CN206960551U - 工业电雷管电阻安全测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工业电雷管电阻安全测试装置，包括：MCU微控制器；mA级数控恒流源，分别连接MCU微控制器和待测电雷管，用于响应所述MCU微控制器的控制信号，产生mA级别测试电流输入所述待测电雷管；过流安全保护模块，与待测电雷管连接，用于判断通过待测电雷管的所述测试电流是否超过安全阈值；雷管电阻测量电路，用于采集待测电雷管的电压信号，并输入MCU微控制器中，从而获得待测电雷管的阻值和测试结果；辅助功能模块，与MCU微控制器连接，实现参数配置、信息显示、数据存储和通信；稳压直流电源模块，为整个测试装置供电。与现有技术相比，本实用新型具有低成本、可靠性高、调试简单方便等优点。

Description

工业电雷管电阻安全测试装置

技术领域

本实用新型属于电阻测试领域，尤其是涉及一种用于工业电雷管电阻测试的便携式高精度安全测试装置及方法。

背景技术

工业电雷管是工程爆破中广泛使用的起爆器材，其电性能的优劣程度与起爆可靠性和使用安全性密切相关，在电雷管生产过程中和发放使用前，必须检查成品电雷管的全电阻，其测试结果不但影响电雷管的产品质量，也影响安全生产和使用。GB 8031-2015《工业电雷管》中明确指出电雷管的最大不发火电流和静电感度为强制性的指标，在测试时如果通过被测产品的电流太大，就可能会引起爆炸事故，而如果测量电流太小，则会导致雷管阻值测试结果失真，因此电雷管全电阻检测时必须严格控制测量电流的大小和稳定性。

现有市场上所能见到的测量仪，如CDLD-10电雷管电阻测试仪、SFX-3型数字式雷管电阻分选仪、KBD8电雷管电阻分选仪、ZFX-1型智能雷管电阻分选仪等，它们的测量电流均为10mA，而且现有型号的整机电路设计复杂，生产成本高。专利201320509193.4《一种雷管电阻分选仪》中的测量电流降为2mA，但其恒流源电路及信号调理(弱信号放大)电路仍然和现有产品类似，使用模拟电路设计，分立器件搭建，不容易调校。专利201520829197.1《矿用电雷管电阻测试仪》采用双积分型A/D转换器ICL7107实现雷管电阻的测量，电路结构有所简化，但ICL7107分辨率只有3 1/2位，限制了其测量精度，同时其显示采用的是LED数码管，只能显示数值参数。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种工业电雷管电阻安全测试装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种工业电雷管电阻安全测试装置，包括：

MCU微控制器；

mA级数控恒流源，分别连接MCU微控制器和待测电雷管，用于响应所述MCU微控制器的控制信号，产生mA级别测试电流输入所述待测电雷管；

过流安全保护模块，与待测电雷管连接，用于判断通过待测电雷管的所述测试电流是否超过安全阈值；

雷管电阻测量电路，与待测电雷管连接，用于采集待测电雷管的电压信号，并输入MCU微控制器中，从而获得待测电雷管的阻值和测试结果；

辅助功能模块，与MCU微控制器连接，实现参数配置、信息显示、数据存储和通信；

稳压直流电源模块，为整个测试装置供电。

所述mA级数控恒流源具有清零引脚，该清零引脚与所述过流安全保护模块连接。

所述过流安全保护模块包括相连接的直流电流传感器和比较器，所述直流电流传感器与待测电雷管串联，所述比较器分别连接MCU微控制器和mA级数控恒流源。

所述雷管电阻测量电路包括依次连接的电阻-电压转换电路、信号放大电路和A/D模数转换电路，所述电阻-电压转换电路与待测电雷管连接，所述A/D模数转换电路与MCU微控制器连接。

所述信号放大电路和A/D模数转换电路集成于MCU微控制器中，MCU微控制器通过内部总线对所述信号放大电路和A/D模数转换电路进行读写控制。

所述辅助功能模块包括分别与所述MCU微控制器连接的按键输入单元、OLED显示单元、存储接口单元和通信接口单元。

所述辅助功能模块还包括与所述MCU微控制器连接的蜂鸣器告警单元。

所述稳压直流电源模块包括依次连接的电池管理电路、可充电电池和多路DC/DC转换电路。

所述MCU微控制器、mA级数控恒流源、过流安全保护模块、雷管电阻测量电路、辅助功能模块和稳压直流电源模块安装于一内部电路安装板上。

该装置还包括一外部机械结构，设置于所述内部电路安装板外，所述内部电路安装板通过紧固件固定于外部机械结构上；

该外部机械结构包括相连接的底座端盖和面板端盖，所述底座端盖包括底座外壳、外部测量端子接口、外部电源安装接口和外部通信安装接口，所述的面板端盖包括面板外壳、键盘安装接口、显示安装接口和电源按钮自锁开关安装接口，所述外部机械结构的各部件间设置有密封圈。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型采用能够输出安全的mA级别恒定电流的精密mA级数控恒流源作为测试电流发生装置，安全性高，具备国家标准GB 8031-2015《工业电雷管》规定对雷管全电阻测试的能力，符合电阻测量分辨率不小于0.1Ω，测量电流不大于30mA，安全电流为0.2A的测试要求。与采用分立晶体管电路或者V/I电路搭建的技术相比，精密mA级数控恒流源具有高精度、温度系数小、全集成、低成本、可靠性高、调试简单方便的优点。

2、本实用新型设置有过流安全保护模块，实时检测测试电流的大小，在超过安全阈值时中断测试，以保护测试安全。

3、本实用新型设置信号放大电路，增大动态范围。

4、本实用新型信号放大电路和A/D模数转换器都集成在MCU微控制器内部，由MCU微控制器通过内部总线读写控制，与使用分立元件搭建信号放大电路和A/D模数转换器的常规方法相比，电路设计更加简单，功能更强，调校更方便，可靠性更高，且使用内部电路输出基准电压进一步提高了测量精度。

5、本实用新型稳压直流电源模块包括电源管理电路，可在电池电量不足时接入外部电源充电，提高电源可靠性。本实用新型的稳压直流电源模块具有功能电路高度集成化、电气连接简单、稳定性好等优点。

6、本实用新型辅助功能模块包括OLED显示单元，具有体积更小、重量更轻、分辨率更高、功耗更低、接口更简单、可显示图形和多行文本的优点，直接支持3.3V供电，更适合作为便携式仪器的显示模块使用。

7、本实用新型存储接口单元集成于MCU微控制器中，与采用外置FLASH芯片或者外置EEPROM芯片的技术方案相比，使用内部FlexMemory作为存储模块，具有速度快、电路封装于微控制器内部、无需外部额外添加EEPROM、成本节约、性能卓越的优点。

8、本实用新型还包括外部机械结构，有效保护内部电路，可以提供标识功能，同时可以通过对外部机械结构的优化设计，保证设计的合理性和产品的便携性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型mA级数控恒流源电路示意图；

图3为本实用新型过流安全保护模块示意图；

图4为本实用新型雷管电阻测量电路示意图；

图5为本实用新型稳压直流电源模块示意图；

图6为本实用新型辅助功能模块示意图；

图7为本实用新型外部机械结构的示意图；

图8为本实用新型外部机械结构的侧视图；

图9为图7中A-B剖视图；

图10为图8中C-D剖视图；

图11为本实用新型软件系统的主程序流程图；

图12为本实用新型软件系统的中断流程图；

图中，1、电路系统，2、软件系统，3、机械结构，4、MCU微控制器，5、mA级数控恒流源，6、过流安全保护模块，7、雷管电阻测量电路，8、辅助功能模块，9、稳压直流电源模块，10、电阻-电压转换电路，11、信号放大电路，12、A/D模数转换电路，13、按键输入单元，14、OLED显示单元，15、存储接口单元，16、通信接口单元，17、内部电路安装板，18、紧固件，19、底座外壳，20、外部测量端子接口，21、外部电源安装接口，22、外部通信安装接口，23、半埋螺纹孔，24、面板外壳，25、键盘安装接口，26、显示模块安装接口，27、电源按钮自锁开关安装接口，28、装置铭牌。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种工业电雷管电阻安全测试装置，包括电路系统1和机械结构3三个部分。电路系统1安装在机械结构内部，电路系统可以安全测量工业电雷管电阻并存储数据。机械结构可以保护内部的电路系统。

本实施例中，电路系统1包括MCU微控制器4、mA级数控恒流源5、过流安全保护模块6、雷管电阻测量电路7、辅助功能模块8和稳压直流电源模块9。其中，MCU微控制器4为内置FlexMemory模块的32位Kinetis低功耗微控制器，启动测试工作后，控制mA级数控恒流源5输出安全的mA级别恒定电流作为测试电流，该测试电流通过被测雷管，由雷管电阻测量电路7产生一个正比于被测雷管电阻值的电压，并转化为数字信号传送至MCU微控制器4，进行数据处理，获得待测电雷管的阻值和测试结果，通过辅助功能模块8将雷管电阻具体阻值和检测结果展示并存储，也可按照上位机要求上传。过流安全保护模块6串联接入到mA级数控恒流源5和雷管电阻测量电路7之间，当超过电流允许的安全阈值时，断开测试回路并发声警告显示提示，以保护测试安全。稳压直流电源模块9为电路系统提供正常工作时所需的各路直流电压。

实施例2

如图2所示，本实施例中，mA级数控恒流源5为精密电流源，采用可编程电流源集成电路芯片IC1，芯片型号为AD5420，直接输出安全的mA级别恒定电流，信号输出具有开路保护功能。该mA级数控恒流源5提供SPI接口，与MCU微控制器4的SPI接口进行对接，由MCU微控制器4控制数控恒流源输出指定数值的测试电流，典型值为2mA。精密mA级数控恒流源模拟电源+15V和数字电源+3.3V由稳压直流电源模块9提供，模拟地和数字地单点共地连接。其它同实施例1。

本实施例中，精密mA级数控恒流源还提供CLEAR清零功能引脚，当此引脚电平为高电平时，恒流源输出自动设置为最小值零。清零引脚与过流安全保护模块6连接。

与采用分立晶体管电路或者V/I电路搭建的技术相比，本实施例的精密mA级数控恒流源具有高精度、温度系数小、全集成、低成本、可靠性高、调试简单方便的优点。

实施例3

如图3所示，本实施例的过流安全保护模块包括相连接的直流电流传感器IC2和比较器IC3，直流电流传感器IC2感测通过待测电雷管Rx的测试电流大小，转换为电压信号输出UG，再和已经转换为电压值的电流安全阈值进行比较，电流传感器输出电压信号接比较器IC3的正输入端，安全阈值电压接比较器IC3的负输入端，比较器IC3的输出送入mA级数控恒流源的CLEAR清零功能引脚，同时送入MCU微控制器4的输入中断端口。电流安全阈值电压设置由12位DAC数模转换器IC4完成，DAC数模转换器IC4的输出作为电流安全阈值电压。直流电流传感器IC2采用维博电子WB I121G07。比较器IC3采用通用电压比较器LM393，比较器输出需要加上拉电阻，即在比较器电源DC+5V和比较器IC3的输出引脚之间连接第一电阻R1，取值范围一般在5kΩ-50kΩ之间。DAC数模转换器IC4集成于MCU微控制器4内部，由MCU微控制器通过内部总线控制DAC输出所述比较器需要的电流安全阈值电压值。过流安全保护模块的模拟电源DC+15V、DC-15V和数字电源DC+5V、DC+3.3V由稳压直流电源模块9提供，模拟地和数字地单点共地连接。当电流传感器输出电压信号小于安全阈值时，比较器18电路输出为低电平，mA级数控恒流源5正常输出，MCU微控制器4输入中断不触发。电流传感器输出电压信号大于安全阈值时，比较器18电路输出跳变为高电平信号，电流源芯片IC1输出自动设置为最小值零，同时MCU微控制器4的输入中断触发，在微控制器中断处理程序中控制电流源芯片IC1关闭电流输出，以保护测试安全。其它同实施例1。

实施例4

如图4所示，本实施例的雷管电阻测量电路7包括电阻-电压转换电路10、信号放大电路11和A/D模数转换电路12。其它同实施例1。

电阻-电压转换电路10将mA级数控恒流源5输出的测试电流I通过被测电雷管Rx，产生一个正比于被测雷管电阻值的电压U，此电压信号经过模拟低通滤波电路滤除高频干扰后，送入信号放大电路11的差分输入端PGA0_DP和PGA0_DM。模拟低通滤波电路由第二电阻R2、第三电阻R3、第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3组成，第二电阻R2和第三电阻R3取值1kΩ，第一电容C1取值100nF，第二电容C2和第三C3取值10nF。信号放大电路11在低幅值小信号馈入A/D模数转换电路12的模拟输入端DAD2之前将其放大，从而增大动态范围。信号放大电路11主要由可编程增益放大器(PGA)IC5组成，实际集成于32位Kinetis低功耗微控制器的内部，当测试电流设置为2mA时，片内可编程增益放大器IC5使用64倍放大增益。A/D模数转换电路12将送来的电压进行模数转换，转换的结果以数字方式输出，并送到微控制器中进行数据处理。A/D模数转换电路12主要由16位模数转换器(ADC16)IC6和参考电压基准IC7组成，模数转换器IC6工作时使用16位差分输入工作模式，比12位模数转换器精度更高，实际集成于32位Kinetis低功耗微控制器的内部，参考电压基准IC7输出稳定的基准电压VREF提供给模数转换器IC6，实际电路没有采用外部芯片搭建，而是直接由微控制器内部电路输出1.2V基准电压，比直接使用电源电压作电压基准进一步提高了测量精度。本实施例的雷管电阻测量电路与常规使用分立元件搭建完成电阻测量电路方式不同的是，信号放大电路11和A/D模数转换器12都集成在32位Kinetis低功耗微控制器内部，由微控制器通过内部总线读写控制，与使用分立元件搭建信号放大电路和A/D模数转换器的常规方法相比，本实用新型电路设计更加简单，功能更强，调校更方便，可靠性更高。

实施例5

如图5所示，本实施例的稳压直流电源模块9包括可充电电池BT、电池管理电路和多路DC/DC转换电路，具有功能电路高度集成化、电气连接简单、稳定性好等优点。其它同实施例1。

本实施例中，可充电电池BT选用容量2500mAh的锂-聚合物可充电电池，作为便携式测试装置的能源来源。电池管理电路由电源输入接口J1、线性锂离子电池充电芯片IC7、电源开关SW1、第四电容C4、第五电容C5、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2组成。电源输入接口JP1的1脚接输入直流电源的正端，电源输入接口J1的2脚接输入直流电源的负端地，外接输入电源的电压范围在4.5V～6V之间。第四电容C4用于输入电压的滤波。线性锂电池充电芯片IC7型号选用CN3052A，IC7的4脚和8脚连接到输入直流电源的正端，IC7的3脚和1脚连接到输入直流电源的负端地，IC7的2脚通过第六电阻R6连接到输入直流电源的负端地，用于设置充电电流的大小，IC7的7脚连接到第五电阻R5，第二发光二极管LED2和第五电阻R5用于电池管理电路的充电状态显示，IC7的6脚连接到第四电阻R4，第一发光二极管LED1和第四电阻R4用于电池管理电路的错误状态显示，IC7的5脚是电池连接端引脚BAT，向电池提供充电电流和4.2V的调制电压，IC7的5脚输出经与第七电阻R7和第五电容C5的串联支路连接到电源的负端地，对输出起滤波作用，第七电阻R7采用0.3Ω阻值电阻，第五电容C5采用电解电容。当输入电源的电压掉电时，IC7进入低功耗工作模式，电池的电流消耗小于3微安。

可充电电池BT的正端连接到IC7的5脚输出，可充电电池BT的负端连接到输入直流电源的负端地。可充电电池BT的正端通过自锁开关SW1连接到后级的多路DC/DC转换电路。电池管理电路可在电池电量不足时接入外部电源充电，在电池电量能满足正常工作需要时，自锁开关SW1按下接通并保持电池输出，自锁开关SW1弹起时断开电池输出。

多路DC/DC转换电路将可充电电池BT的输出电压转换为电路系统工作时所需的各路直流电压，包括模拟电源DC+15V、DC-15V和数字电源DC+5V、DC+3.3V。多路DC/DC转换电路主要由高效升压器IC8、低压差(LDO)稳压器IC9和隔离双路电压模块电源IC10。高效升压器IC8选用TPS81256，IC8的C1和C2管脚与自锁开关的输出引脚相连接。第六电容C6的正端与IC8的C1和C2管脚相连接，第六电容C6的负端与电源地相连接，起输入滤波作用，第六电容C6采用电解电容。IC8的B2管脚通过第八电阻R8与IC8的C1和C2管脚相连接，当自锁开关SW1按下导通时，IC8的C1和C2管脚与可充电电池BT的正端接通，B2管脚电平被第八电阻R8上拉至电池BT的电压VBat，使能IC8开始工作。IC8的A1、A2和B1管脚连接到电源地。IC8的A3、B3和C3管脚为电源输出管脚，输出DC+5V电压，工作电流能达到550mA以上。第七电容C7的正端与IC8的A3、B3和C3输出管脚相连接，第七电容C7的负端与电源地相连接，起输出滤波作用，第七电容C7采用电解电容。第三发光二极管LED3和第九电阻R9串联后连接IC8的输出引脚和电源地，用于IC8输出电压的显示指示。低压差(LDO)稳压器IC9选用SPX1117-3.3，将DC+5V的电压转换为DC+3.3V。IC9的3脚接IC8的输出引脚，输入DC+5V电压，IC9的1脚接直流电源地，与数字电源地相连接，IC9的3脚输出DC+3.3V，最大工作电流可达800mA。第八电容C8的正端与IC9的3脚相连接，第八电容C8的负端与电源地相连接，起输入高频滤波作用。第九电容C9的正端与IC9的3脚相连接，第九电容C9的负端与电源地相连接，起输入低频滤波作用。第十电容C10的正端与IC9的2脚相连接，第十电容C10的负端与电源地相连接，起输出滤波作用。隔离双路电压模块电源IC10选用A0515S-2WR2，用于获得模拟电源DC+15V和DC-15V。IC10的1脚接直流电源地，IC10的2脚通过电感L1和IC8的输出引脚相连接。第十一电容C11的正端与IC8的输出引脚相连接，第十一电容C11的负端与电源地相连接。第十二电容C12的正端与IC10的2脚相连接，第十二电容C12的负端与电源地相连接。第一电感L1、第十一电容C11和第十二电容C12组成C-L-C结构的π型LC复合型滤波器，用于输入电源的滤波。IC10的4脚接隔离输出电源地，与模拟电源地相连接，IC10的7脚输出DC+15V，IC10的5脚输出DC-15V。第十三电容C13的正端与IC10的7脚相连接，第十三电容C13的负端与IC10的4脚相连接。第十四电容C14的正端与IC10的4脚相连接，第十四电容C14的负端与IC10的5脚相连接。第十三电容C13和第十四电容C14用于输出滤波。

实施例6

如图6所示，本实施例的辅助功能模块8包括按键输入单元13、OLED显示单元14、蜂鸣器告警单元、存储接口单元15和通信接口单元16。其它同实施例1。

按键输入单元13包括按键输入接口JP2，为4x5矩阵键盘的输入接口，JP2的1～9管脚与微控制器的PB0～PB8管脚一一对应连接。

OLED显示单元14包括显示接口JP3，选用分辨率128x64的0.96吋OLED模块，JP3的1脚接数字电源地，JP3的2脚接数字电源DC+3.3V，JP3的3脚与与微控制器的PB21脚连接，JP3的4脚与与微控制器的PB22脚连接，JP3的5脚与与微控制器的PB18脚连接，JP3的6脚与与微控制器的PB19脚连接，JP3的7脚与与微控制器的PB20脚连接。与LED数码管显示的技术方案相比，OLED显示单元具有体积更小、重量更轻、分辨率更高、功耗更低、接口更简单、可显示图形和多行文本的优点，直接支持3.3V供电，更适合作为便携式仪器的显示模块使用。

蜂鸣器告警单元由第十电阻R10、第十一电阻R11、二极管D1、NPN三极管Q1和蜂鸣器BEEL1组成，驱动信号由微控制器的PB9提供，第十电阻R10和第十一电阻R11起限流分压作用，NPN三极管Q1起电流放大作用，三极管Q1的基极经过第十电阻R10与微控制器的PB9脚连接，三极管Q1的基极经过第十一电阻R11与数字电源地连接，三极管Q1的发射极与数字电源地连接。蜂鸣器BELL1的正极接数字电源DC+3.3V，BELL1的负极接NPN三极管Q1的集电极。二极管D1的正极接蜂鸣器BELL1的负极，二极管D1的负极接蜂鸣器BELL1的正极，起保护蜂鸣器的作用。当微控制器的PB9脚输出高电平时，三极管Q1导通以足够的电流驱动蜂鸣器发声，当微控制器的PB9脚输出低电平时，三极管Q1截止蜂鸣器不发声。

存储接口单元15采用Kinetis系列微控制器的内部FlexMemory存储模块，利用微处理器的内部总线进行读写操作，FlexMemory由FlexNVM，FlexRAM和内置的固件firmware组成，可以组合起来仿真成EEPROM，支持字节的读写擦等操作。与采用外置FLASH芯片或者外置EEPROM芯片的技术方案相比，使用内部FlexMemory作为存储模块，具有速度快、电路封装于微控制器内部、无需外部额外添加EEPROM、成本节约、性能卓越的优点。

通信接口单元16包括TTL-RS232驱动器芯片IC12、第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19和通信接口JP4。TTL-RS232驱动器芯片IC12采用MAX3232，具有低压差发送器输出级功能，利用双电荷泵在3.0V至5.5V电源供电时能够实现真正的RS-232性能。通信接口单元中，RS232驱动器IC12使用数字电源DC+3.3V供电，第十五电容C15、第十六电容C16、第十七电容C17、第十八电容C18这四个外部电容作为电荷泵电容，容值为0.1uF，第十九电容C19用于数字电源的退耦滤波，容值为0.1uF。通信接口JP4选用标准DB9接头，用于和外部计算机RS232通信接口连接。通信接口JP4的5脚接数字电源地，通信接口JP4的2脚接RS232驱动器IC12的14脚，通信接口JP4的3脚接RS232驱动器IC12的13脚。

实施例7

本实施例中，机械结构3包括一内部电路安装板17上，MCU微控制器、mA级数控恒流源、过流安全保护模块、雷管电阻测量电路、辅助功能模块和稳压直流电源模块安装于该内部电路安装板17上。其余同实施例1。

实施例8

如图7-10所示，本实施例中，机械结构3还包括一外部机械结构，内部电路安装板17通过紧固件18固定于外部机械结构内，紧固件18包括螺钉和螺柱，和外部机械结构内部的半埋螺纹孔23配合。该外部机械结构可以保护内部结构并提供电气接口。其余同实施例7。

外部机械结构包括相连接的底座端盖和面板端盖。底座端盖包括底座外壳19、外部测量端子接口20、外部电源安装接口21和外部通信安装接口22，面板端盖包括面板外壳24、键盘安装接口25、显示模块安装接口26、电源按钮自锁开关安装接口27和装置铭牌28。外部结构可以保护内部的电路系统，标识装置功能信息，同时，外部结构进行结构优化设计，保证设计的合理性和产品的便携性。结构优化设计包括外形设计和防水设计。外形设计包括外部结构的三维尺寸和质量设计，可以控制所述测试装置在合理范围内，提高其便携性。防水设计包括外部测量端子接口20、外部电源安装接口21、外部通信安装接口22和电源按钮自锁开关安装接口27采用密封圈，显示模块安装接口26采用透明有机玻璃与外壳之间要密封，键盘安装接口25与外壳之间要密封，底座外壳19和面板外壳24之间要密封，防水设计可以保护内部电路。

实施例9

工业电雷管电阻安全测试装置的电路系统内可运行软件系统2，控制电路系统正常工作，将雷管电阻具体阻值和检测结果通过可视化界面展示出来，随后通过存储接口单元存储数据，并可通过电路系统中串口通信电路按照上位机要求上传。安装并运行于电路系统1内的软件系统2包括系统初始化程序、电雷管全电阻阻值测试程序、系统参数配置程序和过流安全保护中断处理程序。

如图11所示，基于上述工业电雷管电阻安全测试装置的测试方法，包括以下步骤：

1)加电初始化。运行系统初始化程序，初始化失败则结束运行，初始化成功则由用户选择进入电雷管全电阻阻值测试程序或者系统参数配置程序，控制电路系统1中的功能模块正常工作，完成测试功能后返回，等待用户操作。系统初始化程序包括微控制器的初始化配置、外设的初始化配置、功能电路的初始化配置。系统初始化程序用于系统在加电后开始工作前的初始化，系统初始化程序运行后电路系统中的各个输出信号归零。

2)接收工作模式选择命令，所述工作模式包括电雷管全电阻阻值测试模式和系统参数配置模式。

3)根据所述工作模式选择命令执行相应操作。

在电雷管全电阻阻值测试模式下运行电雷管全电阻阻值测试程序，电雷管全电阻阻值测试程序具体为：控制数控恒流源5输出安全的mA级别恒定电流，控制雷管电阻测量电路7正常采集与转换待测电雷管电阻上的电压信号，转换的结果以数字方式送到Kinetis微控制器中进行数据处理，获得待测电雷管电阻阻值后，判断是否在预设的阻值合格范围内，通过显示模块显示雷管电阻测试结果，通过串口通信接口上传测试结果。

在系统参数配置模式下运行系统参数配置程序，包括预设的安全测试电流数值的设置、预设的阻值合格范围指标的设置、预设的电流过流安全保护阈值的设置。系统参数配置程序，在更改参数设置数值后，自动存储到存储模块中，下次加电运行时，软件系统调用存储后的参数运行。

获得待测电雷管电阻阻值后，判断是否在预设的阻值合格范围内，显示电阻测试结果；同时过流安全保护模块在所述测试电流超过安全阈值时产生中断信号发送给MCU微控制器和mA级数控恒流源，运行过流安全保护中断处理程序，暂停测试。过流安全保护中断处理程序包括中断的响应、中断的处理和中断的退出。过流安全保护模块在测试电流超过阈值时，会提供一个低电平到高电平的跳变电信号连接到微控制器的外部中断引脚上，由过流安全保护中断处理程序响应此中断信号，暂停测试程序的运行，在中断处理程序中判断是否过流，如过流则关闭恒流源的输出以保护测试安全，同时控制蜂鸣器BELL1发声提示用户，在退出中断处理程序时恢复测试程序运行。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，包括：

MCU微控制器(4)；

mA级数控恒流源(5)，分别连接MCU微控制器(4)和待测电雷管，用于响应所述MCU微控制器(4)的控制信号，产生mA级别测试电流输入所述待测电雷管；

过流安全保护模块(6)，与待测电雷管连接，用于判断通过待测电雷管的所述测试电流是否超过安全阈值；

雷管电阻测量电路(7)，与待测电雷管连接，用于采集待测电雷管的电压信号，并输入MCU微控制器(4)中，从而获得待测电雷管的阻值和测试结果；

辅助功能模块(8)，与MCU微控制器(4)连接，实现参数配置、信息显示、数据存储和通信；

稳压直流电源模块(9)，为整个测试装置供电。

2.根据权利要求1所述的工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，所述mA级数控恒流源(5)具有清零引脚，该清零引脚与所述过流安全保护模块(6)连接。

3.根据权利要求1所述的工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，所述过流安全保护模块(6)包括相连接的直流电流传感器和比较器，所述直流电流传感器与待测电雷管串联，所述比较器分别连接MCU微控制器(4)和mA级数控恒流源(5)。

4.根据权利要求1所述的工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，所述雷管电阻测量电路(7)包括依次连接的电阻-电压转换电路(10)、信号放大电路(11)和A/D模数转换电路(12)，所述电阻-电压转换电路(10)与待测电雷管连接，所述A/D模数转换电路(12)与MCU微控制器(4)连接。

5.根据权利要求4所述的工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，所述信号放大电路(11)和A/D模数转换电路(12)集成于MCU微控制器(4)中，MCU微控制器(4)通过内部总线对所述信号放大电路(11)和A/D模数转换电路(12)进行读写控制。

6.根据权利要求1所述的工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，所述辅助功能模块(8)包括分别与所述MCU微控制器(4)连接的按键输入单元(13)、OLED显示单元(14)、存储接口单元(15)和通信接口单元(16)。

7.根据权利要求1所述的工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，所述辅助功能模块(8)还包括与所述MCU微控制器(4)连接的蜂鸣器告警单元。

8.根据权利要求1所述的工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，所述稳压直流电源模块(9)包括依次连接的电池管理电路、可充电电池和多路DC/DC转换电路。

9.根据权利要求1所述的工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，所述MCU微控制器(4)、mA级数控恒流源(5)、过流安全保护模块(6)、雷管电阻测量电路(7)、辅助功能模块(8)和稳压直流电源模块(9)安装于一内部电路安装板(17)上。

10.根据权利要求9所述的工业电雷管电阻安全测试装置，其特征在于，该装置还包括一外部机械结构，设置于所述内部电路安装板(17)外；

该外部机械结构包括相连接的底座端盖和面板端盖，所述底座端盖包括底座外壳(19)、外部测量端子接口(20)、外部电源安装接口(21)和外部通信安装接口(22)，所述的面板端盖包括面板外壳(24)、键盘安装接口(25)、显示安装接口(26)和电源按钮自锁开关安装接口(27)，所述外部机械结构的各部件间设置有密封圈。