CN116679193A - 电路故障检测方法及控制电路 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电路故障检测方法及控制电路，所述方法包括：在故障被测电路中的信号源上加载交流信号；测量故障被测电路的第一交流电压、外接电阻的电阻值和外接电阻的第二交流电压；根据第一交流电压、电阻值和第二交流电压进行计算，得到故障被测电路的等效电阻和等效电抗；根据等效电抗和预设频率进行计算，得到故障被测电路的等效电感和等效电容；根据等效电阻、等效电感和等效电容，确定电路的故障类型。所述方法，通过测量故障被测电路的第一交流电压与外接电阻的电阻值和外接电阻的第二交流电压，可实现既能测量外接电阻的电阻值，也能测量等效电容和等效电感；能准确判断电路的故障，大大提高故障检测效果。
Description
技术领域
本申请涉及故障检测技术领域，尤其涉及一种电路故障检测方法及控制电路。
背景技术
在一些应用场合，需要控制器检测外部接线和设备的故障并进行报警。对于通用控制器常规的故障检测方法是利用直流电压、电流、电阻的测量来判断外部接线和设备故障。而常规的故障检测方法具有局限性，导致测量受限，且测量不准确，判断故障困难等问题。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种电路故障检测方法及控制电路，用以解决常规的故障检测方法具有局限性，导致测量受限，且测量不准确，判断故障困难等问题。
基于上述目的，本申请第一方面提供了一种电路故障检测方法，应用于故障被测电路，所述故障被测电路与外接电阻连接，所述故障被测电路的信号源为直流信号源；所述方法，包括：
在所述故障被测电路中的信号源上加载交流信号；
测量所述故障被测电路的第一交流电压、所述外接电阻的电阻值和所述外接电阻的第二交流电压；
根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电阻和等效电抗；
根据所述等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电感和等效电容；
根据所述等效电阻、所述等效电感和所述等效电容，确定所述电路的故障类型。
可选地，所述第一交流电压包括第一被测电压和第二被测电压；
所述测量所述故障被测电路的第一交流电压，包括：
当所述交流信号的相位为0°相位时，测量所述故障被测电路的第一被测电压；
当所述交流信号的相位为90°相位时，测量所述故障被测电路的第二被测电压。
可选地，所述第二交流电压包括第一检测电压和第二检测电压；
所述测量所述外接电阻的第二交流电压，包括：
当所述交流信号的相位为0°相位时，测量所述外接电阻的第一检测电压；
当所述交流信号的相位为90°相位时，测量所述外接电阻的第二检测电压。
可选地，所述根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电阻，包括：
根据所述第一被测电压、所述第二被测电压、所述第一检测电压、所述第二检测电压和所述电阻值，利用以下公式计算得到所述等效电阻；
；
式中，为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压。
可选地，所述根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电抗，包括：
根据所述第一被测电压、所述第二被测电压、所述第一检测电压、所述第二检测电压和所述电阻值，利用以下公式计算得到所述等效电抗；
；
式中，为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压。
可选地，所述根据所述等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电感，包括：
将所述等效电抗和预设频率输入至以下公式中进行计算，得到所述等效电感：
；
式中，为等效电感，/>为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压，f为预设频率。
可选地，所述根据所述等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电容，包括：
将所述等效电抗和预设频率输入至以下公式中进行计算，得到所述等效电容：
；
式中，为等效电容，/>为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压，f为预设频率。
可选地，所述根据所述等效电阻、所述等效电感和所述等效电容，确定所述电路的故障类型，包括：
若所述等效电阻大于第一预设电阻阈值，且所述等效电容小于第一预设电容阈值，确定所述电路的故障类型为电路近端接线问题或电线断路；
若所述等效电阻大于第一预设电阻阈值，且所述等效电容大于第二预设电容阈值, 确定所述电路的故障类型为电路远端接线问题或电线断路；
若所述等效电容在预设电容范围内，确定所述电路的故障类型为与所述电路连接的远端设备接线问题；
若所述等效电容在连续预设周期内电容值变化幅度超过预设电容幅度，确定所述电路的故障类型为电路连接的外部设备和器件部分失效或接线问题；
若所述等效电阻在第一预设电阻范围内，且所述等效电感小于第一预设电感阈值，确定所述电路的故障类型为电路近端短路；
若所述等效电阻在第二预设电阻范围内，且所述等效电感大于第二预设电感阈值，确定所述电路的故障类型为电路远端短路。可选地，所述确定所述电路的故障类型，还包括：
当所述第一交流电压在连续预设周期内电压值变化幅度超过第一预设电压幅度且所述第二交流电压在所述连续预设周期内电压变化幅度超过第二预设电压幅度，确定所述电路的故障类型为现场电磁干扰故障。
本申请第二方面提供了一种控制电路，适用于第一方面的电路故障检测方法，包括：控制单元、外接电阻、相敏检波器和故障被测电路；
所述外接电阻、所述相敏检波器和所述故障被测电路形成串联回路；其中，所述相敏检波器的第一端与所述外接电阻的一端连接，所述外接电阻的另一端与所述故障被测电路的第一端连接，所述相敏检波器的第二端与所述故障被测电路的第二端连接，所述相敏检波器的第三端与所述控制单元连接。
从上面所述可以看出，本申请提供的一种电路故障检测方法，通过在故障被测电路中的信号源上加载交流信号；以使故障检测时测量交流信号，不受直流电压电流等信号影响，不干扰直流信号的情况下主动施加交流信号源测量；测量精度高，能够准确判断电路故障；测量所述故障被测电路的第一交流电压、所述外接电阻的电阻值和所述外接电阻的第二交流电压；根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电阻和等效电抗；根据所述故障被测电路的等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电感和等效电容；根据所述等效电阻、所述等效电感和所述等效电容，确定所述电路的故障类型。通过测量故障被测电路的第一交流电压与外接电阻的电阻值和外接电阻的第二交流电压，也即测得交流电压不受直流信号的影响，不具有局限性，且可实现既能测量外接电阻的电阻值，也能测量等效电容和电感；能准确判断电路的故障，大大提高故障检测效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的实施例，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为本申请实施例的一种电路故障检测方法流程示意图；
图2为本申请实施例的一种控制电路的电路示意图；
图3为本申请实施例的一种电路故障检测装置示意图；
图4为本申请实施例的一种控制单元硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。
需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
相关技术中，通用控制器指PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）、DDC（(Direct Digital Control，直接数字控制器）、DCS（Distributed ControlSystem，分布式控制系统）等常用的控制器，这些控制器与外部设备连接通常采用电压、电流、电阻等信号进行测量和控制。在一些应用场合，需要控制器能检测外部接线和设备的故障并进行报警。常见的接线故障通常指开路、短路、顺序错误；外部设备故障包含信号异常等。对于通用控制器常规的故障检测方法是利用直流电压、电流、电阻的测量来判断外部接线和设备故障。存在以下局限性：1、故障检测阈值粗糙，只能靠测量值超限判断，较难分类和定位。2、电压、电流、电阻测量互相影响，应用场合受限。比如在电压输入通道上想测量外部电阻，直流测量很困难。3、因为输入输出线上一直有直流信号，为了避免影响外部设备，只能被动测量外部信号，不能主动施加直流信号源测量，所获得的信息少，判断困难。
为了解决上述问题，本申请通过在故障被测电路中的信号源上加载交流信号；以使故障检测时测量交流信号，不受直流电压电流等信号影响，不干扰直流信号的情况下主动施加交流信号源测量；测量精度高，能够准确判断电路故障；测量所述故障被测电路的第一交流电压、所述外接电阻的电阻值和所述外接电阻的第二交流电压；根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电阻和等效电抗；根据所述故障被测电路的等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电感和等效电容；根据所述等效电阻、所述等效电感和所述等效电容，确定所述电路的故障类型。通过测量故障被测电路的第一交流电压与外接电阻的电阻值和外接电阻的第二交流电压，也即测得交流电压不受直流信号的影响，不具有局限性，且可实现既能测量外接电阻的电阻值，也能测量等效电容和电感；能准确判断电路的故障，大大提高故障检测效果。
以下结合附图详细说明本申请的实施例。
图1示出了本申请实施例的一种电路故障检测方法流程示意图。
参照图1，本申请实施例提供了一种电路故障检测方法，应用于故障被测电路，所述故障被测电路与外接电阻连接，所述故障被测电路的信号源为直流信号源；所述方法，包括以下步骤：
步骤S102、在所述故障被测电路中的信号源上加载交流信号。
在本步骤中，对故障被测电路进行检测时，控制单元（采用单片机）通过被测端子向故障被测电路中加载交流信号，使得控制单元在故障检测时测量的为交流信号，不受直流电压电流等信号影响，不干扰直流信号的情况下主动施加交流信号源测量；测量精度高，能够准确判断电路故障。
步骤S104、测量所述故障被测电路的第一交流电压、所述外接电阻的电阻值和所述外接电阻的第二交流电压。
在本步骤中，通过相敏检波器测量故障被测电路的第一交流电压和外接电阻的第二交流电压，其中相敏检波器在测量电压时，需要测量两个正交分量的电压信号，在特定坐标系标识信号电压向量，即可获得交流电压，其交流电压为矢量信号。
在一些实施例中，所述第一交流电压包括第一被测电压和第二被测电压；
所述测量所述故障被测电路的第一交流电压，包括：
当所述交流信号的相位为0°相位时，测量所述故障被测电路的第一被测电压；
当所述交流信号的相位为90°相位时，测量所述故障被测电路的第二被测电压。
进一步地，所述第二交流电压包括第一检测电压和第二检测电压；
所述测量所述外接电阻的第二交流电压，包括：
当所述交流信号的相位为0°相位时，测量所述外接电阻的第一检测电压；
当所述交流信号的相位为90°相位时，测量所述外接电阻的第二检测电压。
具体地，参照图2所示，在测量过程中在信号通道中加入开关23，通过开关23控制电压信号的测量周期。通过开关23控制对半个周期的电压信号进行测量。示例性的，假设信号为sin(x+θ)，开关23在x=0处开始导通（也即交流信号在0°相位时），则平均电压。开关23在/>处开始导通（也即交流信号在90°相位时），则平均电压/>；用复数表达，则交流信号在0°相位和在90°相位时可以组成正交的坐标系。那么正弦信号向量在这个坐标系中实部电压（也即交流信号在0°相位时）为/>，虚部电压（也即交流信号在90°相位时）为/>。相敏检波器测量到交流信号在0°相位和90°相位两个正交分量的电压传输给控制单元，由控制单元进行计算。由于控制单元中的A/D转换器只能对正电压信号进行处理，因此，可通过把交流电压信号叠加一个直流信号，使A/D测量值永为正值；或加入交流信号在-90°相位和180°相位，把对负电压的测量变为对正电压的测量。
进一步地，通过相敏检波器测量到故障被测电路的实部电压m（也即当所述交流信号的相位为0°相位时测量的第一被测电压）和虚部电压n（也当所述交流信号的相位为90°相位时测量的即第二被测电压），根据虚部电压和实部电压确定所述第一交流电压为：U2=x+jy；其中为所述第一被测电压；/>为所述第二被测电压，/>为虚数符号。
进一步地，通过相敏检波器测量到外接电阻的实部电压x（也即当所述交流信号的相位为0°相位时测量的第一检测电压）和虚部电压y（也即当所述交流信号的相位为90°相位时测量的第二检测电压），根据虚部电压和实部电压确定所述第二交流电压为：U1=m+jn；为所述第一检测电压，/>第二检测电压，/>为虚数符号。
步骤106、根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电阻和等效电抗。
在本步骤中，第一交流电压包括在交流信号在0°相位测量的第一被测电压和在交流信号在90°相位测量的第二被测电压，第二交流电压包括在交流信号在0°相位测量的第一检测电压和交流信号在90°相位测量的第二检测电压；根据不同相位的电压值来确定故障被测电路的等效电阻和等效电抗；并且根据等效电阻和等效电抗可知故障被测电路的等效阻抗。
在一些实施例中，所述根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电阻，包括：
根据所述第一被测电压、所述第二被测电压、所述第一检测电压、所述第二检测电压和所述电阻值，利用以下公式计算得到所述等效电阻；
；
式中，为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压。
具体地，通过相敏检波器测量到故障被测电路的第一被测电压和第二被测电压，测量到外接电阻的第一检测电压和第二检测电压后，输入到公式中，即可得到等效电阻，其等效电阻对应故障被测电路的等效阻抗的实部。
在一些实施例中，所述根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电抗，包括：
根据所述第一被测电压、所述第二被测电压、所述第一检测电压、所述第二检测电压和所述电阻值，利用以下公式计算得到所述等效电抗；
；
式中，为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压。
具体地，通过相敏检波器测量到故障被测电路的第一被测电压、第二被测电压，并且测量到外接电阻的第一检测电压和第二检测电压后，输入到控制单元内，控制单元将第一被测电压、第二被测电压、第一检测电压和第二检测电压输入公式中，即可计算得到故障被测电路的等效电抗，其等效电抗对应故障被测电路的等效阻抗的虚部。
在一些实施例中，所述方法，还包括，根据等效阻抗公式确定所述故障被测电路的所述等效电阻和所述等效电抗；
所述等效阻抗公式为：
；
式中，为所述等效阻抗，/>为所述第二交流电压，/>为所述第一交流电压；/>为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，为所述第二被测电压，/>为电流。
具体地，由于等效阻抗为矢量值，也即包括等效阻抗的实部和等效阻抗的虚部，如果电压和电流为同相，则等效阻抗的虚部为0，该电路为纯阻性电路，所以，等效阻抗的实部对应所述等效电阻，等效电阻为：；
式中，为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压；
如果电压和电流不同相，则电路中存在电抗部分，该电路等效阻抗的虚部为所述等效电抗，等效电抗为：；
式中，为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压。
进一步地，电流可根据所述第一被测电压和第二被测电压进行计算，或根据检测电路上的电阻的第一检测电压和第二检测电压进行计算，由于外接电阻与所述故障被测电路为串联，因此故障被测电路的电流流过外接电阻的电流与流过故障被测电路的电流一致，因此，或/>；式中，/>为所述第二交流电压，/>为所述第一交流电压；/>为所述电阻值，/>为电流。
步骤108、根据所述故障被测电路的等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电感和等效电容。
在本步骤中，预先向控制单元输入预设频率，控制单元根据测量的第一交流电压和第二交流电压进行判断，判断所述等效阻抗呈容性还是呈感性，具体包括：若my>nx，则确定等效阻抗呈感性，将计算得到的故障被测电路的等效电抗和预设频率输入到等效电感公式中，得到故障被测电路的等效电感；
式中，为等效电感，/>为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压，f为预设频率。
若my>nx，则确定等效阻抗呈容性，将计算得到的故障被测电路的等效电抗和预先设定的预设频率输入到等效电容公式中，得到故障被测电路的等效电容；
式中，为等效电容，/>为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压，f为预设频率。
步骤S110、根据所述等效电阻、所述等效电感和所述等效电容，确定所述电路的故障类型。
在本步骤中，根据等效电阻与预设电阻范围对比，根据对比结果确定电路的故障类型；或者根据等效电感与预设电感阈值对比，根据对比结果确定电路的故障类型；或者根据等效电容与预设电容阈值对比，根据对比结果确定电路的故障类型。
在一些实施例中，所述根据所述等效电阻、所述等效电感和所述等效电容，确定所述电路的故障类型，包括：
若所述等效电阻大于第一预设电阻阈值，且所述等效电容小于第一预设电容阈值，确定所述电路的故障类型为电路近端接线问题或电线断路；
若所述等效电阻大于第一预设电阻阈值，且所述等效电容大于第二预设电容阈值, 确定所述电路的故障类型为电路远端接线问题或电线断路；
若所述等效电阻大于第二预设电阻阈值，且所述等效电容小于第三预设电容阈值，确定所述电路的故障类型为与所述电路连接的远端设备接线问题；
若所述等效电容在连续预设周期内电容值变化幅度超过预设电容幅度，确定所述电路的故障类型为电路连接的外部设备和器件部分失效或接线问题；
若所述等效电阻在第一预设电阻范围内，且所述等效电感小于第一预设电感阈值，确定所述电路的故障类型为电路近端短路；
若所述等效电阻在第二预设电阻范围内，且所述等效电感大于第二预设电感阈值，确定所述电路的故障类型为电路远端短路。
具体地，控制单元根据计算的等效电阻与第一预设电阻阈值对比，若所述等效电阻大于第一预设电阻阈值（示例性的，第一预设电阻阈值为100kΩ）且所述等效电容小于第一预设电容阈值（示例性的，第一预设电容阈值为100pF），确定所述电路的故障类型为电路近端接线问题或电线断路；若所述等效电阻大于第一预设电阻阈值且所述等效电容大于第二预设电容阈值，确定所述电路的故障为电路远端接线问题或电线断路；若所述等效电容在预设电容范围内（示例性的，预设电容范围为：500pF~10nF），确定所述电路的故障为电路连接的远端设备接线问题；控制单元根据等效电容与预设电容幅度对比，根据对比结果确定电路的故障类型，若等效电容在连续预设周期内（示例性的，预设周期为3个周期）变化幅度超过预设电容幅度（示例性的，预设电容幅度为10 pF），则认为等效电容的突变，确定所述电路的故障类型为电路连接的外部设备和器件部分失效或接线问题；控制单元根据等效电阻与第一预设电阻范围对比，且根据等效电感与第一预设电感阈值范围对比，若等效电阻在第一预设电阻范围（示例性的，第一预设电阻范围为：0Ω~0.5Ω）内，且等效电感小于第一预设电感阈值（示例性的，第一预设电感阈值为5uH），确定电路的故障类型为电路近端短路。控制单元根据等效电阻与第二预设电阻范围对比，且根据等效电感与第二预设电感阈值范围对比，若等效电阻在第三预设电阻范围（示例性的，第二预设电阻范围为：0Ω~10Ω）内，且等效电感小于第一预设电感阈值（示例性的，第一预设电感阈值为10uH），确定电路的故障类型为电路远端短路。
在一些实施例中，确定所述电路的故障类型，还包括：
当所述第一交流电压在连续预设周期内电压值变化幅度超过第一预设电压幅度且所述第二交流电压在所述连续预设周期内电压值变化幅度超过第二预设电压幅度，确定所述电路的故障类型为现场电磁干扰故障。
具体地，当控制单元测量的故障被测电路的第一交流电压在连续预设周期内（示例性的，连续预设周期为3周期），在3个周期内测量的第一交流电压的电压值变化幅度超过第一预设电压幅度（示例性的，第一预设电压幅度为10V），且测量的外接电阻的第二交流电压在所述连续的3个周期内电压值变化幅度超过了第二预设电压幅度（示例性的，第二预设电压幅度为5V），也即测量的第一交流电压和第二交流电压的参数不稳定，确定所述电路的故障类型为现场电磁干扰故障。
在一些实施例中，所述方法还包括，利用导纳公式将串联的等效电阻和串联的等效电容进行计算，得到并联等效电阻和并联等效电容。
具体地，导纳公式为：；即将串联的等效阻抗换算为并联的等效导纳；
式中，为所述导纳/>为所述等效阻抗；
其中，根据等效导纳的实部得到并联等效电阻，其并联等效电阻公式为：
对根据等效导纳的虚部得到并联等效电容，其并联等效电容公式为：/>。
进一步地的，上述的虚部为虚数部分，实部为实数部分。
需要说明的是，本申请实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。
需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种控制电路；
参照图2，所述控制电路包括：控制单元21、外接电阻24、相敏检波器22和故障被测电路25；
所述外接电阻24、所述相敏检波器22和所述故障被测电路25形成串联回路；其中，所述相敏检波器22的第一端221与所述外接电阻24的一端连接，所述外接电阻24的另一端与所述故障被测电路25的第一端连接，所述相敏检波器22的第二端222与所述故障被测电路25的第二端连接，所述相敏检波器22的第三端223与所述控制单元21连接。
所述控制电路还包括第一开关23、第二开关26，所述第一开关23的第一端与所述相敏检波器22的第一端连接，所述第一开关23第二端与所述外接电阻24的一端连接，所述第一开关23的第三端与所述外接电阻24的另一端连接；所述第二开关26的第一端与所述相敏检波器22的第二端222连接，所述第二开关26的第二端与所述故障被测电路25的第一端连接，所述第二开关26的第三端与所述故障被测电路25的第二端连接；以实现相敏检波器22通过第一开关23测得外接电阻24的两端电压，通过第二开关26测得故障被测电路25两端的电压。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种电路故障检测装置。
参考图3，所述电路故障检测装置，包括：
控制模块302，用于在所述故障被测电路中的信号源上加载交流信号；
测量模块304，用于测量所述故障被测电路的第一交流电压、所述外接电阻的电阻值和所述外接电阻的第二交流电压；
第一计算模块306，用于根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电阻和等效电抗；
第二计算模块308，用于根据所述等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电感和等效电容；
确定模块310，用于根据所述等效电阻、所述等效电感和所述等效电容，确定所述电路的故障类型。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的一种电路故障检测方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的一种电路故障检测方法。
图4示出了本实施例所提供的一种更为具体的控制单元硬件结构示意图， 该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线 1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
处理器1010可以采用通用的CPU（Central Processing Unit，中央处理器）、微处理器、应用专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
存储器1020可以采用ROM（Read Only Memory，只读存储器）、RAM（Random AccessMemory，随机存取存储器）、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中（图中未示出），也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
通信接口1040用于连接通信模块（图中未示出），以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式（例如USB、网线等）实现通信，也可以通过无线方式（例如移动网络、WIFI、蓝牙等）实现通信。
总线1050包括一通路，在设备的各个组件（例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040）之间传输信息。
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的一种电路故障检测方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的一种电路故障检测方法。
本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（PRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、其他类型的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能光盘（DVD）或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的一种电路故障检测方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路（IC）芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的（即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内）。在阐述了具体细节（例如，电路）以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。
尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构（例如，动态RAM（DRAM））可以使用所讨论的实施例。
本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电路故障检测方法，其特征在于，应用于故障被测电路，所述故障被测电路与外接电阻连接，所述故障被测电路的信号源为直流信号源；所述方法，包括：
在所述故障被测电路中的信号源上加载交流信号；
测量所述故障被测电路的第一交流电压、所述外接电阻的电阻值和所述外接电阻的第二交流电压；
根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电阻和等效电抗；
根据所述等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电感和等效电容；
根据所述等效电阻、所述等效电感和所述等效电容，确定所述电路的故障类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一交流电压包括第一被测电压和第二被测电压；
所述测量所述故障被测电路的第一交流电压，包括：
当所述交流信号的相位为0°相位时，测量所述故障被测电路的第一被测电压；
当所述交流信号的相位为90°相位时，测量所述故障被测电路的第二被测电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二交流电压包括第一检测电压和第二检测电压；
所述测量所述外接电阻的第二交流电压，包括：
当所述交流信号的相位为0°相位时，测量所述外接电阻的第一检测电压；
当所述交流信号的相位为90°相位时，测量所述外接电阻的第二检测电压。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电阻，包括：
根据所述第一被测电压、所述第二被测电压、所述第一检测电压、所述第二检测电压和所述电阻值，利用以下公式计算得到所述等效电阻；
；
式中，为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一交流电压、所述电阻值和所述第二交流电压进行计算，得到所述故障被测电路的等效电抗，包括：
根据所述第一被测电压、所述第二被测电压、所述第一检测电压、所述第二检测电压和所述电阻值，利用以下公式计算得到所述等效电抗；
；
式中，为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电感，包括：
将所述等效电抗和预设频率输入至以下公式中进行计算，得到所述等效电感：
；
式中，为等效电感，/>为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压，f为预设频率。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述等效电抗和预设频率进行计算，得到所述故障被测电路的等效电容，包括：
将所述等效电抗和预设频率输入至以下公式中进行计算，得到所述等效电容：
；
式中，为等效电容，/>为所述电阻值，/>为所述第一检测电压；/>为所述第一被测电压，/>为所述第二检测电压，/>为所述第二被测电压，f为预设频率。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述等效电阻、所述等效电感和所述等效电容，确定所述电路的故障类型，包括：
若所述等效电阻大于第一预设电阻阈值，且所述等效电容小于第一预设电容阈值，确定所述电路的故障类型为电路近端接线问题或电线断路；
若所述等效电阻大于第一预设电阻阈值，且所述等效电容大于第二预设电容阈值, 确定所述电路的故障类型为电路远端接线问题或电线断路；
若所述等效电容在预设电容范围内，确定所述电路的故障类型为与所述电路连接的远端设备接线问题；
若所述等效电容在连续预设周期内电容值变化幅度超过预设电容幅度，确定所述电路的故障类型为电路连接的外部设备和器件部分失效或接线问题；
若所述等效电阻在第一预设电阻范围内，且所述等效电感小于第一预设电感阈值，确定所述电路的故障类型为电路近端短路；
若所述等效电阻在第二预设电阻范围内，且所述等效电感大于第二预设电感阈值，确定所述电路的故障类型为电路远端短路。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述电路的故障类型，还包括：
当所述第一交流电压在连续预设周期内电压值变化幅度超过第一预设电压幅度且所述第二交流电压在所述连续预设周期内电压变化幅度超过第二预设电压幅度，确定所述电路的故障类型为现场电磁干扰故障。
10.一种控制电路，适用于权利要求1-9任一所述的电路故障检测方法，其特征在于，包括：控制单元、外接电阻、相敏检波器和故障被测电路；
所述外接电阻、所述相敏检波器和所述故障被测电路形成串联回路；其中，所述相敏检波器的第一端与所述外接电阻的一端连接，所述外接电阻的另一端与所述故障被测电路的第一端连接，所述相敏检波器的第二端与所述故障被测电路的第二端连接，所述相敏检波器的第三端与所述控制单元连接。
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