CN2681145Y - 环型压敏电阻参数自动检测装置 - Google Patents

Abstract

环型压敏电阻参数自动检测装置涉及一种压敏电阻参数的自动检测装置，尤其是对环型多电极的压敏电阻的自动检测，该装置由信号采集电路、信号处理电路、输出及显示器所组成，其中信号处理电路包括工控电脑(1)，精密恒流源(2)；信号采集电路包括电极控制电路(3)，电压选择器(4)，数字游标卡尺(6)；输出及显示器包括数字万用表(5)，打印机(7)；该自动检测装置以工控电脑为核心，电极控制电路通过ISA总线插槽与工控电脑相接，数字万用表、数字游标卡尺分别通过RS232串行接口与工控电脑相接，精密恒流源的输出端分别接电极控制电路、电压选择器，打印机通过USB接口与工控电脑相接。

Description

环型压敏电阻参数自动检测装置

                          技术领域

本实用新型涉及一种压敏电阻参数的自动检测装置，尤其是对环型多电极的压敏电阻的自动检测，属于电子元件检测设备的技术领域。

                          背景技术

对于环型多电极压敏电阻参数的自动检测，源于上世纪八十年代中期从日本引进的设备，目前尚无替代产品。该设备需要100V恒流源，是用分立元件构成的。控制主机用早期PC机，用软驱加载程序，用BASIC语言编制的控制程序进行检测控制，检测数据直接打印。

它的恒流精度、稳定性不高，只能简单的显示测试数据，数据只能打印不能保存，人机界面较差，系统稳定性不高。

                          发明内容

技术问题：本实用新型的发明目的是提供一种工作稳定，操作简单，显示清晰，检测准确的环型压敏电阻参数自动检测装置。

技术方案：本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：环型压敏电阻参数自动检测装置由信号采集电路、信号处理电路、输出及显示器所组成，其中，信号处理电路包括工控电脑，精密恒流源，信号采集电路包括电极控制电路，电压选择器，数字游标卡尺，输出及显示器包括数字万用表，打印机；该自动检测装置以工控电脑为核心，电极控制电路通过ISA总线插槽与工控电脑相接，数字万用表、数字游标卡尺分别通过RS232串行接口与工控电脑相接，精密恒流源的输出端分别接电极控制电路、电压选择器，打印机通过USB接口与工控电脑相接。

精密恒流源由低压整流滤波电路、12V稳压电路、精密电压基准电路、1mA恒流电路、10mA恒流电路、高压整流滤波电路、稳压输出电路所组成，其中低压整流滤波电路、12V稳压电路、精密电压基准电路顺序串联连接，精密电压基准电路的输出端分别接1mA恒流电路和10mA恒流电路，1mA恒流电路和10mA恒流电路的输出端分别接插口“X2”，高压整流滤波电路的输出端接稳压输出电路，稳压输出电路的输出端接插口“X2”。

电极控制电路由地址译码电路、电极选择电路、电流选择电路、启动触发电路、电源滤波电路所组成，其中地址译码电路的输出端分别接电极选择电路、电流选择电路、启动触发电路；电流选择电路的输入端接插口“X6”，输出端接电极选择电路的输入端；电极选择电路的另一输入端接插口“X3”，输出端接插口“X5”；启动触发电路的另一输入端接插口“X4”。

用工控电脑作为控制显示器，它是系统的核心。用高精度恒流源给待测电极施加电流，恒流源的输出电压可分档调节，输出电流有1mA和10mA两组。由工控电脑来进行选择切换。用电极控制电路来控制测量待测元件的电极，可以任意测量3----9个电极的元件，其输出通过继电器直接连到具有多个电极的检测夹具上。工控电脑自动选择要施加的电流和要测量的电极，由数字万用表具体测量。数字万用表是一5 1/2位表，它具有232数字接口，工控电脑通过该口读取测量的结果。恒流源和电极控制电路做成两块印制电路板，直接装在工控电脑的机箱中，以ISA总线与电脑主机相连。工作时，操控夹具，夹具上的微动开关向工控电脑发出一信号，工控电脑在收到这一信号后通过电极控制电路自动选择应施加在待测电极间的电流值，并测量施加1mA时的电压值；10mA时的电压值；-10mA时的电压值。计算出非线性系数；极性率，一并将其放在显示器的一行显示。完成一组测量时(一组最大为一百个元件)，可对该组元件进行统计运算，找出该组元件每一个参数的最大值；最小值；平均值；离散度，并判断合格率。可对该组数据进行存盘保存，也可打印输出。

有益效果：本实用新型的环型压敏电阻参数自动检测装置为一种工作稳定，操作简捷，显示清晰，检测准确的自动检测装置。可自动测量各相邻电极之间在分别施加了1mA；10mA；-10mA电流时的电压值，並计算出相关参数的自动检测系统。提供恒流源的恒流精度小于0.1％，用PIII级工控电脑作为操作主机，用WINDOWS操作系统，用VC++编制控制检测程序，可以准确地测出数据，在屏幕上可以完整的显示全部数据和计算出的相关参数，数据可以随意保存和打印，人机界面友好，系统稳定性高。

                          附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的总体结构框图。

图2是本实用新型的电原理图。

以上的图中有：工控电脑1，精密恒流源2，电极控制电路3、电压选择器4、数字万用表5、数字游标卡尺6、打印机7。

图3是精密恒流源原理框图。

图4是精密恒流源电原理图。

以上的图中有：低压整流滤波电路8、12V稳压电路9、精密电压基准电路10、1mA恒流电路11、10mA恒流电路12、高压整流滤波电路13、稳压输出电路14。

图5是电极控制电路框图。

图6是电极控制电路原理图。

以上的图中有：地址译码电路15、电极选择电路16、电流选择电路17、启动触发电路18、电源滤波电路19。

                        具体实施方式

本实用新型的环型压敏电阻参数自动检测装置，由信号采集电路、信号处理电路、输出及显示器所组成，其中信号处理电路包括工控电脑1，精密恒流源2，信号采集电路包括电极控制电路3，电压选择器4，数字游标卡尺6，输出及显示器包括数字万用表5，打印机7；该自动检测装置以工控电脑1为核心，电极控制电路3通过ISA总线插槽与工控电脑1相接，数字万用表5、数字游标卡尺6分别通过RS232串行接口与工控电脑1相接，精密恒流源2的输出端分别接电极控制电路3、电压选择器4，打印机7通过USB接口与工控电脑1相接。

精密恒流源2由低压整流滤波电路8、12V稳压电路9、精密电压基准电路10、1mA恒流电路11、10mA恒流电路12、高压整流滤波电路13、稳压输出电路14所组成，其中低压整流滤波电路8、12V稳压电路9、精密电压基准电路10顺序串联连接，精密电压基准电路10的输出端分别接1mA恒流电路11和10mA恒流电路12，1mA恒流电路11和10mA恒流电路12的输出端分别接插口“X2”，高压整流滤波电路13的输出端接稳压输出电路14，稳压输出电路14的输出端接插口“X2”。

电极控制电路3由地址译码电路15、电极选择电路16、电流选择电路17、启动触发电路18、电源滤波电路19所组成，其中地址译码电路15的输出端分别接电极选择电路16、电流选择电路17、启动触发电路18；电流选择电路17的输入端接插口“X6”，输出端接电极选择电路16的输入端；电极选择电路16的另一输入端接插口“X3”，输出端接插口“X5”；启动触发电路18的另一输入端接插口“X4”。

构成精密恒流源2和电极控制电路3直接插入工控电脑1机箱内ISA插槽中；精密恒流源2的220v输入用电源线直接连接到工控电脑1的电源输入端，输出分成两路，一路把4种输出电压经机箱后一插座连接到电压选择器4的波段开关，另一路把两组恒流输出直接连接到电极控制电路插座X6之2和3Pin；同时，波段开关的输出也连接到电极控制电路3插座X6之1Pin；电极控制电路3的输出插座X3连接到检测夹具，测量插座X5经机箱后一插座连接到数字万用表5的输入端；数字万用表5的232数字接口直接联接到工控电脑1的串口；打印机7连接到到工控电脑1的USB接口；数字游标卡尺6的232口直接连接的工控电脑的另一串口。

在图1中，工控电脑1是系统的核心，它通过电极控制电路3自动选择精密恒流源2提供的两种电流值和电流极性及需检测的具体电极。电压选择器4选择检测电压值。数字万用表5测量电极间的电压值，测量结果通过其232口送入工控电脑。根据需要通过打印机7输出数据文件。电脑的另一232口连接数字游标卡尺，录入其测量的外形数据。

在图2中，显示了整机的电原理图。电极控制电路3是直接插在工控电脑1的ISA插槽中的。

在图3中，显示了精密恒流源2的原理框图。

在图4中，显示了精密恒流源电原理图，其中变压器(T2)、整流二极管(V5、V6、V7、V8)、电容(C3)构成高压整流滤波电路，产生约120V电压；电阻(R6)、稳压二极管(V9、V10、V11、V12)构成稳压电路，产生100v，75v，50v，25v的电压，通过插口“X2”输出。变压器(T1)、整流二极管(V1、V2、V3、V4)、电容(C1、C4)构成低压整流滤波电路，产生约16v左右的电压；稳压集成电路(N1)、电容(C2、C5)构成12v稳压电路；电压基准电路(N2)、电阻(R1)、电容(C7)构成精密电压基准；电阻(R2、R3、R4、R5)、电容(C8)、放大器(N3)、场效应管(V13)构成1mA恒流电路；电阻(R7、R8，、R10、R9，)、电容(C9)、放大器(N4)、场效应管(V14)构成10mA恒流电路。(其中电阻R9、R13、R2、R3、R7、R8应用低温度系数的精密电阻)这两组电流输出也通过插口“X2”输出。

在图5中，显示了电极控制电路框图。

在图6中，显示了电极控制电路电原理图，集成电路(D1、D2，、D3、D4)构成地址译码器；集成电路(D5、D12、D9、D10)构成继电器(J1-J8)(选择电极)控制电路；集成电路(D6、D1、D10、D13部分)构成继电器(J9、J10)(选择电流值和方向)控制电路，集成电路(D3C、D15A、D13)构成微动开关触发电路；集成电路(D16)为读取开关值电路；插口“X3”为“DB15”插座，输出控制电极；插口“X6”为“CON3”插座，输入恒流源；插口“X5”为“CON2”插座，与数字多用表相连。

整个系统由工控电脑，高精度恒流源，电极控制电路，检测夹具，电压选择开关，数字万用表，数字游标卡尺，打印机构成，恒流源和电极控制电路装在电脑机箱内，形成一个整体的控制显示器。程序通过向不同地址发送不同的数据形成不同的控制命令，对电极控制电路中的继电器进行控制，达到检测的目的。

图4恒流源电路中主要元件表如下：

名称                代号            型号

二极管              V1              1N4007

                    V2              1N4007

                    V3              1N4007

                    V4              1N4007

                    V5              1N4007

                    V6              1N4007

                    V7              1N4007

                    V8              1N4007

                    V9              IN5253

                V10                 IN5253

                V11                 IN5253

                V12                 IN5253

场效应管        V13                 IRF630

                V14                 IRF630

稳压器          N1                  7812

电压基准        N2                  LM399

运放            N3                  AD707

                N4                  AD707

变压器          T1                  220V/16V

                T2                  220V/110V

插头            X1                  CON2

                X2                  CON6

自恢复保险丝    BX1                 0.5A/300V

                BX2                 0.5A/300V

图5电极控制电路中主要元件如下

名称           代号                 型号

数字集成块     D1                   74HC08

               D2                   74HC02

               D3                   74HC00

               D4                   74HC138

               D5                    74HC373

               D6                    74HC373

               D9                    ULN2003

               D10                   ULN2003

               D12                   74HC240

               D13                   74HC240

               D15                   74HC74

               D16                   74HC240

               D17                   74HC373

继电器         J1                    G6A-12V

               J2                    G6A-12V

               J3                    G6A-12V

               J4                    G6A-12V

               J5                    G6A-12V

               J6                    G6A-12V

               J7                    G6A-12V

               J8                    G6A-12V

插座           X3                    DB15

               X5                    CON2

               X6                    CON3

Claims (3)

1.一种环型压敏电阻参数自动检测装置，由信号采集电路、信号处理电路、输出及显示器所组成，其特征在于信号处理电路包括工控电脑(1)，精密恒流源(2)，信号采集电路包括电极控制电路(3)，电压选择器(4)，数字游标卡尺(6)，输出及显示器包括数字万用表(5)，打印机(7)；该自动检测装置以工控电脑(1)为核心，电极控制电路(3)通过ISA总线插槽与工控电脑(1)相接，数字万用表(5)、数字游标卡尺(6)分别通过RS232串行接口与工控电脑(1)相接，精密恒流源(2)的输出端分别接电极控制电路(3)、电压选择器(4)，打印机(7)通过USB接口与工控电脑(1)相接。

2.根据权利要求1所述环型压敏电阻参数自动检测装置，其特征是精密恒流源(2)由低压整流滤波电路(8)、12V稳压电路(9)、精密电压基准电路(10)、1mA恒流电路(11)、10mA恒流电路(12)、高压整流滤波电路(13)、稳压输出电路(14)所组成，其中低压整流滤波电路(8)、12V稳压电路(9)、精密电压基准电路(10)顺序串联连接，精密电压基准电路(10)的输出端分别接1mA恒流电路(11)和10mA恒流电路(12)，1mA恒流电路(11)和10mA恒流电路(12)的输出端分别接插口“X2”，高压整流滤波电路(13)的输出端接稳压输出电路(14)，稳压输出电路(14)的输出端接插口“X2”。

3.根据权利要求1所述环型压敏电阻参数自动检测装置，其特征是电极控制电路(3)由地址译码电路(15)、电极选择电路(16)、电流选择电路(17)、启动触发电路(18)、电源滤波电路(19)所组成，其中地址译码电路(15)的输出端分别接电极选择电路(16)、电流选择电路(17)、启动触发电路(18)；电流选择电路(17)的输入端接插口“X6”，输出端接电极选择电路(16)的输入端；电极选择电路(16)的另一输入端接插口“X3”，输出端接插口“X5”；启动触发电路(18)的另一输入端接插口“X4”。

Images