一种电压信号检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电压信号检测装置，包括电压信号采集电路、电压信号放大电路、负压产生电路以及振荡电路，电压信号采集电路连接电压信号放大电路，电压信号放大电路的信号输出端连接数字万用表直流电压档，所述电压信号放大电路与负压产生电路的信号输出端相连，振荡电路通过第三反相器连接负压产生电路的信号输入端。通过采集所处位置的电压降，经放大后在数字万用表上进行显示，根据所处位置的电压降分析电流密度，变换采集位置后得到不同的电流密度，从而得出电镀液的电流密度分布情况，易于进行电镀过程的分析。
【专利说明】—种电压信号检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电镀行业电镀液工作过程中电流密度检测装置，具体涉及一种电压信号检测装置。
【背景技术】
[0002]在电镀领域中，电镀液在工作过程中，不同位置不同时间的电镀液的电流密度是不一样的，电流密度作为电镀过程中的一个重要参数可以直观地反映出原材料的消耗情况以及电镀件的镀层质量等，对工作人员分析电镀过程具有重要意义。但在实际工作中，没有发现能直接测量电镀液其中一个位置的电流密度的装置。现有技术一般都是通过计算得出整体的电流密度，但对整个电镀件的电流密度分布情况却很难精确推算出来，并且由于电镀件各式各样，没有统一的电流密度模型可以参考，这也为电流密度的检测增加了难度。
[0003]为了想直观的了解电流密度分布的具体情况，工作人员在做了很多实验后发现一个规律，在电镀液中，电流密度大的地方，其金属离子含量就多，在镀液中沿电场方向，放入两个间距很小的探测电极，在电极的两端就会产生一个很小的电压降，电压降的大小与电流密度成正比，换句话说就是只要测出电压降的大小，就可以知道该处电流密度的大小。如何对电镀液的不同位置的电压降进行测量，进而得出电流密度的分布情况，对于了解电镀过程具有重要意义。
实用新型内容
[0004]本实用新型旨在提供一种电压信号检测装置，根据测出电解液中不同位置的电压降。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种电压信号检测装置，包括电压信号采集电路、电压信号放大电路、负压产生电路以及振荡电路，所述的电压信号采集电路用于检测所处位置的电压降，电压信号采集电路连接电压信号放大电路，电压信号放大电路的信号输出端连接数字万用表直流电压档，所述电压信号放大电路与负压产生电路的信号输出端相连，振荡电路连接负压产生电路的信号输入端，还包括电源电路，所述电源电路为各个电路的运行提供直流电源。
[0006]所述的电压信号采集电路包括两根探针、两根探杆以及两个信号屏蔽线，所述两根探针分别依次通过探杆以及信号屏蔽线连接电压信号放大电路的信号输入端。
[0007]所述的探针为直径为I毫米、长度为I厘米的不锈钢丝，两根探针的平行间距为5晕米，探杆长度为3分米。
[0008]所述的电压信号放大电路包括运算放大器，所述运算放大器的正电源输入端连接电源，负电源输入端连接负压产生电路的信号输出端，所述运算放大器同相输入端通过第一电阻连接一个信号屏蔽线，所述同相输入端还通过第二无极性电容接地；同相输入端还通过第二电阻连接另一个信号屏蔽线，反相输入端通过档位转换开关以及若干个串联的档位精调电阻连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接数字万用表直流电压档，所述运算放大器的校准信号输入端之间连接调零电阻，所述调零电阻的调节端连接电源。
[0009]所述的档位转换开关共有6个档位，档位精调电阻共有6个，分别为第一、二、三、四、五、六档位精调电阻，6个档位精调电阻串联连接，所述第一档位连接第一档位精调电阻的第一端，第一档位精调电阻的可调节端连接第二档位；第二档位精调电阻的可调节端连接第三档位；第三档位精调电阻的可调节端连接第四档位；第四档位精调电阻的可调节端连接第五档位；第五精调电阻的可调节端连接第六档位，第五精调电阻的第二端连接第六档位精调电阻的第一端，第六档位精调电阻的可调节端连接运算放大器的输出端。
[0010]所述的负压产生电路包括第一三极管、第二三极管以及二倍压整流电路，所述的二倍压整流电路包括第二有极性电容、第三有极性电容、第一二极管以及第二二极管，所述第一三极管的基极通过第五电阻连接第三反相器的输出端，集电极与电源相连，发射极连接第二有极性电容的正极板，第二有极性电容的负极板与第一二级管的正极、第二二极管的负极相连，第二二极管的正极连接运算放大器的负电源输入端，第二二极管的正极还连接第三有极性电容的负极，第三有极性电容的正极以及第一二极管的负极连接第二三极管的发射极，第二三极管的集电极连接第一三极管的集电极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极通过第六电阻连接第三反相器的输出端。
[0011]所述的振荡电路包括第一反相器、第二反相器以及第三反相器，所述第一反相器的输入端连接第四电阻，第四电阻另一端连接调频电阻的可调节端和第一端，调频电阻的第二端连接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端连接第三反相器的输入端，第四电阻另一端还通过第五无极性电容连接第三反相器的输入端。
[0012]本实用新型的有益效果为:1、通过探针连接电压信号放大电路进行电压降信号的采集可以检测出所处位置的电压降，从而反映出所处位置的电流密度，方便进行原材料消耗情况以及镀件的镀层质量的分析；2、通过连接数字外用表，直接将检测结果通过数字外用表显示，结构简单、成本低廉；3、通过在信号放大电路中增加档位转换开关，方便进行档位选择，从而根据需要进行放大倍数的选择。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的原理框图；
[0014]图2为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示，本实用新型所述的电压信号检测装置，包括电压信号采集电路、电压信号放大电路、负压产生电路、振荡电路以及电源电路，所述的电压信号采集电路用于检测所处位置的电压降，电压信号采集电路的信号输出端连接电压信号放大电路，电压信号放大电路的输出端连接数字万用表直流电压档，通过数字万用表显示检测到的电压值，根据测得的电压值即可进行导电液体电流密度的计算，所述电压信号放大电路连接负压产生电路的信号输出端，负压产生电路的信号输入端连接振荡电路的信号输出端，所述振荡电路为负压产生电路提供脉冲信号。所述电源电路为各个电路的运行提供直流电源，由于本实用新型的电路功耗比较小，也可以直接使用数字万用表的直流电源。
[0016]如图2所示，所述的电压信号采集电路包括两个直径为I毫米、长度为I厘米，平行间距为5毫米的不锈钢钢丝制成的探针P1、P2，以及两根长度为3分米的探杆、两个信号屏蔽线，所述的两个探针P1、P2置于电解液中，两个探针P1、P2分别依次通过探杆I以及信号屏蔽线连接电压信号放大电路的输入端，在所述两个信号屏蔽线之间连接有第一无极性电容Cl I，用于滤除信号屏蔽线上的干扰信号。所述的电压信号采集电路用于采集两不锈钢探针P1、P2之间的电压降。
[0017]所述的电压信号放大电路用于对采集到的探针P1、P2之间的电压降进行放大，包括运算放大器Ul(型号为0PA277)，所述运算放大器Ul的正电源输入端(引脚7)连接电源，负电源输入端(引脚4)连接负压产生电路的信号输出端，同相输入端(引脚3)通过第一电阻Rll连接电压信号采集电路的信号输出端，第一电阻Rll起到分压的作用，第一电阻Rll还与接地的第二无极性电容C12连接，以滤除输入到运算放大器Ul的干扰信号，运算放大器Ul的同相输入端还通过第二电阻R12接地，反相输入端(引脚2)连接档位转换开关SI，档位转换开关SI共有6个档位，通过变换档位得到不同的放大倍数，档位转换开关SI通过6个串联连接的档位精调电阻连接运算放大器Ul的输出端，反相输入端还通过第三无极性电容C13、第一下拉电阻R13接地，连接的第三无极性电容C13用于滤除输入到运算放大器Ul的干扰信号，所述6个串联连接的档位精调电阻分别为:第一、第二、第三、第四、第五、第六档位精调电阻RW12、Rff 13, RW14、Rff 15, Rff 16, RW17。所述第一档位为200K档，连接第一档位精调电阻RW12的第一端；第二档位为100K档，连接第一档位精调电阻RW12的可调节端；第三档位为IOK档，连接第二档位精调电阻RW13的可调节端；第四档位为IK档，连接第三档位精调电阻RW14的可调节端；第五档位为100档，连接第四档位精调电阻RW15的可调节端；第六档位为10档，连接第五档位精调电阻RW16的可调节端，所述第五档位精调电阻RW16的第二端连接第六档位精调电阻RW17的第一端，第六档位精调电阻RW17的可调节端连接运算放大器Ul的输出端(引脚为6)，通过调节精调电阻，对电压信号放大电路的放大倍数进行精确地调节。
[0018]所述运算放大器Ul的输出端连接数字万用表直流电压档，通过数字万用表显示放大后的电压值，根据这一电压值进行电镀液电流密度的分析。所述运算放大器Ui的校准信号输入端(引脚1、8)之间连接调零电阻RW11，调零电阻RWll的调节输出端连接电源，通过调节调零电阻RWll可使运算放大器Ul的输出为零，从而使得测量结果更加准确。
[0019]所述的负压产生电路用于提供负的直流电源，包括第一三极管Q31、第二三极管Q32以及二倍压整流电路，所述的二倍压整流电路包括第二有极性电容C31、第三有极性电容C32、第一二极管D31以及第二二极管D32，所述第一三极管Q31的基极通过第五电阻R31连接第三反相器U2C的输出端，集电极与电源相连，发射极连接第二有极性电容C31的正极板，第二有极性电容C31的负极板与第一二级管D31的正极、第二二极管D32的负极相连，第二二极管D32的正极连接运算放大器Ul的负电源输入端，第二二极管D32的正极还连接第三有极性电容C32的负极，第三有极性电容C32的正极以及第一二极管D31的负极连接第二三极管Q32的发射极，第二三极管Q32的集电极连接第一三极管Q31的发射极，第二三极管Q32的发射极接地，第二三极管Q32的基极通过第六电阻R32连接第三反相器U2C的输出端。
[0020]所述的振荡电路用于产生负压产生电路所需的脉冲信号，包括第一反相器U2A(型号为⑶4069)以及第二反相器U2B (型号为⑶4069)，所述第一反相器U2A的输入端通过串联的第四电阻R21以及第五无极性电容C21连接第二反相器U2B的输出端，第一反相器U2A的输出端连接第二反相器U2B的输入端，所述第二反相器U2B的输入端以及输出端之间通过调频电阻RW21以及第五无极性电容C21连接，所述第二反相器U2B的输出端连接第三反相器U2C的输入端。
[0021]在电镀过程中，电镀液的电流密度的分布情况对于整个电镀过程具有重要意义，而电流密度的大小与所在处的电压降成正比。本实用新型通过采集两电极间的电压降，并利用放大电路通过数字万用表进行显示来直观反应所处位置的电压降，从而分析所处位置的电压降，进行电流密度的分布情况分析，对于分析电镀过程具有重要意义。
【权利要求】
1.一种电压信号检测装置，其特征在于:包括电压信号采集电路、电压信号放大电路、负压产生电路以及振荡电路，所述的电压信号采集电路用于检测所处位置的电压降，电压信号采集电路连接电压信号放大电路，电压信号放大电路的信号输出端连接数字万用表直流电压档，所述电压信号放大电路与负压产生电路的信号输出端相连，振荡电路连接负压产生电路的信号输入端，还包括电源电路，所述电源电路为各个电路的运行提供直流电源。
2.如权利要求1所述的电压信号检测装置，其特征在于:所述的电压信号采集电路包括两根探针、两根探杆以及两个信号屏蔽线，所述两根探针分别依次通过探杆以及信号屏蔽线连接电压信号放大电路的信号输入端。
3.如权利要求2所述的电压信号检测装置，其特征在于:所述的探针为直径为I毫米、长度为I厘米的不锈钢丝，两根探针的平行间距为5毫米，探杆长度为3分米。
4.如权利要求3所述的电压信号检测装置，其特征在于:所述的电压信号放大电路包括运算放大器，所述运算放大器的正电源输入端连接电源，负电源输入端连接负压产生电路的信号输出端，所述运算放大器同相输入端通过第一电阻连接一个信号屏蔽线，所述同相输入端还通过第二无极性电容接地；同相输入端还通过第二电阻连接另一个信号屏蔽线，反相输入端通过档位转换开关以及若干个串联的档位精调电阻连接运算放大器的输出端，运算放大器的输出端连接数字万用表直流电压档，所述运算放大器的校准信号输入端之间连接调零电阻，所述调零电阻的调节端连接电源。
5.如权利要求4所述的电压信号检测装置，其特征在于:所述的档位转换开关共有6个档位，档位精调电阻共有6个，分别为第一、二、三、四、五、六档位精调电阻，6个档位精调电阻串联连接，所述第一档位连接第一档位精调电阻的第一端，第一档位精调电阻的可调节端连接第二档位；第二档位精调电阻的可调节端连接第三档位；第三档位精调电阻的可调节端连接第四档位；第四档位精调电阻的可调节端连接第五档位；第五精调电阻的可调节端连接第六档位，第五精调电阻的第二端连接第六档位精调电阻的第一端，第六档位精调电阻的可调节端连接运算放大器的输出端。
6.如权利要求5所述的电压信号检测装置，其特征在于:所述的负压产生电路包括第一三极管、第二三极管以及二倍压整流电路，所述的二倍压整流电路包括第二有极性电容、第三有极性电容、第一二极管以及第二二极管，所述第一三极管的基极通过第五电阻连接第三反相器的输出端，集电极与电源相连，发射极连接第二有极性电容的正极板，第二有极性电容的负极板与第一二级管的正极、第二二极管的负极相连，第二二极管的正极连接运算放大器的负电源输入端，第二二极管的正极还连接第三有极性电容的负极，第三有极性电容的正极以及第一二极管的负极连接第二三极管的发射极，第二三极管的集电极连接第一三极管的集电极，第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极通过第六电阻连接第三反相器的输出端。
7.如权利要求6所述的电压信号检测装置，其特征在于:所述的振荡电路包括第一反相器、第二反相器以及第三反相器，所述第一反相器的输入端连接第四电阻，第四电阻另一端连接调频电阻的可调节端和第一端，调频电阻的第二端连接第二反相器的输入端，第二反相器的输出端连接第三反相器的输入端，第四电阻另一端还通过第五无极性电容连接第三反相器的输入端。
【文档编号】G01R19/25GK203798901SQ201420118102
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2014年3月17日
【发明者】牛光锋, 宁小帅, 陈连进, 凌锦娜 申请人:华晶精密制造有限公司