CN117517789B - 电子雷管桥丝测量电路及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子雷管桥丝测量电路及其方法，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、桥丝电阻RQS、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、开关S7及开关S8；电阻R1的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；探针分别与开关S1、开关S2连接，开关S1的另一端与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端连接有外接电源。本发明通过在桥丝的同侧焊盘使用两个顶针，来事先求出桥丝两侧焊盘和测试探针的接触电阻，从而在计算桥丝电阻时消除探针接触电阻的影响。

Description

电子雷管桥丝测量电路及其方法
技术领域
本发明涉及电子雷管的技术领域，具体地，涉及电子雷管桥丝测量电路及其方法。
背景技术
电子雷管现在采用的桥丝电阻一般阻值都比较小，大部分在1ohm-2.5ohm之间，桥丝电阻的误差一般在10%左右，这就需要高精度的测量电路才能实现精确测量。
传统单探针直接测量桥丝的方式，由于电子雷管成品模块注塑完，只能通过压合测试夹具来使测试探针和桥丝焊盘连接。这样就会导致每次压合的接触电阻不一样，即使在一开始对探针接触电阻进行校准，但是每次压合的角度和压力不一样，就会导致测试开始前的校准的作用有限。同时随着测试压合的次数不断增加，探针接触电阻都在不断的变大。就需要定期重新进行校准或及时更换探针。
所以传统单探针直接测试方法测出来的桥丝阻值波动会比较大，阻值的精度没办法得到保障，严重影响电子雷管模块检测的良率和效率。为了应对这个问题，大部分厂家会把桥丝测量的阈值放大，这样就会带来潜在的风险。一方面，桥丝生产厂家出厂的桥丝本身也可能存在不良，另外一方面，电子雷管模块在生产中会进行桥丝蘸药，在蘸药过程中桥丝电阻可能会受到损伤，阻值也会出现异常。如果不把这些异常的模块检测出来，最终生产成成品雷管之后，在现场使用的时候就可能会因为无法正常发火而拒爆。
桥丝测量中探针的接触电阻直接关系到最后桥丝电阻的测量值，如果不能有效地将接触电阻消除掉，接触电阻就会被误计入到桥丝阻值里面，导致阻值明显偏大。而即使采用校准的方式，把接触电阻消除掉，但是因为接触电阻本身也是随着时间波动的，实际效果也不好。
因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电子雷管桥丝测量电路及其方法。
根据本发明提供的一种电子雷管桥丝测量电路，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、桥丝电阻RQS、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、开关S7及开关S8；
所述电阻R1的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S1、开关S2连接，所述开关S1的另一端与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端连接有外接电源；
所述电阻R2的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S3、开关S4连接，所述开关S4的另一端连接有外接电源；
所述电阻R3的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S5、开关S6连接，所述开关S5的另一端连接有外接电源；
所述电阻R4的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S7、开关S8连接，所述开关S8的另一端与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端连接有外接电源；
所述桥丝焊盘之间连接有桥丝电阻桥丝电阻RQS。
优选地，所述开关S2和开关S7的另一端连接有放大器U1的正向输入端，所述开关S3和开关S6的另一端与放大器U1的反向输入端连接，所述放大器U1的输出端与ADC端相连接，所述放大器U1分别连接有两个外接电源。
本发明还提供一种电子雷管桥丝测量方法，所述方法应用上述中的电子雷管桥丝测量电路，所述方法包括：
开关S1、开关S2、开关S3、开关S4闭合，外接电源经过电阻R5，产生电流I1，I1流经电阻R1和电阻R2产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V1，ADC集采到V1；计算得到：R1+R2=V1/(AMP*I1)。
优选地，开关S1、开关S2、开关S3、开关S4断开，开关S5、开关S6、开关S7、开关S8闭合；外接电源经过电阻R6，产生电流I1；I1流经电阻R3和电阻R4产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V2，ADC集采到V2；计算得到：R3+R4=V2/(AMP*I1)。
优选地，开关S3、开关S4、开关S7、开关S8断开，开关S1、开关S2、开关S5、开关S6闭合；外接电源经过电子R5，产生电流I1；I1流经电阻R1、电阻R3和桥丝电阻RQS产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V3，ADC集采到V3；计算得到：R1+R3+RQS=V3/(AMP*I1)。
优选地，开关S1、开关S2、开关S5、开关S6断开，开关S3、开关S4、开关S7、开关S8闭合；外接电源经过电阻R6，产生电流I1；I1流经电阻R、电阻R4和桥丝电阻RQS产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V4，ADC集采到V4；计算得到：R2+R4+RQS=V4/(AMP*I1)。
优选地，得到以下公式：
R1+R2+R3+R4=（V1+V2）*（AMP*I1）
R1+R2+R3+R4+2*RQS=（V3+V4）*（AMP*I1）
推得：
RQS=【（V3+V4）-（V1+V2）*（AMP*I1）】/2。
优选地，所述外接电源的电压值为3V。
优选地，所述电阻R5的阻值为3kΩ。
优选地，所述电流I1=3V/(3K+R1+R2)。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过在桥丝的同侧焊盘使用两个顶针，来事先求出桥丝两侧焊盘和测试探针的接触电阻，从而在计算桥丝电阻时消除探针接触电阻的影响；
2、本发明消除了每次测量探针接触电阻带来的影响，桥丝的阻值更加精准，同时也避免了要定期采用精密电阻进行校准的麻烦；
3、本发明采用双探针结构并结合专用测量电路来消除探针引入的接触电阻，先计算出本次压合探针带来的接触电阻，再通过有效的计算很好的出去掉探针的接触电阻，使得计算出的桥丝电阻就是其本身实际的阻值，既提高了电子雷管模块检测的有效性和效率，也提高了电子雷管成品的可靠性，避免了拒爆。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的桥丝测试结构示意图；
图2为本发明的桥丝测量电路示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
参照图1和图2，根据本发明提供的一种电子雷管桥丝测量电路，包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、桥丝电阻RQS、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、开关S7及开关S8；
所述电阻R1的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S1、开关S2连接，所述开关S1的另一端与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端连接有外接电源；
所述电阻R2的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S3、开关S4连接，所述开关S4的另一端连接有外接电源；
所述电阻R3的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S5、开关S6连接，所述开关S5的另一端连接有外接电源；
所述电阻R4的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S7、开关S8连接，所述开关S8的另一端与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端连接有外接电源；
所述桥丝焊盘之间连接有桥丝电阻桥丝电阻RQS。
所述开关S2和开关S7的另一端连接有放大器U1的正向输入端，所述开关S3和开关S6的另一端与放大器U1的反向输入端连接，所述放大器U1的输出端与ADC端相连接，所述放大器U1分别连接有两个外接电源。
本发明还提供一种电子雷管桥丝测量方法，所述方法应用上述中的电子雷管桥丝测量电路，所述方法包括：
开关S1、开关S2、开关S3、开关S4闭合，外接电源经过电阻R5，产生电流I1，I1流经电阻R1和电阻R2产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V1，ADC集采到V1；计算得到：R1+R2=V1/(AMP*I1)。
开关S1、开关S2、开关S3、开关S4断开，开关S5、开关S6、开关S7、开关S8闭合；外接电源经过电阻R6，产生电流I1；I1流经电阻R3和电阻R4产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V2，ADC集采到V2；计算得到：R3+R4=V2/(AMP*I1)。
开关S3、开关S4、开关S7、开关S8断开，开关S1、开关S2、开关S5、开关S6闭合；外接电源经过电子R5，产生电流I1；I1流经电阻R1、电阻R3和桥丝电阻RQS产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V3，ADC集采到V3；计算得到：R1+R3+RQS=V3/(AMP*I1)。
开关S1、开关S2、开关S5、开关S6断开，开关S3、开关S4、开关S7、开关S8闭合；外接电源经过电阻R6，产生电流I1；I1流经电阻R、电阻R4和桥丝电阻RQS产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V4，ADC集采到V4；计算得到：R2+R4+RQS=V4/(AMP*I1)。
得到以下公式：
R1+R2+R3+R4=（V1+V2）*（AMP*I1）
R1+R2+R3+R4+2*RQS=（V3+V4）*（AMP*I1）
推得：
RQS=【（V3+V4）-（V1+V2）*（AMP*I1）】/2。
所述外接电源的电压值为3V。
所述电阻R5的阻值为3kΩ。
所述电流I1=3V/(3K+R1+R2)。
实施例2：
本发明主要用于解决电子雷管桥丝电阻测量因为探针接触电阻波动大而无法测准的问题。
本发明提出了一种基于双探针的消除接触电阻的电子雷管桥丝测量方法，该方法通过在桥丝的同侧焊盘使用两个顶针，来事先求出桥丝两侧焊盘和测试探针的接触电阻，从而在计算桥丝电阻时消除探针接触电阻的影响。由于消除了每次测量探针接触电阻带来的影响，所以该方法相对于传统的直接接触测量，桥丝的阻值更加精准，同时也避免了要定期采用精密电阻进行校准的麻烦。
R1、R2：桥丝一侧焊盘上两个探针的接触电阻（R1，R2阻值随机）；
R3、R4：桥丝一侧焊盘上两个探针的接触电阻（R3，R4阻值随机）；
R5、R6：为精密限流电阻3K；
RQS：桥丝阻值（要测量的桥丝电阻值）；
S1、S2、S3、S4、S4、S5、S6、S7、S8：为选择开关；
放大器：对被测小信号进行放大，其放大倍数为AMP。
本发明的电路工作原理：
步骤一：
S1、S2、S3、S4开关闭合。3V电源经过R5=3K的限流电阻，产生电流I1=3V/(3K+R1+R2)，因为接触电阻一般最大就几ohm，远远小于3K的限流电阻，所以在计算电流的时候基本可以忽略，I1~=1mA。I1流经两个探针接触电阻R1+R2产生小信号，U1放大器对小信号放大AMP倍得到V1，ADC集采到V1。那么计算得到两个接触电阻阻值R1+R2=V1/(AMP*I1)。
步骤二：
S1、S2、S3、S4开关断开，S5、S6、S7、S8开关闭合。3V电源经过R6=3K的限流电阻，产生电流I1=1mA。I1流经两个探针接触电阻R3+R4产生小信号，U1放大器对小信号放大AMP倍得到V2，ADC集采到V2。那么计算得到两个接触电阻阻值R3+R4=V2/(AMP*I1)。
步骤三：
S3、S4、S7、S8开关断开，S1、S2、S5、S6开关闭合。3V电源经过R5=3K的限流电阻，产生电流I1=1mA。I1流经两个探针接触电阻R1+R3+RQS产生小信号，U1放大器对小信号放大AMP倍得到V3，ADC集采到V3。那么计算得到两个接触电阻和桥丝的阻值R1+R3+RQS=V3/(AMP*I1)。
步骤四：
S1、S2、S5、S6开关断开，S3、S4、S7、S8开关闭合。3V电源经过R6=3K的限流电阻，产生电流I1=1mA。I1流经两个探针接触电阻R2+R4+RQS产生小信号，U1放大器对小信号放大AMP倍得到V4，ADC集采到V4。那么计算得到两个接触电阻和桥丝的阻值R2+R4+RQS=V4/(AMP*I1)。
步骤五：
可以得到以下公式：
R1+R2+R3+R4=（V1+V2）*（AMP*I1）
R1+R2+R3+R4+2*RQS=（V3+V4）*（AMP*I1）
推得：
RQS=【（V3+V4）-（V1+V2）*（AMP*I1）】/2
一种高精度的电子雷管桥丝测量方法，采用双探针结构并结合专用测量电路来消除探针引入的接触电阻，先计算出本次压合探针带来的接触电阻，再通过有效的计算很好的出去掉探针的接触电阻。使得计算出的桥丝电阻就是其本身实际的阻值，既提高了电子雷管模块检测的有效性和效率，也提高了电子雷管成品的可靠性，避免了拒爆。
本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种电子雷管桥丝测量方法，其特征在于，包括电子雷管桥丝测量电路，所述电子雷管桥丝测量电路包括：电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、桥丝电阻RQS、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、开关S7及开关S8；
所述电阻R1的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S1、开关S2连接，所述开关S1的另一端与电阻R5的一端连接，所述电阻R5的另一端连接有外接电源；
所述电阻R2的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S3、开关S4连接，所述开关S4的另一端连接有外接电源；
所述电阻R3的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S5、开关S6连接，所述开关S5的另一端连接有外接电源；
所述电阻R4的一端与探针连接，另一端与桥丝焊盘连接；所述探针分别与开关S7、开关S8连接，所述开关S8的另一端与电阻R6的一端连接，所述电阻R6的另一端连接有外接电源；
所述桥丝焊盘之间连接有桥丝电阻桥丝电阻RQS；
所述开关S2和开关S7的另一端连接有放大器U1的正向输入端，所述开关S3和开关S6的另一端与放大器U1的反向输入端连接，所述放大器U1的输出端与ADC端相连接，所述放大器U1分别连接有两个外接电源；
所述方法包括：
开关S1、开关S2、开关S3、开关S4闭合，外接电源经过电阻R5，产生电流I1，I1流经电阻R1和电阻R2产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V1，ADC集采到V1；计算得到：R1+R2=V1/(AMP*I1)；
开关S1、开关S2、开关S3、开关S4断开，开关S5、开关S6、开关S7、开关S8闭合；外接电源经过电阻R6，产生电流I1；I1流经电阻R3和电阻R4产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V2，ADC集采到V2；计算得到：R3+R4=V2/(AMP*I1)；
开关S3、开关S4、开关S7、开关S8断开，开关S1、开关S2、开关S5、开关S6闭合；外接电源经过电阻R5，产生电流I1；I1流经电阻R1、电阻R3和桥丝电阻RQS产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V3，ADC集采到V3；计算得到：R1+R3+RQS=V3/(AMP*I1)；
开关S1、开关S2、开关S5、开关S6断开，开关S3、开关S4、开关S7、开关S8闭合；外接电源经过电阻R6，产生电流I1；I1流经电阻R2、电阻R4和桥丝电阻RQS产生小信号，放大器U1对小信号放大AMP倍得到V4，ADC集采到V4；计算得到：R2+R4+RQS=V4/(AMP*I1)；
得到以下公式：
R1+R2+R3+R4=（V1+V2）/(AMP*I1)
R1+R2+R3+R4+2*RQS=（V3+V4）/(AMP*I1)
进一步推得：
RQS=（V3+V4-V1-V2)/（AMP*I1*2）。
2.根据权利要求1所述的电子雷管桥丝测量方法，其特征在于，所述外接电源的电压值为3V。
3.根据权利要求1所述的电子雷管桥丝测量方法，其特征在于，所述电阻R5的阻值为3kΩ。
4.根据权利要求1所述的电子雷管桥丝测量方法，其特征在于，所述电流I1=3V/(3K+R1+R2)~=3V/3K=1mA。
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Title
基于AT89C51的金属材料电阻率测量仪;Paul M D, 丁家峰, 曹建;中南工业大学学报(自然科学版);20001230(第06期);全文 *
长期测试中电阻应变仪测量电桥的几点改进;谭柏伟，程华，代大春;实用测试技术;19960428(第02期);全文 *

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