的列检测端输出逻辑信号“1”，而同一行中其他继电器通道单元对应的列检测端均输出逻辑信号“O”。并入串出移位寄存器将各个列检测端的信号转换成串行数据反馈给控制器，从而完成单行继电器状态检测。同理，其他行的继电器状态检测相类似。当所有行的继电器状态检测完毕之后，控制器根据之前得到的数据判断继电器是否有误动作。如果反馈结果与预期结果不一致，则需要复位所有继电器，之后重新闭合对应通道的继电器，再次检测，直至动作结果正确为止。由此来确保通道切换的准确性。此外控制器电源与继电器状态检测电路电源相互独立，在继电器状态检测电路工作时，工作电流小，功耗低。在继电器状态检测电路不工作时，可将继电器状态检测电路电源关闭，实现较低功耗与零干扰。
[0036]本实用新型的实施例及其具体实施工作过程:
[0037]以双通道16路四线扫描开关为例，该扫描开关包含控制器、隔离光耦、串入并出移位寄存器、并入串出移位寄存器、继电器阵列与电源管理模块。其中控制器选用STC公司生产的IAP15F2K61S2型单片机；继电器选用日本松下公司生产的TX2-L2-5V型双线圈磁保持式继电器；串入并出移位寄存器选用TI公司生产的⑶74HC164高速CMOS逻辑8位串行输入/并行输出移位寄存器；并入串出移位寄存器选用TI公司生产的⑶74HC165高速CMOS逻辑8位并行输入/串行输出移位寄存器；隔离光耦选用日本东芝公司生产的TLP521-4型四路独立光耦。控制器电源管理芯片与继电器状态检测电路电源管理芯片均选用TI公司生产的TPS7A4901线性稳压器；扫描开关采用6V直流电压适配器供电。
[0038]扫描开关拥有两个输出通道分别为通道A与通道B，16个输入通道分别为通道1~通道16，每一个通道包含4条线程。以切换至Al通道为例，通过控制继电器通断，使得通道A与通道I的四条线程相互导通，而其他A路通道不导通。由于通道切换共有A1~A16，B1-B16共计32个选择，所以需要128个磁保持式继电器，每次继电器动作完毕后都需要检测这128个继电器的状态。选用的双线圈磁保持式继电器内部包含左右两个独立开关，且两个独立开关的动作是同步的。所以将其中一路开关作为扫描开关的信号通道，另一路作为检测通道。该扫描开关中属于同一通道的四个继电器控制逻辑相同，这里将其中两个接四线电阻电压高低端的继电器组成一个继电器通道单元将另外两个接四线电阻电流高低端的继电器组成另一个继电器通道单元。按照这种方式，128个继电器共组成64个继电器通道单元。以一个继电器通道单元为最小单位，按图5的方式排列成一个8行X8列的继电器通道单元阵列。该8行X8列的继电器单元阵列拥有8个行检测端口，8个列检测端
□O
[0039]继电器具体检测方式如下:以切换至Al通道为例，Al通道对应的两个继电器单元分别连接至第I行检测端、第I列控制端与第I行检测端、第2列控制端。检测时采用逐行扫描的形式进行。首先对第一行继电器通道单元进行检测，控制器输出8位串行行检测信号01111111，由于光耦对于逻辑电平的反向作用，使得串入并出移位寄存器的输入信号为10000000。经过串入并出移位寄存器后第I行检测端上为逻辑信号“1”，其他行检测端上为逻辑信号“O”。所以当Al通道对应的两个继电器单元均闭合时，将在第I列检测端与第2列检测端输出逻辑信号“1”，而其他继电器通道单元对应的列检测端均输出逻辑信号“O”。并入串出移位寄存器将8个列检测端的信号转换成串行数据11000000反馈给控制器，从而完成单行继电器状态检测。同理，其他行的继电器状态检测相类似。当所有行的继电器状态检测完毕之后，控制器根据之前得到的数据判断继电器是否有误动作。以切换至Al通道为例，继电器动作正确情况下反馈回的8组串行数据应该分别是11000000、00000000、00000000、00000000、00000000、00000000、00000000、00000000。如果反馈结果与上述结果不一致，则需要复位所有继电器，之后重新闭合对应通道的继电器，再次检测，直至动作结果正确为止。由此来确保通道切换的准确性。
[0040]当继电器状态检测完毕后关闭状态检测电路电源，以减少能耗与干扰。实际测试得，双通道16路四线扫描开关的最大瞬时电流为0.5A，最大瞬时功耗为3.5W，检测完毕后，仪器进入待机模式，待机功耗0.4W。
[0041]由此，本实用新型实现了双通道16路四线扫描开关内部128个继电器的检测只需要一片串入并出移位寄存器和一片并入串出移位寄存器，大大减少成本与布线难度，工作电流小，功耗低，具有突出显著的技术效果。
[0042]上述具体实施例用来解释说明本实用新型，而不是对本实用新型进行限制，在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内，对本实用新型作出的任何修改和改变，都落入本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种适用于扫描开关内部继电器的阵列式状态检测电路，其特征在于:包括由继电器通道单元阵列而成M行XN列的被检阵列(5)、串入并出移位寄存器(3)和并入串出移位寄存器(7)； 位于同一行的所有继电器通道单元的检测信号输入端(10)串联连接后作为行检测端(4)，各个行检测端(4)分别各自连接到串入并出移位寄存器(3)的M路输出端上，控制器(I)输出端的逐行扫描信号输入到串入并出移位寄存器(3)的输入端中；位于同一列的所有继电器通道单元的检测信号输出端(11)串联连接作为列检测端(6)，各个列检测端(6)分别各自连接到并入串出移位寄存器(7)的N路输入端上，并入串出移位寄存器(7)输出端输出的反馈信号连接到控制器(I)输入端。
2.根据权利要求1所述的一种适用于扫描开关内部继电器的阵列式状态检测电路，其特征在于:所述的继电器通道单元是由至少一个继电器组成的。
3.根据权利要求2所述的一种适用于扫描开关内部继电器的阵列式状态检测电路，其特征在于:所述的继电器通道单元由一个继电器组成:继电器的一个动触点引出端(12)作为检测信号输入端(10)，位于该动触点引出端(12)同一侧的静触点引出端(13)作为检测信号输出端(11);或者是，继电器的一个动触点引出端(12)作为检测信号输出端(11)，位于该动触点引出端(12)同一侧的静触点引出端(13)作为检测信号输入端(10)。
4.根据权利要求2所述的一种适用于扫描开关内部继电器的阵列式状态检测电路，其特征在于:所述的继电器通道单元由包含有至少两个的多个继电器组成，多个继电器的待检测通道依次串联，位于其中一端的一个继电器的静触点引出端(13)作为检测信号输入端(10)，位于另一端的一个继电器的静触点引出端(13)作为检测信号输出端(11)，继电器的绕组高端、绕组低端作为继电器动作控制端。
5.根据权利要求1?4任一所述的一种适用于扫描开关内部继电器的阵列式状态检测电路，其特征在于:所述的继电器是常开型、常闭型或者转换型的普通电磁继电器或磁保持式继电器。
6.根据权利要求1所述的一种适用于扫描开关内部继电器的阵列式状态检测电路，其特征在于:所述的串入并出寄存器(3)与并入串出寄存器(7)为CMOS型或TTL型。
7.根据权利要求1所述的一种适用于扫描开关内部继电器的阵列式状态检测电路，其特征在于:所述的控制器(I)与串入并出移位寄存器(3 )采用不同电源进行供电，串入并出移位寄存器(3 )和并入串出移位寄存器(7 )采用相同电源进行供电。
8.根据权利要求1所述的一种适用于扫描开关内部继电器的阵列式状态检测电路，其特征在于:所述的串入并出寄存器(3)与控制器(I)之间、并入串出寄存器(7)与控制器(I)之间各串接有一个隔离光耦(2)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种适用于扫描开关内部继电器的阵列式状态检测电路。包括由继电器通道单元阵列而成M行×N列的被检阵列；同行的继电器通道单元的检测信号输入端串联连接后作为行检测端，各个行检测端分别各自连接到串入并出移位寄存器的M路输出端上，控制器的逐行扫描信号输入到串入并出移位寄存器中；同列的继电器通道单元的检测信号输出端串联连接作为列检测端，各个列检测端分别各自连接到并入串出移位寄存器的N路输入端上，并入串出移位寄存器的反馈信号连接到控制器。本实用新型采用阵列式继电器状态检测方式，与传统检测方式相比，功耗小，布线简单，干扰小，可靠性高。
【IPC分类】G01R31-327
【公开号】CN204287414
【申请号】CN201420731058
【发明人】钱璐帅, 富雅琼, 王凯, 李正坤, 陈乐
【申请人】中国计量学院
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年11月30日