CN112216172A - 一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置 - Google Patents

一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置 Download PDF

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Abstract

一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置，解决了现在线路检测过程中，没有保护装置，万用表易损坏的问题。其包括用于智能控制的单片机；用于万用表指针检测的输出端子，包括端子内芯、端子外壳和接触开关；用于与被测约束连接的输入端子；用于截止和导通线束的三个三极管：VT1、VT2和VT3。在实际检测维修中，无论被检测线路和设备有电或没电，还是检测选择档位不对，智能保护装置都能自动选择是否能被万用表检测，如果能就可以直接检测，不能就报警提示，这样就能有效的保护好万用表。

Description

一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置
技术领域
本发明涉及线路检测技术领域，尤其是涉及一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置。
背景技术
设备智能化的飞快发展，让电子控制技术被广泛的应用于各行各业，但随着设备的老化，电子控制线路可能出现问题，在实际维修过程中由于检测的误操作，会造成检测仪器的损坏。例如：汽车电源额定电压一般是直流12V或24V，虽然电压很低，但电流很大，当汽车控制电路出现问题的时候，需要检测线路和用电设备，一般使用最多的是万用表、试灯和诊断仪。由于用途和方法的不同，在实训教学中数字式万用表最容易被损坏。在线路检测过程中，常用到的是直流电压档、电阻档以及蜂鸣档。正常情况下，万用表选择使用电阻档或蜂鸣档时，被侧设备是不能通电的。假如被测设备通电，万用表会被损坏而不能再正常使用，造成了检测仪器的损坏和经济损失。目前，万用表有了一些保护装置，只局限于档位选择报警保护等，且再实际应用中，尤其针对初学者，因误操作而更容易导致万用表损坏。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置，有效的解决了现在线路检测过程中，没有保护装置，万用表易损坏的问题。
为实现上述目的，本发明包括用于智能控制的单片机；
用于万用表指针检测的输出端子，包括端子内芯、端子外壳和接触开关；
用于与被测约束连接的输入端子；
用于截止和导通线束的三个三极管：VT1、VT2和VT3。
优选的，还包括用于报警提示的报警器。
优选的，用于保护的保险丝。
优选的，用于提供电的电源。
优选的，用于启动的电源开关。
在实际检测维修中，无论被检测线路和设备有电或没电，还是检测选择档位不对，智能保护装置都能自动选择是否能被万用表检测，如果能就可以直接检测，不能就报警提示，这样就能有效的保护好万用表。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
本发明包括用于智能控制的单片机；
用于万用表指针检测的输出端子，包括端子内芯、端子外壳和接触开关；
用于与被测约束连接的输入端子；
用于截止和导通线束的三个三极管：VT1、VT2和VT3。
优选的，还包括用于报警提示的报警器。
优选的，用于保护的保险丝。
优选的，用于提供电的电源。
优选的，用于启动的电源开关。
本发明包括用于智能控制的单片机；
用于万用表指针检测的输出端子，包括端子内芯、端子外壳和接触开关；
用于与被测约束连接的输入端子；
用于截止和导通线束的三个三极管：VT1、VT2和VT3。
在本发明中，设置有箱体，在箱体内安装有单片机，箱体内还安装有输出端子，输出端子包括端子内芯、端子外壳和接触开关，接触开关为常断开的开关，当万用表指针插入输出端子时，指针外壳与端子外壳接触候使接触开关闭合，传递给单片机一个检测信号；同时端子内芯与万用表指针相接触，与内部的电路相通。在不启用本发明设备的时候，相应的输出端口和输入端口使相通的，可以直接用万用表检测，不受本设备的影响；在启用本装置跌时候，相应的输出端口和输入端口是断开的，只有在单片机智能判断候才能控制其是否相通，是否能被万用表检测；
输入端子安装在箱体内，输入端子的一端通过连接插头与被测线束连接，另一端与内部的电路相通；
三个三级管安装在箱体内部，在不启用本装置的时候，VT1和VT3是截止的，VT2是导通的；在启用本装置的时候，VT1和VT3是导通的，VT2是截止的。
还包括用于报警提示的报警器。
报警器安装在箱体内，用于报警提示。
用于保护的保险丝。
保险丝安装在箱体内，用于保护本装置。
用于提供电的电源。
电源安装与箱体内，给装置的运行提供电力。
用于启动的电源开关。
电源开关安装在箱体内，用于控制本装置的开启。
装有智能保护装置的实训设备在不启用的智能保护装置的时候，相应的输出端口和输入端口是相通的，可以直接用万用表检测不受智能保护装置的影响。
装置智能保护装置的实训设备在启用智能保护装置的时候，相应的输入端口和输出端口是断开的，只有在单片机智能判断候才能控制其是否相通，是否泵被万用表检测。
特别注意的是智能保护装置不连接实训设备的搭铁线，只是连接通电的线束。
万用表在正确使用的时候，举例具体说明过程：假设被检测实训设备的线路为L1和L2，分别接到两个智能保护装置上且相通。L1接到一个智能保护装置的输入端子1上，L2接到另一个智能保护装置输入端子2上。
1)当选择使用万用表的电阻档和蜂鸣档，检测线路的电阻和导通性时
万用表在使用电阻档或蜂鸣档时，从万用表的红表笔有≦9V电压输出，黑表笔无电压输出。正常情况下，万用表选择使用电阻挡或蜂鸣档时，被测设备和线束是不能通电的。
在不启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是截止的，VT2是导通的；在启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是导通的，VT2是截止的。
①当被检测线路L1和L2相通，且无电时
在实际应用中，一般万用表使用过程先用红表笔，再用黑笔。但是数字式万用表除外，两个检测指针可以随意使用，不用区分正负极。
如果用万用表的红表笔先检测输出端子1/或2/时，红表笔指针外壳与输出端子外壳接触后使接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号；同时输出端子内芯与数字式万用表指针相接处，通过输出端子1/或2/经VT1(导通的)的集电极到发射极，给单片机D端子一个≦9V的判断电信号；因被检测线路L1或L2无电，输入端子1或2经VT3(导通的)的集电极到发射极给单片机F端子一个0V的判断电信号；此时单片机通过1个检测信号和2个判断电信号智能判断检测过程是合法的，通过单片机端子C、E、G使VT1和VT3截止、VT2导通，控制输入端子1和输出端子1/或输入端子2和输出端2/是相通的，可以正常检测。
接着用万用表的黑表笔检测输出端子2/或1/时，黑表笔指针外壳与输出端子外壳接触后使接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号；同时输出端子内芯与数字式万用表指针相接处，通过输出端子2/或1/经VT1(导通的)的集电极到发射极，给单片机D端子一个0V的判断电信号；因被检测线路L1或L2无电，输入端子2或1经VT3(导通的)的集电极到发射极给单片机F端子一个0V的判断电信号；此时单片机通过1个检测信号和2个判断电信号智能判断检测过程是合法的，通过单片机端子C、E、G使VT1和VT3截止、VT2导通，控制输入端子2和输出端子2/或输入端子1和输出端1/是相通的，可以正常检测。
②当被检测线路L1和L2相通，且有电时
在实际应用中，一般万用表使用过程先用红表笔，再用黑笔。但是数字式万用表除外，两个检测指针可以随意使用，不用区分正负极。
如果用万用表的红表笔先检测输出端子1/或2/时，红表笔指针外壳与输出端子外壳接触后使接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号；同时输出端子内芯与数字式万用表指针相接处，通过输出端子1/或2/经VT1(导通的)的集电极到发射极，给单片机D端子一个≦9V的判断电信号；因被检测线路L1或L2有电，输入端子1或2经VT3(导通的)的集电极到发射极给单片机F端子一个≦额定电压12V或24V>0的判断电信号；此时单片机通过1个检测信号和2个判断电信号智能判断检测过程是不合法的，通过单片机端子C、E、G使VT1和VT3继续导通、VT2继续截止，控制输入端子1和输出端子1/或输入端子2和输出端2/还是断开的，同时报警提示断电起到保护检测仪器的作用。
2)当选择使用万用表的电压档，检测线路的电压时
一般情况下，万用表在使用电压时，从万用表的红表笔有0V电压输出，黑表笔有0V电压输出。汽车线路电压检测时，万用表的一个表笔放到检测线路上，另一个表笔随意搭铁就行。
在不启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是截止的，VT2是导通的；在启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是导通的，VT2是截止的。
①当被检测线路L1和L2相通，且无电时
在实际应用中，一般万用表使用过程先用红表笔，再用黑笔。但是数字式万用表除外，两个检测指针可以随意使用，不用区分正负极。
如果用万用表的红表笔先检测输出端子1/或2/时，红表笔指针外壳与输出端子外壳接触后使接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号；同时输出端子内芯与数字式万用表指针相接处，通过输出端子1/或2/经VT1(导通的)的集电极到发射极，给单片机D端子一个0V的判断电信号；因被检测线路L1或L2无电，输入端子1或2经VT3(导通的)的集电极到发射极给单片机F端子一个0V的判断电信号；此时单片机通过1个检测信号和2个判断电信号智能判断检测过程是合法的，通过单片机端子C、E、G使VT1和VT3截止、VT2导通，控制输入端子1和输出端子1/或输入端子2和输出端2/是相通的，可以正常检测。
接着用万用表的黑表笔随意搭铁，因此可以正常检测汽车线路电压。
②当被检测线路L1和L2相通，且有电时
在实际应用中，一般万用表使用过程先用红表笔，再用黑笔。但是数字式万用表除外，两个检测指针可以随意使用，不用区分正负极。
如果万用表的红表笔先检测输出端子1/或2/时，红表笔指针外壳与输出端子外壳接触后使接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号；同时输出端子内芯与数字式万用表指针相接处，通过输出端子1/或2/经VT1(导通的)的集电极到发射极，给单片机D端子一个0V的判断电信号；因被检测线路L1或L2有电，输入端子1或2经VT3(导通的)的集电极到发射极给单片机F端子一个≦额定电压12V或24V>0的判断电信号；此时单片机通过1个检测信号和2个判断电信号智能判断检测过程是合法的，通过单片机端子C、E、G使VT1和VT3截止、VT2导通，控制输入端子1和输出端子1/或输入端子2和输出端2/是相通的，可以正常检测。
接着用万用表的黑表笔随意搭铁，因此可以正常检测汽车线路电压。
(2)举例说明具体过程(如图1所示)：假设被检测实训设备的线路为L1和L2，分别接到两个智能保护装置上且不相通。L1接到一个智能保护装置的输入端子1上，L2接到另一个智能保护装置输入端子2上。
1)当选择使用万用表的电阻档和蜂鸣档，检测线路的电阻和导通性时
万用表在使用电阻档或蜂鸣档时，从万用表的红表笔有≦9V电压输出，黑表笔无电压输出。正常情况下，万用表选择使用电阻挡或蜂鸣档时，被测设备和线束是不能通电的。
在不启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是截止的，VT2是导通的；在启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是导通的，VT2是截止的。
①当被检测线路L1和L2不相通，且一个有电而另一个无电时
在实际应用中，一般万用表使用过程先用红表笔，再用黑笔。但是数字式万用表除外，两个检测指针可以随意使用，不用区分正负极。
a当先检测到无电线束
如果用万用表的红表笔先检测输出端子1/或2/时，红表笔指针外壳与输出端子外壳接触后使接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号；同时输出端子内芯与数字式万用表指针相接处，通过输出端子1/或2/经VT1(导通的)的集电极到发射极，给单片机D端子一个≦9V的判断电信号；因被检测线路L1或L2无电，输入端子1或2经VT3(导通的)的集电极到发射极给单片机F端子一个0V的判断电信号；此时单片机通过1个检测信号和2个判断电信号智能判断检测过程是合法的，通过单片机端子C、E、G使VT1和VT3截止、VT2导通，控制输入端子1和输出端子1/或输入端子2和输出端2/是相通的，可以正常检测。
接着用万用表的黑表笔检测输出端子2/或1/时，黑表笔指针外壳与输出端子外壳接触后使接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号；同时输出端子内芯与数字式万用表指针相接处，通过输出端子2/或1/经VT1(导通的)的集电极到发射极，给单片机D端子一个0V的判断电信号；因被检测线路L2或L1有电，输入端子2或1经VT3(导通的)的集电极到发射极给单片机F端子一个≦额定电压12V或24V>0的判断电信号；此时单片机通过1个检测信号和2个判断电信号智能判断检测过程是合法的，通过单片机端子C、E、G使VT1和VT3截止、VT2导通，控制输入端子2和输出端子2/或输入端子1和输出端1/是相通的，可以正常检测。
与此同时≦额定电压12V或24V>0V的电压通过输入端子2和输出端子2/或输入端子1和输出端1/到万用表黑表笔、到万用表、到红表笔上，最终红表笔指针的电压是万用表本身的电压≦9V加上≦额定电压12V或24V>0V的线束电压。万用表本身的电压≦9V加上≦额定电压12V或24V>0的线束电压经过电阻击穿稳压二极管，给单片机J一个判断电信号。单片机智能判断检测过程是不合法的，通过单片机端子C、E、G使红表笔检测的智能装置的VT1和VT3导通、VT2截止，控制输入端子1和输出端子1/或输入端子2和输出端2/是断开的，同时报警提示断电起到保护检测仪器的作用。
这样虽然有电压经过万用表，但是无电流经过万用表，就不会造成万用表的损坏，保护了万用表。
需要注意的是在安装智能保护装置的时候，不同电压的被测线束，其保护装置中的稳压二极管反穿电压是不一样的，其电压应该是万用表输出电压加上被测线束电压。也可以改变电阻的大小，改变通过电流大小，从而改变稳压二极管的反穿电压。
b当先检测到有电线束
如用万用表的红表笔先检测输出端子1/或2/时，红表笔指针外壳与输出端子外壳接触后使接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号；同时输出端子内芯与数字式万用表指针相接处，通过输出端子1/或2/经VT1(导通的)的集电极到发射极，给单片机D端子一个≦9V的判断电信号；因被检测线路L1或L2有电，输入端子1或2经VT3(导通的)的集电极到发射极给单片机F端子一个≦额定电压12V或24V>0的判断电信号；此时单片机通过1个检测信号和2个判断电信号智能判断检测过程是不合法的，通过单片机端子C、E、G使VT1和VT3继续导通、VT2继续截止，控制输入端子2和输出端子2/或输入端子1和输出端1/是断开的，同时报警提示断电起到保护检测仪器的作用。
②当被检测线路L1和L2不相通，且都无电时
“当被检测线路L1和L2不相通，且都无电时”与上面检测电阻和导通性的“当被检测线路L1和L2相通，且无电时”的推导原理一样。
③当被检测线路L1和L2不相通，且都有电时
“当被检测线路L1和L2不相通，且都有电时”与上面检测电阻和导通性的“当被检测线路L1和L2相通，且有电时”的推导原理一样。
2)当选择使用万用表的电压档，检测线路的电压时
一般情况下，万用表在使用电压时，从万用表的红表笔有0V电压输出，黑表笔有0V电压输出。汽车线路电压检测时，万用表的一个表笔放到检测线路上，另一个表笔随意搭铁就行。
在不启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是截止的，VT2是导通的；在启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是导通的，VT2是截止的。
①当被检测线路L1和L2不相通，且一个有电而另一个无电时
“当被检测线路L1和L2不相通，且一个有电而另一个无电时”与上面检测电压的“当被检测线路L1和L2相通，且有电时”和“当被检测线路L1和L2相通，且无电时”的推导原理一样。
②当被检测线路L1和L2不相通，且都无电时
“当被检测线路L1和L2不相通，且都无电时”与上面检测电压的“当被检测线路L1和L2相通，且无电时”的推导原理一样。
③当被检测线路L1和L2不相通，且都有电时
“当被检测线路L1和L2不相通，且都有电时”与上面检测电压的“当被检测线路L1和L2相通，且有电时”的推导原理一样。
万用表在使用档位不正确的时候，也有保护作用：
在打开智能保护装置的检测过程中，假如使用档位不正确(例如用电阻档和蜂鸣档检测电压或用电压档检测电阻等)，智能保护装置也能智能保护万用表。其智能判断原理也是通过万用表的两个表笔和被测线束传递给智能保护装置的判断电信号，智能判断输入端口和输出端相通是否合法，这样更好的保护好万用表。
举例说明具体过程(如图1所示)：假设被检测实训设备的线路为L1和L2，分别接到两个智能保护装置上。L1接到一个智能保护装置的输入端子1上，L2接到另一个智能保护装置输入端子2上。
在不启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是截止的，VT2是导通的；在启用智能保护装置的时候，VT1和VT3是导通的，VT2是截止的。
(1)用电阻档和蜂鸣档检测电压时
一般情况下，万用表在使用电阻档或蜂鸣档时，从万用表的红表笔有9V电压输出，黑表笔无电压输出。
在实际应用中，一般万用表使用过程先用红表笔，再用黑笔。但是数字式万用表除外，两个检测指针可以随意使用，不用区分正负极。
如果用万用表的红表笔先检测输出端子1/或2/时，红表笔指针外壳与输出端子外壳接触后使接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号；同时输出端子内芯与数字式万用表指针相接处，通过输出端子1/或2/经VT1(导通的)的集电极到发射极，给单片机D端子一个≦9V的判断电信号；因被检测线路L1或L2有电，输入端子1或2经VT3(导通的)的集电极到发射极给单片机F端子一个≦额定电压12V或24V>0的判断电信号；此时单片机通过1个检测信号和2个判断电信号智能判断检测过程是不合法的，通过单片机端子C、E、G使VT1和VT3继续导通、VT2继续截止，控制输入端子1和输出端子1/或输入端子2和输出端2/还是断开的，同时报警提示起到保护检测仪器的作用。
(2)用电压档检测电阻或导通性
一般万用表在使用电压档时，从万用表的红表笔有0V电压输出，黑表笔也无电压输出。由于正常情况下，被测电阻或导通时是没有电的，所以不损坏数字万用表。
在打开智能保护装置的检测过程中，当接触开关闭合，传递给单片机B端子一个检测信号时：当输出端子为≦9V，输入端子为0V，智能保护装置判断其合法，控制输入端子和输出端子是相通的；当输出端子为0V，输入端子为≦额定电压12V或24V≧0V，智能保护装置判断其合法，控制输入端子和输出端子是相通的；当输出端子为≦9V>0V，输入端子为≦额定电压12V或24V>0，智能保护装置判断其不合法，报警同时控制输入端子和输出端子是断开的；当输出端子电压为≧万用表输出电压加上被测线束的电压时(稳压二极管的反击穿电压决定的)，输入端子无论是有电还是没电，智能保护装置判断其不合法，报警同时控制输入端子和输出端子是断开的。
所以无论是正确使用万用表，还是错误操作，智能装置都能保护好万用表不被损坏。
在打开智能保护装置的检测过程中，根据试灯的工作原理，试灯在检测过程中是不受影响。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置，其特征在于，包括用于智能控制的单片机；
用于万用表指针检测的输出端子，包括端子内芯、端子外壳和接触开关；
用于与被测约束连接的输入端子；
用于截止和导通线束的三个三极管：VT1、VT2和VT3。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置，其特征在于，还包括用于报警提示的报警器。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置，其特征在于，还包括用于保护的保险丝。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置，其特征在于，还包括用于提供电的电源。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车实训教学线路检测的智能保护装置，其特征在于，还包括用于启动的电源开关。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN207937500U (zh) * 2017-07-21 2018-10-02 漳州市东方智能仪表有限公司 一种触屏式万用表

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CN207937500U (zh) * 2017-07-21 2018-10-02 漳州市东方智能仪表有限公司 一种触屏式万用表

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