CN205844439U - 一种短路断路检测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电路检测仪，尤其涉及一种短路断路检测仪，本实用新型采用了霍尔传感器和信号放大电路来获取信号并且对信号进行放大的技术方法，解决了传统检测方法的不准确，磁信号调节范围小，调节方法单一的技术问题，达到了调节磁信号和对磁信号进行放大的更精准的技术效果；采用了单片机单元处理磁信号的技术方法，解决了传统检测方法的模拟信号检测方法中精确度差，准确度差的技术问题，达到了在短路和断路两种状态下的磁信号的精准测量的技术效果；达到了不仅可以显示短路和断路的状态，还可以显示电流数值的技术效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及电路检测仪，尤其涉及一种短路断路检测仪。
背景技术
在铜电解生产过程中，由于潮湿、高温、腐蚀等原因，经常会发生阴阳极之间的短路，此外还会因为接触不良而引起的电极断路的现象，这样会导致阴极铜的化学溶解，造成产量不高和能耗浪费的后果，现针对这种情况设计出一种短路断路仪，此种短路断路仪是使用的是霍尔传感器来检测电路周围的磁场来确定是短路、断路还是正常工作的状态来采取对应的措施。由单片机来处理进来的磁信号，如果磁场强度强，则说明短路，一般磁信号，正常工作，没有信号，说明断路此时就可以根据不同的状态来采取相应的措施，以达到检测的目的。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，是针对上述存在的技术不足，提供了一种短路断路检测仪，采用了霍尔传感器和信号放大电路来获取信号并且对信号进行放大的技术方法，解决了传统检测方法的不准确，磁信号调节范围小，调节方法单一的技术问题，达到了调节磁信号和对磁信号进行放大的更精准的技术效果；采用了单片机单元处理磁信号的技术方法，解决了传统检测方法的模拟信号检测方法中精确度差，准确度差的技术问题，达到了在短路和断路两种状态下的磁信号的精准测量的技术效果；采取了LCD12864显示屏和发光二极管的表示短路和断路的技术方法，解决了传统检测方法仅仅是通过信号灯来表示的短路和断路的技术问题，达到了不仅可以显示短路和断路的状态，还可以显示电流数值的技术效果。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：包括单片机单元、电源模块、信号放大电路、霍尔传感器、显示单元和报警单元，霍尔传感器与信号放大电路连接，信号放大电路的输出端与单片机单元的I/O口连接，单片机单元的I/O口分别连接有显示单元和报警单元，电源模块与单片机单元的电源I/O口连接，电源模块经稳压电路与信号放大电路连接。
进一步优化本技术方案，单片机单元为STC12C5204AD单片机，电源模块使用的是5V-3A的开关电源。
进一步优化本技术方案，所述的稳压单路主要是由型号为AMS1117稳压芯片构成，稳压芯片的输入经电容值为0.1μF和0.11μF的电容C4和C3与电源模块的正极5V连接，C4和C3的另一端与电源模块的负极连接，稳压芯片的输出与电容值为10μF和0.01μF的电解电容C5和电容C6连接，C5和C6的另一端与电源模块的负极连接，稳压芯片的输出为3.3V。
进一步优化本技术方案，所述的信号放大电路与霍尔传感器的输出口连接，霍尔传感器的输出口经阻值为1K的电阻R3与运算放大器型号为AD623的负向输入端2脚连接，AD623的正向输入端与阻值为10K的变位器R2的滑动端连接，R2的另外两端分别与电源模块的5V和负极GND连接，AD623运算放大器的偏置电压口Rg口与一个阻值为10K的变位器R1连接，AD623的负向输入端经阻值为100K的电阻R4与AD623的输出口连接，AD623的输出口经电容值为1μF和阻值为1K的电容C1和电阻R5与第二级的AD623运算放大器的负向输入端连接，同时AD623的正向输入端经电阻值为1K和电容值为1μF的电阻和电容的并联与电源模块的负极连接，第二级AD623的偏执电压口Rg口与阻值为10K的变位器R6连接，AD623的负向输入端经一阻值为100K的电阻R8与第二级AD623的输出口连接并与单片机单元的P15口连接。AD623运算方放大器的电源端与电源模块的 正极连接，负极与电源模块的负极连接，偏执电压口与稳压电路的输出连接，霍尔传感器与电源模块的正极连接，GND引脚与电源模块的负极连接，霍尔传感器使用的型号为CS3501磁电传感器。
进一步优化本技术方案，所述的显示单元使用的型号为LCD12864显示屏，显示单元的0V和VSS引脚分别与电源模块的负极连接，5V和VDD引脚分别与电源模块的正极连接，RST引脚与单片机单元的P1.6引脚连接，PSB引脚与电源模块的负极连接，E引脚与单片机单元的P1.7引脚连接，RW引脚与单片机单元的P2.0引脚连接，RS(CS)引脚与单片机单元的P2.1引脚连接。
进一步优化本技术方案，所述的报警单元是由两个LED灯D1和D2组成，电源模块的正极分别经阻值为1K的R11与R12和LED灯D1与D2连接到单片机单元的P3.2和P3.3引脚上。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：1、使用STC12C5204AD单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比，此外此型号单片机自带A/D转换口，解决了市面上大部分单片机还要配备A/D转换芯片，使用起来麻烦而且还造成了成本的提升；2、霍尔传感器体积小，精确度高，灵敏度高，具有很好的线性输出，热稳定强，可靠性高；3、使用AD623运算放大器，放大系数高，输入阻抗低，放大效果好，温漂小，稳定性高，抗干扰能力强，具有很好的放大特性。
附图说明
图1是本系统的主结构图；
图2是本系统单片机单元的电路图；
图3是稳压电路图；
图4是霍尔传感器和信号放大电路图；
图5是显示单元电路接口图；
图6是报警单元电路图。
图中，1、单片机单元；2、电源模块；3、稳压电路；4、信号放大电路；5、霍尔传感器；6、报警单元；7、显示单元。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
具体实施方式一：如图1-6所示，包括单片机单元1，信号放大电路4、霍尔传感器5、显示单元7和报警单元6，霍尔传感器5与信号放大电路4连接，信号放大电路4的输出与单片机单元1的I/O口连接，单片机单元的I/O口与显示单元与报警单元连接，电源模块2与单片机单元1的电源I/O口连接，电源模块2经稳压电路3与信号放大电路4连接；
进一步优化本技术方案，所述的单片机单元1为STC12C5204AD单片机，电源模块2使用的是5V-3A的开关电源；所述的稳压单路3主要是由型号为AMS1117稳压芯片构成，稳压芯片的输入经电容值为0.1μF和0.11μF的电容C4和C3与电源模块的正极5V连接，C4和C3的另一端与电源模块2的负极连接，稳压芯片的输出与电容值为10μF和0.01μF的电解电容C5和电容C6连接，C5和C6的另一端与电源模块2的负极连接，稳压芯片的输出为3.3V；所述的信号放大电路4与霍尔传感器5的输出口连接，霍尔传感器5的输出口经阻值为1K的电阻R3与运算放大器型号为AD623的负向输入端2脚连接，AD623的正向输入端与阻值为10K的变位器R2的滑动端连接，R2的另外两端分别与电源模块2的5V 和负极GND连接，AD623运算放大器的偏置电压口Rg口与一个阻值为10K的变位器R1连接，AD623的负向输入端经阻值为100K的电阻R4与AD623的输出口连接，AD623的输出口经电容值为1μF和阻值为1K的电容C1和电阻R5与第二级的AD623运算放大器的负向输入端连接，同时AD623的正向输入端经电阻值为1K和电容值为1μF的电阻和电容的并联与电源模块2的负极连接，第二级AD623的偏执电压口Rg口与阻值为10K的变位器R6连接，AD623的负向输入端经一阻值为100K的电阻R8与第二级AD623的输出口连接并与单片机单元1的P15口连接。AD623运算方放大器的电源端与电源模块2的正极连接，负极与电源模块2的负极连接，偏执电压口与稳压电路3的输出连接，霍尔传感器5与电源模块2的正极连接，GND引脚与电源模块2的负极连接，霍尔传感器5使用的型号为CS3501磁电传感器；所述的显示单元7使用的型号为LCD12864显示屏，显示单元7的0V和VSS引脚分别与电源模块2的负极连接，5V和VDD引脚分别与电源模块2的正极连接，RST引脚与单片机单元1的P1.6引脚连接，PSB引脚与电源模块2的负极连接，E引脚与单片机单元1的P1.7引脚连接，RW引脚与单片机单元1的P2.0引脚连接，RS(CS)引脚与单片机单元1的P2.1引脚连接；所述的报警单元6是由两个LED灯D1和D2组成，电源模块2的正极分别经阻值为1K的R11与R12和LED灯D1与D2连接到单片机单元1的P3.2和P3.3引脚上。
如图1，霍尔传感器5检测电流产生的磁场，当磁场强度大于等于单片机单元1设定的最高值时，说明电路短路，此时会将磁强度值通过单片机单元1的计算显示到显示单元8，同时会将P3.2口置低电平，此时D1亮，说明发生短路，反之若发生断路，此时霍尔传感5感应磁感应强度，磁感应强度与单片机设定的最低值还要低，说明发生了断路，此时显示单元8会显示出此时的电流值， 同时将P3.3置低电平，D2灯亮，说明发生断路，如果测到的值介于最高和最低值之间说明电路正常工作。
图2为STC12C5201AD单片机，使用STC12C5204AD单片机作为主控单元，集成了较大容量的存储器和丰富强大的硬件接口电路,具有极高性能价格比。
图3为稳压电路3电路图，使用ASM1117稳压芯片可靠性高，抗干扰能力强，既起到了隔离作用，给AD623运算放大器起到提供偏执电压的效果。
图4为信号放大电路4，经两级放大，使霍尔传感器5感应到的低磁场信号放大，可以让单片机单元1更加精准地检测到磁场强度和及时措施。
应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (6)
1.一种短路断路检测仪，其特征在于：包括单片机单元(1)、电源模块(2)、信号放大电路(4)、霍尔传感器(5)、显示单元(7)和报警单元(6)，霍尔传感器(5)与信号放大电路(4)连接，信号放大电路(4)的输出端与单片机单元(1)的I/O口连接，单片机单元(1)的I/O口分别连接有显示单元(7)和报警单元(6)，电源模块(2)与单片机单元(1)的电源I/O口连接，电源模块(2)经稳压电路(3)与信号放大电路(4)连接。
2.根据权利要求1所述的一种短路断路检测仪，其特征在于：单片机单元(1)为STC12C5204AD单片机，电源模块(2)使用的是5V-3A的开关电源。
3.根据权利要求1所述的一种短路断路检测仪，其特征在于：稳压电路(3)主要是由型号为AMS1117稳压芯片构成，稳压芯片的输入经电容值为0.1μF和0.11μF的电容C4和C3与电源模块的正极5V连接，C4和C3的另一端与电源模块(2)的负极连接，稳压芯片的输出与电容值为10μF和0.01μF的电解电容C5和电容C6连接，C5和C6的另一端与电源模块(2)的负极连接，稳压芯片的输出为3.3V。
4.根据权利要求1所述的一种短路断路检测仪，其特征在于：信号放大电路(4)与霍尔传感器(5)的输出口连接，霍尔传感器(5)的输出口经阻值为1K的电阻R3与运算放大器型号为AD623的负向输入端2脚连接，AD623的正向输入端与阻值为10K的变位器R2的滑动端连接，R2的另外两端分别与电源模块(2)的5V和负极GND连接，AD623运算放大器的偏置电压口Rg口与一个阻值为10K的变位器R1连接，AD623的负向输入端经阻值为100K的电阻R4与AD623的输出口连接，AD623的输出口经电容值为1μF和阻值为1K的电容C1和电阻R5与第二级的AD623运算放大器的负向输入端连接，同时AD623的正向输入端经电阻值为1K和电容值为1μF的电阻和电容的并联与电源模块(2)的负极连接， 第二级AD623的偏执电压口Rg口与阻值为10K的变位器R6连接，AD623的负向输入端经一阻值为100K的电阻R8与第二级AD623的输出口连接并与单片机单元(1)的P15口连接；AD623运算方放大器的电源端与电源模块(2)的正极连接，负极与电源模块(2)的负极连接，偏执电压口与稳压电路(3)的输出连接，霍尔传感器(5)与电源模块(2)的正极连接，GND引脚与电源模块(2)的负极连接，霍尔传感器(5)使用的型号为CS3501磁电传感器。
5.根据权利要求1所述的一种短路断路检测仪，其特征在于：显示单元(7)使用的型号为LCD12864显示屏，显示单元(7)的0V和VSS引脚分别与电源模块(2)的负极连接，5V和VDD引脚分别与电源模块(2)的正极连接，RST引脚与单片机单元(1)的P1.6引脚连接，PSB引脚与电源模块(2)的负极连接，E引脚与单片机单元(1)的P1.7引脚连接，RW引脚与单片机单元(1)的P2.0引脚连接，RS(CS)引脚与单片机单元(1)的P2.1引脚连接。
6.根据权利要求1所述的一种短路断路检测仪，其特征在于：报警单元(6)是由两个LED灯D1和D2组成，电源模块(2)的正极分别经阻值为1K的R11与R12和LED灯D1与D2连接到单片机单元(1)的P3.2和P3.3引脚上。
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| CN107864443A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-03-30 | 歌尔股份有限公司 | 耳机电池的断路检测装置及检测方法 |
| CN109870667A (zh) * | 2019-03-19 | 2019-06-11 | 中国石油大学(华东) | 一种具有短路和断路检测功能的电流互感器信号调理电路 |
| CN111069813A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-28 | 中山市鹰飞电器有限公司 | 带有自动焊接功能的钣金修复机 |
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