專利名稱：一種多芯電纜檢測儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電纜檢測儀器，尤其是一種多芯電纜檢測儀。
背景技術：
許多行業在裝配完多芯電纜后，都需對多芯電纜開路、短路、導通情況進行測試，但大多數行業的電纜線的通斷測試仍然停留在手工階段，使用萬用表或蜂鳴器，兩人配合，逐點進行通斷檢測，這種方法適用于數量少，芯線少的產品。也有電纜測試儀器專門生產廠家，將電纜絕緣測試、高壓測試、通斷測試、短路測試等功能集成在一起。使用萬用表或蜂鳴器，兩人配合，逐點進行通斷檢測，這對多芯電纜的測試來說是速度慢、強度大、單調、重復、極易產生疲勞的勞動，工作效率極低，尤其在測試短路方面，弓丨腳越多測試就復雜，特別容易存在人為失誤，漏查比較嚴重，難以保證測試質量。專用測試儀器價格昂貴，測試操作復雜，使用不方便。中國專利號為93203883.2的專利文獻公開了一種多芯電纜檢測儀，包括外殼、操作開關、指示燈、數碼管、電纜插座和檢測電路部分。該專利沒有采用上位機控制的方式，測試儀器電路結構復雜，體積大，通過人工比較電纜兩邊的電平信號判斷纜芯的通斷、短路，速率慢且容易出錯。中國專利號為200710017384.8的專利文獻公開了一種檢測電纜的檢測設備，包括控制器，控制器的I/o端的人機界面和測量模塊，還包括接于所述控制器的I/O端的驅動器，與驅動器相連接的機械手，與機械手連接的測針，控制器和測量模塊通過切換開關與測針相連通，機械手為三自由度機械手。這種專用的測試儀器價格昂貴，操作復雜，造成檢測成本增加，很難普及。中國專利號為200820160694.5的專利文獻公開了一種快速電纜檢測儀，由與輸入電纜線根數對應的或門、四輸入與門和三態緩沖器、數碼顯示管構成，檢測電纜分別接在對應的或門的輸入端，或門輸出端接四輸入與門，四輸入與門的輸出端接三態緩沖器、三態緩沖器連接數碼顯示管。該專利沒有采用上位機控制方式，且檢測的時候需要手動將每根電纜纜芯連接到數字門電路，操作非常復雜，且一次最多只能檢測8根纜芯，速率很低。
發明內容本實用新型的目的是提供一種使用方便、價格低廉、工作可靠的檢測儀，能快速、準確的測試多芯電纜的通斷和短路故障。為了達到上述目的，本實用新型提供了一種多芯電纜檢測儀，包含上位機、下位機。所述下位機包含電源電路、串口電路、單片機及外圍電路、輸入端多選一開關電路、輸出端多選一開關電路、多個成對多芯電纜插座和轉接電纜插頭、A/D轉換電路，其中，所述串口電路、所述輸入端多選一開關電路、所述輸出端多選一開關電路、所述A/D轉換電路均與所述單片機連接，所述成對多芯電纜插座與所述輸入端多選一開關電路、所述輸出端多選一開關電路連接，所述上位機通過串口和所述下位機通信連接。所述上位機通過串口和所述下位機通信連接。所述輸入端多選一開關選擇電路嵌有一個分壓電阻、一個分流電阻和至少一個模擬開關芯片。所述輸出端多選一開關選擇電路嵌有至少一個模擬開關芯片。所述模擬開關芯片采用⑶4067。所述A/D轉換電路含電壓跟隨器和模數轉換器。所述電壓跟隨器采用單電源運算放大器AD8605，所述模數轉換器采用AD7694。本實用新型能夠快速、準確的檢測多芯電纜組件、轉接盒的通斷、短路現象，能夠自動檢測和自動報告故障點、存儲檢測數據等功能。具有操作簡單、價格便宜，可廣泛應用于多芯電纜組件的批量生產
:圖1為本實用新型設計框圖。圖2為單片機及外圍電路圖。圖3為串口電路圖。圖4為A/D轉換電路圖。
具體實施方式
:本實用新型涉及的多芯電纜線快速通斷和短路檢測儀，圖1是本檢測儀的系統框圖。它包括上位機、下位機，上位機通過串口和所述下位機通信連接。上位機是平時常見的計算機，包括計算機硬件平臺和測試控制操作軟件，通過軟件控制下位機進行多芯電纜的測試；下位機外部設有多個成對的多芯電纜插座和轉接電纜插頭，檢測時，轉接電纜插頭與待測電纜兩頭連接后插入所述多芯電纜插座。上位機的構造。上位機包括硬件接口模塊、人機交互模塊、數據處理模塊、數據庫模塊，狀態顯示模塊五大部分。硬件接口模塊通過RS-232總線協議利用串口和下位機相連，把下位機采集的數據信號傳給上位機；人機交互模塊實現電纜信息錄入、電纜信息查詢、測試結果查看和保存等功能，數據處理模塊主要通過算法分析、優化測試數據，然后保存到數據庫，并且通過狀態顯示模塊直接在屏幕上顯示測試結果。下位機的構造。測試箱電路板包含:電源電路、單片機及其外圍電路、串口電路、A/D轉換電路、輸入端多選一開關電路、輸出端多選一開關電路。箱體上包含成對多芯電纜插座，與對應轉接電纜插頭成對使用。電源電路可以采用現有穩定直流電路。由于電源產生電路目前上市場上已有成熟產品，故本實用新型使用了現有穩定電源直流電路。單片機及外圍電路圖如圖2所示。單片機是整個下位機的核心部分，主要控制系統的測試通道選擇和控制AD轉換芯片數據轉換和讀取，將測試數據傳回計算機。單片機芯片選用AT89S52，是ATMEL公司的8位Flash單片機，是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器。AT89S52具有8K字節在系統可編程Flash存儲器，1000次擦寫周期，可在線編程，256字節RAM，32位I/O 口線，看門狗定時器，8個中斷源，全雙工UART (通用異步接收/發送裝置)串行通道，實現與計算機的通訊。單片機也可使用如AT89C51、AT89S51等型號。外圍電路包括振蕩電路、復位電路、系統工作指示電路、偏置電路。振蕩電路為系統提供11.0592MHZ的工作頻率。該電路由一個晶振(Y1)、兩個電容(C8，C9)構成。晶振頻率為11.05902MHZ，兩個電容(C8，C9)均為20PF。晶振(Yl)—個引腳與AT89S52振蕩器反相放大器的輸出端，即18腳連接，并且與電容(C8)串聯后接地；另一引腳與AT89S52振蕩器反相放大器和內部時鐘發生電路的輸入端，即19腳連接，且與電容(C9)串聯后接地。對晶振(Yl)來說，兩個電容(C8，C9)構成負載電容。復位電路在系統上電時起復位作用。該電路由電阻(R31)、極性電容(C7)構成。極性電容(C7)正極接電源VDD ;負極連接AT89S52的復位輸入端，即9腳，并通過電阻(R31)接地。極性電容(C7)為16V/22uF，電阻(R31)阻值為10K。系統工作指示電路指示系統工作狀態。由發光二極管(D2)和電阻(R32)構成。發光二極管(D2)負極接地，正極與電阻(R32)串聯后接到AT89S52芯片外部數據存儲器讀選通輸入端，即17腳。當系統復位后，發光二極管(D2)每隔I秒閃爍一次。電阻(R32)阻值為 100KQ o偏置電路包含一阻值為IOK的上拉電阻(R34)，該電阻一端連接電源，另外的8個抽頭依次接AT89S52芯片P0.0—P0.7的管腳。串口電路如圖3所示。串口電路實現電平轉換。單片機有一個全雙工的串行通訊口，所以單片機和電腦之間可以方便的進行串口通訊。電腦的串口是RS232電平，而單片機的串口是TTL電平，本實用新型采用了專用芯片MAX232進行電平轉換。本實用新型采用了三線制連接串口，亦即電腦的9針串口只連接其中 的3根線 第5腳GND接地、第2腳RXD與MAX232第14引腳連接、第3腳TXD與MAX232第13腳連接。MAX232第12腳和AT89S52串行輸入口，即10腳連接，第11腳和AT89S52串行輸出口，即11腳連接。輸入端多選一開關電路含8個⑶4067芯片，一個限流電阻(R25)、分壓電阻(R38)，使用過程中調節分壓電阻(R38)獲得短路校準時更加精確的電阻值。VCC和VDD為兩個獨立的5V電源:VCC與分壓電阻(R38)和限流電阻(R25)串聯后與所述電路中8個⑶4067芯片I引腳連接，為系統提供一個AD采樣的基準電壓；VDD接24腳，為芯片提供工作電源。8個⑶4067芯片管腳連接情況是:各片的10、11、13、14腳對應于單片機的39、38、36、37腳連接；每片的12腳接地；各片的15腳分別對應于Pl 口 8個管腳對應連接；各片的其余腳分別與多芯電纜插座對應連接，共128個通路。輸出端多選一開關電路含8個⑶4067芯片，共128個通道。所述電路8個⑶4067芯片管腳連接情況是:各片的I腳接地；24腳接VDD ; 10、11、13、14腳分別與單片機的35、34、32、33腳連接；各片的15腳分別對應于P2 口 8個管腳對應連接；各片的其余腳分別與多芯電纜插座對應連接，共128個通路，與輸入端的128個通路——對應。上述的輸入端多選一開關電路和輸出端多選一開關電路中⑶4067芯片的個數根據實際工作情況需要在實際過程中增加或者減少，至少為一個，本實施例電路中最多檢測芯數為128芯，若需增加測試芯線數，可通過擴展控制芯片引腳和增加多選一開關電路來實現。上述的輸入端多選一開關電路和輸出端多選一開關電路也可以采用繼電器來組成。A/D轉換電路圖如圖4所示，AD轉換芯片選用AD公司AD7694，是一款16位、逐次逼近型模數轉換器(ADC)，采用單電源供電，電壓范圍從在2.75V至5.25V之間，5V供電時吞吐速率時可達250KSPS，基準電壓(REF)由外部提供，并且可以獨立于電源電壓，功耗和吞吐速率呈線性變化關系。AD8605為集成運算放大器芯片，做電壓跟隨器用，提高AD轉換時的電源內阻。兩個電阻(R33、R37)起限流保護作用。極性電容(ClO)對基準電壓進行濾波。AD7694的第5、6、7腳分別與單片機芯片的第12、13、14腳連接。當電纜所測纜芯導通時，纜芯體電阻產生電壓降，單片機掃描輸出端多選一開關電路，得到輸入端多選一開關電路⑶4067的I腳產生一個與該電壓降對應的模擬電壓信號，該信號經過AD7694轉化為數字信號傳給單片機。多芯電纜插座與轉接電纜插頭，是整個下位機與多芯電纜連接的部分，連接方式采用的現有方式技術。轉接電纜插頭A—端與多芯電纜插座輸入或輸出相連，另一端根據實際測試電纜的不同制作不同的插頭與待測多芯電纜相連。轉接電纜插頭B端與A類似。本實用新型所涉及的多芯電纜線快速通斷和短路檢測儀工作過程如下所述。使用者在上位機中輸入檢測信息，單片機接收指令后控制輸入端多選一開關電路對應通路導通，并依次掃描輸出端多選一開關電路，輸入端開關導通電壓、輸出端開關導通電壓和電纜芯線導通電壓之和轉化為數字信號，通過單片機傳回上位機，上位機中的數據處理模塊根據該信號計算出測試內芯芯線的電阻值，并與調零電阻值進行比較，進而判斷內芯芯線的通斷和短路狀態。
權利要求1.一種多芯電纜檢測儀，包含上位機、下位機，其特征在于:所述下位機包含電源電路、串口電路、單片機及外圍電路、輸入端多選一開關電路、輸出端多選一開關電路、多個成對多芯電纜插座和轉接電纜插頭、A/D轉換電路，其中，所述串口電路、所述輸入端多選一開關電路、所述輸出端多選一開關電路、所述A/D轉換電路均與所述單片機連接，所述成對多芯電纜插座與所述輸入端多選一開關電路、所述輸出端多選一開關電路連接， 所述上位機通過串口和所述下位機通信連接。
2.如權利要求1所述的一種多芯電纜檢測儀，其特征在于，所述輸入端多選一開關選擇電路嵌有一個分壓電阻、一個分流電阻和至少一個模擬開關芯片。
3.如權利要求1所述的一種多芯電纜檢測儀，其特征在于，所述輸出端多選一開關選擇電路嵌有至少一個模擬開關芯片。
4.如權利要求2或3所述的一種多芯電纜檢測儀，其特征在于，所述模擬開關芯片采用CD4067。
5.如權利要求4所述的一種多芯電纜檢測儀，其特征在于，所述A/D轉換電路含電壓跟隨器和模數轉換器。
6.如權利要求5所述的一種多芯電纜檢測儀，其特征在于，所述電壓跟隨器采用單電源運算放大器AD8605，所述模數轉換器采用AD7694。
專利摘要一種多芯電纜檢測儀，包含上位機、下位機，下位機中的串口電路、輸入端多選一開關電路、輸出端多選一開關電路、A/D轉換電路均與單片機連接，下位機中的多對多芯電纜插座與輸入端多選一開關電路、輸出端多選一開關電路連接；上位機通過串口和所述下位機通信連接。該方案中，將轉接電纜插頭與待測多芯電纜連接后插入多芯電纜插座，上位機發送測試指令給下位機，可以測試多芯電纜的通斷和短路。
文檔編號G01R31/02GK203164345SQ201320043969
公開日2013年8月28日 申請日期2013年1月28日 優先權日2013年1月28日
發明者王道金 申請人:四川九洲電器集團有限責任公司