CN115096152A - 一种电子雷管发火元件内阻测试电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子雷管发火元件内阻测试电路，包括电压基准源电路、恒流源发生电路、电阻采集电路和信号放大电路；所述电压基准源电路用于输出2.5V直流参考电压，且该电压基准源电路的输出端连接所述恒流源发生电路的输入端；所述恒流源发生电路用于输出2.5mA的恒流源，且该恒流源发生电路的输出端连接电阻采集电路的输入端。有益效果在于：采用恒流源检测，检测电流仅2.5mA，不会对发火元件造成损伤，可保证发火元件的使用寿命；消除接触阻抗的影响，提高内阻检测的精确度；可维护性高，采用固态继电器作为开关切器件，使用寿命远高于机械结构的继电器，可长期使用不作维护，降低设备的维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及电子雷管技术领域，具体涉及一种电子雷管发火元件内阻测试电路。
背景技术
目前电子雷管行业使用的发火元器件主要为金属成分，通过利用金属成分通过大电流熔断发火来激发化学药剂，以实现雷管发火功能。发火器件的内阻直接关系着发火性能的好坏，通过检测发火器件的内阻的阻值可以反应该发火元器件的性能与生产品质。因此发火元器件的内阻检测是电子雷管的一个重要检测项目。
但目前发火元器件的内阻检测是行业一大难题，主要原因有几点。1、发火元器件内阻阻值比较小，通常发火元器件内阻在2Ω-8Ω，发火元器件内阻不能通过大电流进行检测，因此常规检测方法存在难度；2、检测误差大，检测发火元器件时引入的接触阻抗通常是一个变化范围，存在不确定性，且存在接触阻抗值大于发火元器件本体值的情况；3、维护性能差，批量生产难度大，检测设备在长期使用过程会导致误差的产生，由于检测设备的接触部位在长时间的检测后会出现磨损老化，需要更换相关的部件，且需要对设备进行校准，通常机械结构更换周期很短，维护成本很高。基于上述三个原因，申请人提出一种检测操作便捷、检测精度高、可靠性好且维护成本低的检测电路。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种电子雷管发火元件内阻测试电路，本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有：检测操作便捷、检测精度高、可靠性好且维护成本低等技术效果，详见下文阐述。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种电子雷管发火元件内阻测试电路，包括电压基准源电路、恒流源发生电路、电阻采集电路和信号放大电路；
所述电压基准源电路用于输出2.5V直流参考电压，且该电压基准源电路的输出端连接所述恒流源发生电路的输入端；
所述恒流源发生电路用于输出2.5mA的恒流源，且该恒流源发生电路的输出端连接电阻采集电路的输入端；
所述电阻采集电路中设置有四个开关元件，用于将电阻检测信号分时转化为四个电压信号，并输入信号放大电路中；
所述信号放大电路用于放大四个分时输入的电压信号。
作为优选，所述电压基准源电路由限流电阻R25和稳压源Q6组成，其中，Q6的输出端连接有滤波电容C5，3.3V直流供电电源经R25进入Q6，Q6将输出电压钳位至2.5V，经C5滤波后稳定的2.5V电压。
作为优选，所述恒流源发生电路中的U2-1为精密放大器GS8552-MR。
作为优选，所述恒流源发生电路中R7、R9、R11和R12阻值相等。
作为优选，所述开关元件为固态继电器，分别为U3、U4、U5、U6，所述固态继电器为G3VM-61。
作为优选，每个所述开关元件均对应设置有一个场效应管2N7002。
作为优选，所述信号放大电路中设置有两个精密放大器U1-1和U1-2，其中U1-1和U1-2的型号均为GS8552-MR。
综上，本发明的有益效果在于：1、采用恒流源检测，检测电流仅2.5mA，不会对发火元件造成损伤，可保证发火元件的使用寿命；
2、通过四路固态继电器检测内阻，检测耗时极短，且环境对固态继电器内阻的影响几乎可忽略不计，通过四路分时检测和逻辑计算可抵消接触电阻的影响，从技术上消除接触阻抗的影响，提高内阻检测的精确度；
3、可维护性高，采用固态继电器作为开关切器件，使用寿命远高于机械结构的继电器，可长期使用不作维护，降低设备的维护成本；
4、应用要求低，在结构上对接触阻抗的要求低，信号放大电路采用2级，可检测满量程电阻设计到80Ω，完全可以能做到在极差的接触条件下依然能测试到精确的阻值。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明电压基准源电路的原理图；
图2是本发明恒流源发生电路的原理图；
图3是本发明电阻采集电路的原理图；
图4是本发明信号放大电路的原理图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
参见图1-图4所示，本发明提供了一种电子雷管发火元件内阻测试电路，包括电压基准源电路、恒流源发生电路、电阻采集电路和信号放大电路；
图1为电压基准源电路，所述电压基准源电路用于输出2.5V直流参考电压，且该电压基准源电路的输出端连接所述恒流源发生电路的输入端，VDD_3.3为直流3.3V供电电源，通过R25电阻限流以保护Q6基准源，Q6将输出电压钳位到2.5V，经过C5滤波后输出稳定精准的2.5V电压；
图2为恒流源发生电路，其中，VDD_3.3V为输入电源，VDD_2V5为基准源，运放U2-1，具体型号为精密放大器GS8552-MR，在电阻R7、R9、R11、R12阻值相等的情况下，可将电阻R10的电压钳位到基准源电压，在Q1导通的情况下，即可输出一个稳定的2.5mA电流，2.5V参考电压通过恒流源发生电路生成2.5mA恒流源；所述恒流源发生电路用于输出2.5mA的恒流源，且该恒流源发生电路的输出端连接电阻采集电路的输入端；
图3为电阻采集电路，中设置有四个开关元件，分别为固态继电器U3、U4、U5、U6，用于将电阻检测信号分时转化为四个电压信号，并输入信号放大电路中；其工作时，VDD_3V3输入电源经过R13、R14、R19、R20限流电阻，通过改变R15、R16、R21、R22电阻输入电平来导通U3、U4、U5、U6，在恒流源的条件下，通过导通不同组半导体固态继电器，即可将不同通道的电阻值转化为电压信号；
其中，所述固态继电器为G3VM-61；每个所述开关元件均对应设置有一个场效应管2N7002；所述信号放大电路用于放大四个分时输入的电压信号，并将放大后的信号输出至MCU中进行计算和逻辑处理；
图4为信号放大电路，其中VDD3V3为运放U1-1和U1-2供电，电阻转换的电压信号经过R2与C2滤波后，进入运放同向端，运放U1-1通过外置电阻R3、R4，将RES_CSET电压放大16倍；放大后的信号经过R1、C3滤波后，进入运放U1-2的同向端，运放U1-2通过外置电阻R5、R6，将电压放大8.5倍。RES_CSET在经过16*8.5倍的放大后，传输到芯片的AD引脚进行采样和逻辑处理。通过不同通道阻值进行组合计算就能精准的解析出待测电阻的阻值。
U1-1和U1-2均为GS8552-MR。
采用上述结构，采用恒流源检测，检测电流仅2.5mA，不会对发火元件造成损伤，可保证发火元件的使用寿命；通过四路固态继电器检测内阻，检测耗时极短，且环境对固态继电器内阻的影响几乎可忽略不计，通过四路分时检测和逻辑计算可抵消接触电阻的影响，从技术上消除接触阻抗的影响，提高内阻检测的精确度；可维护性高，采用固态继电器作为开关切器件，使用寿命远高于机械结构的继电器，可长期使用不作维护，降低设备的维护成本；应用要求低，在结构上对接触阻抗的要求低，信号放大电路采用2级，可检测满量程电阻设计到80Ω，完全可以能做到在极差的接触条件下依然能测试到精确的桥丝阻值。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种电子雷管发火元件内阻测试电路，其特征在于，包括电压基准源电路、恒流源发生电路、电阻采集电路和信号放大电路；
所述电压基准源电路用于输出2.5V直流参考电压，且该电压基准源电路的输出端连接所述恒流源发生电路的输入端；
所述恒流源发生电路用于输出2.5mA的恒流源，且该恒流源发生电路的输出端连接电阻采集电路的输入端；
所述电阻采集电路中设置有四个开关元件，用于将电阻检测信号分时转化为四个电压信号，并输入信号放大电路中；
所述信号放大电路用于放大四个分时输入的电压信号。
2.根据权利要求1所述一种电子雷管发火元件内阻测试电路，其特征在于：所述电压基准源电路由限流电阻R25和稳压源Q6组成，其中，Q6的输出端连接有滤波电容C5，3.3V直流供电电源经R25进入Q6，Q6将输出电压钳位至2.5V，经C5滤波后稳定的2.5V电压。
3.根据权利要求1所述一种电子雷管发火元件内阻测试电路，其特征在于：所述恒流源发生电路中的U2-1为精密放大器GS8552-MR。
4.根据权利要求1所述一种电子雷管发火元件内阻测试电路，其特征在于：所述恒流源发生电路中R7、R9、R11和R12阻值相等。
5.根据权利要求1所述一种电子雷管发火元件内阻测试电路，其特征在于：所述开关元件为固态继电器，分别为U3、U4、U5、U6，所述固态继电器为G3VM-61。
6.根据权利要求3所述一种电子雷管发火元件内阻测试电路，其特征在于：每个所述开关元件均对应设置有一个场效应管2N7002。
7.根据权利要求1所述一种电子雷管发火元件内阻测试电路，其特征在于：所述信号放大电路中设置有两个精密放大器U1-1和U1-2，其中U1-1和U1-2的型号均为GS8552-MR。
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