权利要求1所述的具有电阻检测功能的数码电子雷管芯片，其特征在于：所述模数转换器为高精度16位的模数转换器。
5.使用如权利要求1所述数码电子雷管芯片检测桥丝电阻值的方法，其特征在于：
通过芯片中内置的数字控制器，依时序控制测试开关、第一检测开关及第二检测开关；分别测量桥丝两端的电压值，从而求出桥丝电阻值；
所述数字控制器的控制时序如下：
(1)数字控制器控制测试开关闭合，将桥丝通入恒流源产生电路输出的1mA电流；
(2)数字控制器控制第一检测开关闭合，测得桥丝一端电压值；第一检测开关断开；
(3)数字控制器控制第二检测开关闭合，测得桥丝另一端电压值；
(4)数字控制器控制第二检测开关及测试开关断开；
测得的桥丝两端电压值经数模转换器传输至通讯模块，并由通讯模块传输至总线；连接至总线的计算设备根据桥丝两端电压差及桥丝内电流值，求出桥丝阻值。
6.根据权利要求5所述的检测桥丝电阻值的方法，其特征在于：步骤(2)或步骤(3)测试时，桥丝通电时间为1μs-10μs。
7.根据权利要求5所述的检测桥丝电阻值的方法，其特征在于：步骤(2)与步骤(3)之间间隔时间3μs-100μs。
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