专利名称：一种多芯电缆检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电缆检测仪器，尤其是一种多芯电缆检测仪。
背景技术：
许多行业在装配完多芯电缆后，都需对多芯电缆开路、短路、导通情况进行测试，但大多数行业的电缆线的通断测试仍然停留在手工阶段，使用万用表或蜂鸣器，两人配合，逐点进行通断检测，这种方法适用于数量少，芯线少的产品。也有电缆测试仪器专门生产厂家，将电缆绝缘测试、高压测试、通断测试、短路测试等功能集成在一起。使用万用表或蜂鸣器，两人配合，逐点进行通断检测，这对多芯电缆的测试来说是速度慢、强度大、单调、重复、极易产生疲劳的劳动，工作效率极低，尤其在测试短路方面，弓丨脚越多测试就复杂，特别容易存在人为失误，漏查比较严重，难以保证测试质量。专用测试仪器价格昂贵，测试操作复杂，使用不方便。中国专利号为93203883.2的专利文献公开了一种多芯电缆检测仪，包括外壳、操作开关、指示灯、数码管、电缆插座和检测电路部分。该专利没有采用上位机控制的方式，测试仪器电路结构复杂，体积大，通过人工比较电缆两边的电平信号判断缆芯的通断、短路，速率慢且容易出错。中国专利号为200710017384.8的专利文献公开了一种检测电缆的检测设备，包括控制器，控制器的I/o端的人机界面和测量模块，还包括接于所述控制器的I/O端的驱动器，与驱动器相连接的机械手，与机械手连接的测针，控制器和测量模块通过切换开关与测针相连通，机械手为三自由度机械手。这种专用的测试仪器价格昂贵，操作复杂，造成检测成本增加，很难普及。中国专利号为200820160694.5的专利文献公开了一种快速电缆检测仪，由与输入电缆线根数对应的或门、四输入与门和三态缓冲器、数码显示管构成，检测电缆分别接在对应的或门的输入端，或门输出端接四输入与门，四输入与门的输出端接三态缓冲器、三态缓冲器连接数码显示管。该专利没有采用上位机控制方式，且检测的时候需要手动将每根电缆缆芯连接到数字门电路，操作非常复杂，且一次最多只能检测8根缆芯，速率很低。
发明内容本实用新型的目的是提供一种使用方便、价格低廉、工作可靠的检测仪，能快速、准确的测试多芯电缆的通断和短路故障。为了达到上述目的，本实用新型提供了一种多芯电缆检测仪，包含上位机、下位机。所述下位机包含电源电路、串口电路、单片机及外围电路、输入端多选一开关电路、输出端多选一开关电路、多个成对多芯电缆插座和转接电缆插头、A/D转换电路，其中，所述串口电路、所述输入端多选一开关电路、所述输出端多选一开关电路、所述A/D转换电路均与所述单片机连接，所述成对多芯电缆插座与所述输入端多选一开关电路、所述输出端多选一开关电路连接，所述上位机通过串口和所述下位机通信连接。所述上位机通过串口和所述下位机通信连接。所述输入端多选一开关选择电路嵌有一个分压电阻、一个分流电阻和至少一个模拟开关芯片。所述输出端多选一开关选择电路嵌有至少一个模拟开关芯片。所述模拟开关芯片采用⑶4067。所述A/D转换电路含电压跟随器和模数转换器。所述电压跟随器采用单电源运算放大器AD8605，所述模数转换器采用AD7694。本实用新型能够快速、准确的检测多芯电缆组件、转接盒的通断、短路现象，能够自动检测和自动报告故障点、存储检测数据等功能。具有操作简单、价格便宜，可广泛应用于多芯电缆组件的批量生产
:图1为本实用新型设计框图。图2为单片机及外围电路图。图3为串口电路图。图4为A/D转换电路图。
具体实施方式
:本实用新型涉及的多芯电缆线快速通断和短路检测仪，图1是本检测仪的系统框图。它包括上位机、下位机，上位机通过串口和所述下位机通信连接。上位机是平时常见的计算机，包括计算机硬件平台和测试控制操作软件，通过软件控制下位机进行多芯电缆的测试；下位机外部设有多个成对的多芯电缆插座和转接电缆插头，检测时，转接电缆插头与待测电缆两头连接后插入所述多芯电缆插座。上位机的构造。上位机包括硬件接口模块、人机交互模块、数据处理模块、数据库模块，状态显示模块五大部分。硬件接口模块通过RS-232总线协议利用串口和下位机相连，把下位机采集的数据信号传给上位机；人机交互模块实现电缆信息录入、电缆信息查询、测试结果查看和保存等功能，数据处理模块主要通过算法分析、优化测试数据，然后保存到数据库，并且通过状态显示模块直接在屏幕上显示测试结果。下位机的构造。测试箱电路板包含:电源电路、单片机及其外围电路、串口电路、A/D转换电路、输入端多选一开关电路、输出端多选一开关电路。箱体上包含成对多芯电缆插座，与对应转接电缆插头成对使用。电源电路可以采用现有稳定直流电路。由于电源产生电路目前上市场上已有成熟产品，故本实用新型使用了现有稳定电源直流电路。单片机及外围电路图如图2所示。单片机是整个下位机的核心部分，主要控制系统的测试通道选择和控制AD转换芯片数据转换和读取，将测试数据传回计算机。单片机芯片选用AT89S52，是ATMEL公司的8位Flash单片机，是一种低功耗、高性能CM0S8位微控制器。AT89S52具有8K字节在系统可编程Flash存储器，1000次擦写周期，可在线编程，256字节RAM，32位I/O 口线，看门狗定时器，8个中断源，全双工UART (通用异步接收/发送装置)串行通道，实现与计算机的通讯。单片机也可使用如AT89C51、AT89S51等型号。外围电路包括振荡电路、复位电路、系统工作指示电路、偏置电路。振荡电路为系统提供11.0592MHZ的工作频率。该电路由一个晶振(Y1)、两个电容(C8，C9)构成。晶振频率为11.05902MHZ，两个电容(C8，C9)均为20PF。晶振(Yl)—个引脚与AT89S52振荡器反相放大器的输出端，即18脚连接，并且与电容(C8)串联后接地；另一引脚与AT89S52振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端，即19脚连接，且与电容(C9)串联后接地。对晶振(Yl)来说，两个电容(C8，C9)构成负载电容。复位电路在系统上电时起复位作用。该电路由电阻(R31)、极性电容(C7)构成。极性电容(C7)正极接电源VDD ;负极连接AT89S52的复位输入端，即9脚，并通过电阻(R31)接地。极性电容(C7)为16V/22uF，电阻(R31)阻值为10K。系统工作指示电路指示系统工作状态。由发光二极管(D2)和电阻(R32)构成。发光二极管(D2)负极接地，正极与电阻(R32)串联后接到AT89S52芯片外部数据存储器读选通输入端，即17脚。当系统复位后，发光二极管(D2)每隔I秒闪烁一次。电阻(R32)阻值为 100KQ o偏置电路包含一阻值为IOK的上拉电阻(R34)，该电阻一端连接电源，另外的8个抽头依次接AT89S52芯片P0.0—P0.7的管脚。串口电路如图3所示。串口电路实现电平转换。单片机有一个全双工的串行通讯口，所以单片机和电脑之间可以方便的进行串口通讯。电脑的串口是RS232电平，而单片机的串口是TTL电平，本实用新型采用了专用芯片MAX232进行电平转换。本实用新型采用了三线制连接串口，亦即电脑的9针串口只连接其中 的3根线 第5脚GND接地、第2脚RXD与MAX232第14引脚连接、第3脚TXD与MAX232第13脚连接。MAX232第12脚和AT89S52串行输入口，即10脚连接，第11脚和AT89S52串行输出口，即11脚连接。输入端多选一开关电路含8个⑶4067芯片，一个限流电阻(R25)、分压电阻(R38)，使用过程中调节分压电阻(R38)获得短路校准时更加精确的电阻值。VCC和VDD为两个独立的5V电源:VCC与分压电阻(R38)和限流电阻(R25)串联后与所述电路中8个⑶4067芯片I引脚连接，为系统提供一个AD采样的基准电压；VDD接24脚，为芯片提供工作电源。8个⑶4067芯片管脚连接情况是:各片的10、11、13、14脚对应于单片机的39、38、36、37脚连接；每片的12脚接地；各片的15脚分别对应于Pl 口 8个管脚对应连接；各片的其余脚分别与多芯电缆插座对应连接，共128个通路。输出端多选一开关电路含8个⑶4067芯片，共128个通道。所述电路8个⑶4067芯片管脚连接情况是:各片的I脚接地；24脚接VDD ; 10、11、13、14脚分别与单片机的35、34、32、33脚连接；各片的15脚分别对应于P2 口 8个管脚对应连接；各片的其余脚分别与多芯电缆插座对应连接，共128个通路，与输入端的128个通路——对应。上述的输入端多选一开关电路和输出端多选一开关电路中⑶4067芯片的个数根据实际工作情况需要在实际过程中增加或者减少，至少为一个，本实施例电路中最多检测芯数为128芯，若需增加测试芯线数，可通过扩展控制芯片引脚和增加多选一开关电路来实现。上述的输入端多选一开关电路和输出端多选一开关电路也可以采用继电器来组成。A/D转换电路图如图4所示，AD转换芯片选用AD公司AD7694，是一款16位、逐次逼近型模数转换器(ADC)，采用单电源供电，电压范围从在2.75V至5.25V之间，5V供电时吞吐速率时可达250KSPS，基准电压(REF)由外部提供，并且可以独立于电源电压，功耗和吞吐速率呈线性变化关系。AD8605为集成运算放大器芯片，做电压跟随器用，提高AD转换时的电源内阻。两个电阻(R33、R37)起限流保护作用。极性电容(ClO)对基准电压进行滤波。AD7694的第5、6、7脚分别与单片机芯片的第12、13、14脚连接。当电缆所测缆芯导通时，缆芯体电阻产生电压降，单片机扫描输出端多选一开关电路，得到输入端多选一开关电路⑶4067的I脚产生一个与该电压降对应的模拟电压信号，该信号经过AD7694转化为数字信号传给单片机。多芯电缆插座与转接电缆插头，是整个下位机与多芯电缆连接的部分，连接方式采用的现有方式技术。转接电缆插头A—端与多芯电缆插座输入或输出相连，另一端根据实际测试电缆的不同制作不同的插头与待测多芯电缆相连。转接电缆插头B端与A类似。本实用新型所涉及的多芯电缆线快速通断和短路检测仪工作过程如下所述。使用者在上位机中输入检测信息，单片机接收指令后控制输入端多选一开关电路对应通路导通，并依次扫描输出端多选一开关电路，输入端开关导通电压、输出端开关导通电压和电缆芯线导通电压之和转化为数字信号，通过单片机传回上位机，上位机中的数据处理模块根据该信号计算出测试内芯芯线的电阻值，并与调零电阻值进行比较，进而判断内芯芯线的通断和短路状态。
权利要求1.一种多芯电缆检测仪，包含上位机、下位机，其特征在于:所述下位机包含电源电路、串口电路、单片机及外围电路、输入端多选一开关电路、输出端多选一开关电路、多个成对多芯电缆插座和转接电缆插头、A/D转换电路，其中，所述串口电路、所述输入端多选一开关电路、所述输出端多选一开关电路、所述A/D转换电路均与所述单片机连接，所述成对多芯电缆插座与所述输入端多选一开关电路、所述输出端多选一开关电路连接， 所述上位机通过串口和所述下位机通信连接。
2.如权利要求1所述的一种多芯电缆检测仪，其特征在于，所述输入端多选一开关选择电路嵌有一个分压电阻、一个分流电阻和至少一个模拟开关芯片。
3.如权利要求1所述的一种多芯电缆检测仪，其特征在于，所述输出端多选一开关选择电路嵌有至少一个模拟开关芯片。
4.如权利要求2或3所述的一种多芯电缆检测仪，其特征在于，所述模拟开关芯片采用CD4067。
5.如权利要求4所述的一种多芯电缆检测仪，其特征在于，所述A/D转换电路含电压跟随器和模数转换器。
6.如权利要求5所述的一种多芯电缆检测仪，其特征在于，所述电压跟随器采用单电源运算放大器AD8605，所述模数转换器采用AD7694。
专利摘要一种多芯电缆检测仪，包含上位机、下位机，下位机中的串口电路、输入端多选一开关电路、输出端多选一开关电路、A/D转换电路均与单片机连接，下位机中的多对多芯电缆插座与输入端多选一开关电路、输出端多选一开关电路连接；上位机通过串口和所述下位机通信连接。该方案中，将转接电缆插头与待测多芯电缆连接后插入多芯电缆插座，上位机发送测试指令给下位机，可以测试多芯电缆的通断和短路。
文档编号G01R31/02GK203164345SQ201320043969
公开日2013年8月28日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者王道金 申请人:四川九洲电器集团有限责任公司