一種開爾文連接故障檢測電路及方法與流程

本發(fā)明涉及基本電子電路領(lǐng)域，具體為一種開爾文連接故障檢測電路及方法。

背景技術(shù)：

開爾文四線檢測（kelvinfour-terminalsensing），也被稱之為四端子檢測（4t檢測，4tsensing）、四線檢測或4點(diǎn)探針法，它是一種電阻抗測量技術(shù)，使用單獨(dú)的對載電流和電壓檢測電極，相比傳統(tǒng)的兩個終端（2t）傳感能夠進(jìn)行更精確的測量。四線開爾文測試的目的是扣除導(dǎo)線電阻帶來的壓降。一段30cm長導(dǎo)線的等效電阻大概是十毫歐姆到百毫歐姆，如果通過導(dǎo)線的電流足夠大（比如是安培級的話），那么導(dǎo)線兩端的壓降就達(dá)到幾十到上百mv。如想準(zhǔn)確測量負(fù)載兩端的電壓就必須扣除導(dǎo)線電阻帶來的壓降。但開爾文四線檢測必須保證高端和低端的端子在器件端短路，確保四線連接正常，故在進(jìn)行開爾文檢測時，需要進(jìn)行開爾文故障檢測，確保接觸的可靠性。現(xiàn)有的開爾文故障檢測方式，采用搭接內(nèi)部環(huán)路，檢測環(huán)路通斷是否異常。但開爾文故障檢測時通常會連接外接測試器件，現(xiàn)有方法會對器件端造成影響，嚴(yán)重情況下甚至打壞器件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種開爾文連接故障檢測電路及方法，在進(jìn)行開爾文測量接觸故障檢測時，通過浮動電容充放電實(shí)現(xiàn)故障檢測，保證器件端不會受到影響，確保安全性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種開爾文連接故障檢測電路，包括用于開爾文檢測電路的被測組件和測試針床，測試針床的四個探針分為兩組探觸被測組件，開爾文檢測電路的兩組測試線路分別連接測試針床的兩組探針，其中，針床的每一組探針分別連接有一個針床觸點(diǎn)連接檢測電路，所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路包括一個限制容量的電容，電容通過連接在電容兩端的兩個換向開關(guān)的導(dǎo)向分別形成直流充電回路和放電回路，所述放電回路包括所述電容，電容串接放電電阻、光電耦合器輸入端和所述一組探針，光電耦合器輸出端連接信號輸出電路，信號輸出電路連接一個信號檢測儀，通過信號檢測儀判斷針床觸點(diǎn)的連接故障。

方案進(jìn)一步是：所述電容的容量在30至50微法拉，電容充電后的電容兩側(cè)電壓是3.5至5伏，所述放電電阻是150至200歐姆。

方案進(jìn)一步是：所述開爾文檢測電路的兩組測試線路分別通過選擇開關(guān)連接測試針床的兩組探針，所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路連接在選擇開關(guān)的開爾文檢測電路的兩組測試線路端。

方案進(jìn)一步是：在開爾文檢測電路的兩組測試線路與所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路之間設(shè)置有通斷關(guān)開關(guān)。

一種開爾文連接故障檢測方法，包括用于開爾文檢測電路的被測組件和測試針床，測試針床的四個探針分為兩組探觸被測組件，開爾文檢測電路的兩組測試線路分別連接測試針床的兩組探針，所述檢測方法是將一個針床觸點(diǎn)連接檢測電路連接所述針床的每一組探針，所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路包括一個限制容量的電容，電容通過連接在電容兩端的兩個換向開關(guān)的導(dǎo)向分別形成直流充電回路和放電回路，所述放電回路包括所述電容，電容串接放電電阻、光電耦合器輸入端和所述一組探針，光電耦合器輸出端連接信號輸出電路，將一個信號檢測儀連接信號輸出電路，其中，故障檢測操作過程是：改變兩個換向開關(guān)的導(dǎo)向形成電容充電回路，對電容充電，當(dāng)電容充滿電后改變兩個換向開關(guān)的導(dǎo)向形成電容放電回路，觀測信號檢測儀，當(dāng)信號檢測儀檢測到有信號輸出時，證明被測針床的每一組探針接觸無故障，開始開爾文測量，否則為有故障停止測量。

方案進(jìn)一步是：所述電容的容量限制在30至50微法拉，電容充電后的電容兩側(cè)電壓是3.5至5伏，所述放電電阻是150至200歐姆。

方案進(jìn)一步是：所述開爾文檢測電路的兩組測試線路分別通過選擇開關(guān)連接測試針床的兩組探針，所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路連接在選擇開關(guān)的開爾文檢測電路端。

方案進(jìn)一步是：在開爾文檢測電路的兩組測試線路與所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路之間設(shè)置有通關(guān)開關(guān)，在進(jìn)行連接故障檢測時，將通關(guān)開關(guān)斷開，開爾文檢測電路的兩組測試線路與測試針床的兩組探針之間斷開，連接故障檢測無故障后，操作兩個換向開關(guān)使電容處于充電狀態(tài)，將通關(guān)開關(guān)接通開始開爾文測量。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明采用浮動電容放電進(jìn)行開爾文故障功能檢測，且放電檢測過程較短，可以有效的保護(hù)被測器件，防止被測器件被打壞，有效的提高了測試安全性和效率。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作一詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明連接故障檢測邏輯電路基本示意圖；

圖2為本發(fā)明連接故障檢測邏輯電路附加開關(guān)后的示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

一種開爾文連接故障檢測電路，參見附圖1，所述電路包括用于開爾文檢測電路的被測阻件和測試針床（圖中未示出），測試針床有多個探針，作為開爾文檢測，測試針床將四個探針用于一次開爾文檢測，測試中將測試針床測試測探針組的四個探針分為兩組1和2探觸被測組件3（四個探針也可以相當(dāng)于兩組開關(guān)），開爾文檢測電路4的兩組測試線路分別連接測試針床的兩組探針，其中，針床的每一組探針分別連接有一個針床觸點(diǎn)連接檢測電路，所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路包括一個限制容量的電容c，電容通過連接在電容兩端的兩個換向開關(guān)5和6的導(dǎo)向分別形成直流充電回路和直流放電回路，此時的電容為了一種浮動電容，所述放電回路包括所述電容，電容串接放電電阻r1、光電耦合器q輸入端和所述一組探針1或2，光電耦合器輸出端連接由r2和直流電源e1組成的信號輸出電路，信號輸出電路連接一個信號檢測儀7，通過信號檢測儀判斷針床觸點(diǎn)的連接故障；其中：放電回路包括與電容兩端連接的穩(wěn)壓管dw、限流電阻r3和直流電源e2，e1和e2可以是同一電源，也可以是兩個分別設(shè)置的電源，如果是兩個電源則光電耦合器q形成了一種信號隔離電路，可以減少干擾；信號檢測儀7可以是示波器或者是由微處理器組成的信號識別電路，通過微處理器組成的信號識別電路顯示有無信號輸出。

由于是開爾文檢測電路檢測，因此被測組件應(yīng)該是微值電阻，在放電回路中可以認(rèn)為是零；作為連接故障檢測，所述電容的電容值必須加以限制，如果過大，則檢測的結(jié)果因?yàn)榻佑|電阻的存在而產(chǎn)生誤差，或者說不準(zhǔn)確及不精確，如果過小則無法驅(qū)動光電耦合器，因此在本實(shí)施例中：所述電容的容量控制在在30至50微法拉，實(shí)際使用的是47微法的電解電容，電容充電后的電容兩側(cè)電壓是3.5至5伏，所述放電電阻是150至200歐姆。

實(shí)施例中：如圖2所示，所述開爾文檢測電路的兩組測試線路分別通過一組選擇開關(guān)8和9以及10和11連接測試針床的兩組探針，所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路連接在選擇開關(guān)的開爾文檢測電路的兩組測試線路端，這樣所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路可以隨所述開爾文檢測電路成為一個整體電路，一個整體電路隨著選擇開關(guān)可以針對針床探針同時連接的多個被測阻件逐一進(jìn)行測量，在測量的過程中對連接故障檢測。

實(shí)施例中：如圖2所示，為了減少所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路對開爾文檢測中的干擾，在開爾文檢測電路的兩組測試線路與所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路之間分別設(shè)置有通關(guān)開關(guān)12、13以及14和15。

實(shí)施例2：

一種開爾文連接故障檢測方法，本實(shí)施例是在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，實(shí)施例1的內(nèi)容適用于本實(shí)施例，本實(shí)施例中不再對器件做出標(biāo)號說明；因此，本實(shí)施例方法包括如實(shí)施例1用于開爾文檢測電路的被測組件和測試針床，測試針床的四個探針分為兩組探觸被測組件，開爾文檢測電路的兩組測試線路分別連接測試針床的兩組探針，所述檢測方法是將一個針床觸點(diǎn)連接檢測電路連接所述針床的每一組探針，如實(shí)施例1所述，所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路包括一個限制容量的電容，電容通過在電容兩端設(shè)置的兩個換向開關(guān)的導(dǎo)向分別形成直流充電回路和放電回路，所述放電回路包括所述電容，電容串接放電電阻、光電耦合器輸入端和所述一組探針，光電耦合器輸出端連接信號輸出電路，將一個信號檢測儀連接信號輸出電路，其中，故障檢測操作過程是：改變兩個換向開關(guān)的導(dǎo)向形成電容充電回路，對電容充電，當(dāng)電容充滿電后改變兩個換向開關(guān)的導(dǎo)向形成電容放電回路，觀測信號檢測儀，當(dāng)信號檢測儀檢測到有信號輸出時，證明被測針床的每一組探針接觸無故障，開始開爾文測量，否則為有故障停止測量。也可以是反復(fù)上述充放電過程，觀測信號檢測儀，當(dāng)信號檢測儀檢測到有連續(xù)信號輸出時，證明被測針床的每一組探針接觸無故障。

由于是開爾文檢測電路檢測，因此被測組件應(yīng)該是微值電阻，在放電回路中可以認(rèn)為是零；作為連接故障檢測，所述電容的電容值必須加以限制，如果過大，則檢測的結(jié)果因?yàn)榻佑|電阻的存在而產(chǎn)生誤差，或者說不準(zhǔn)確及不精確，如果過小則無法驅(qū)動光電耦合器，因此在本實(shí)施例中：所述電容的容量控制在在30至50微法拉，實(shí)際使用的是47微法的電解電容，電容充電后的電容兩側(cè)電壓是3.5至5伏，所述放電電阻是150至200歐姆。

實(shí)施例中：所述開爾文檢測電路的兩組測試線路分別通過選擇開關(guān)連接測試針床的兩組探針，所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路連接在選擇開關(guān)的開爾文檢測電路端。

實(shí)施例中：在開爾文檢測電路的兩組測試線路與所述針床觸點(diǎn)連接檢測電路之間設(shè)置有通關(guān)開關(guān)，所述方法進(jìn)一步是：在進(jìn)行連接故障檢測時，將通關(guān)開關(guān)斷開，開爾文檢測電路的兩組測試線路與測試針床的兩組探針之間斷開，連接故障檢測無故障后，操作兩個換向開關(guān)使電容處于充電狀態(tài)，將通關(guān)開關(guān)接通開始開爾文測量。