一种应用于测试工装设备的自动拉合闸电路系统的制作方法

本实用新型涉及电能表技术领域，尤其涉及一种应用于测试工装设备的自动拉合闸电路系统。

背景技术：

电能表在进入市场前，都会经过测试阶段，而在测试时常会用到电烙铁、热风枪等带电器件，这就很容易出现电气安全事故。比如焊接完后烙铁、热风枪等忘记关，容易引发火灾，造成财产损失；待下次测试时直接带电操作，一旦疏忽大意便会造成人员伤害。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种可自动上电和断电的应用于测试工装设备的自动拉合闸电路系统，提高了测试工装设备的安全性能。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种应用于测试工装设备的自动拉合闸电路系统，其特征在于：包括，

信号发送模块，用于检测操作者就坐信息并发送所述就坐信息；

信号接收及控制模块，与所述信号发送模块电连接，用于接收所述就坐信息并根据所述就坐信息控制后端电路；

开关电路模块，位于所述信号接收及控制模块后端并根据所述信号接收及控制模块的命令导通或关断以控制负载电路的通断；

负载电路，包括与所述开关电路模块电连接的测试工装器件；

电源模块，用于为所述信号发送模块、信号接收及控制模块、开关电路模块提供电源。

优选的，所述开关电路模块为继电器控制电路，所述继电器控制电路包括第一接触器、依次与第一接触器串联的常开继电器电路和常闭继电器电路，以及并联在所述常开继电器两端的第二接触器。

优选的，所述信号接收及控制模块包括用于接收脉冲信号的信号接收部以及与所述信号接收部相连并根据信号接收部传递的信息输出控制信号的控制部。

优选的，所述信号接收部包括第一脉冲信号接收端d0和第二脉冲信号接收端d1，所述第一脉冲信号接收端d0通过第一rc滤波电路与第一npn三极管v6的基极相连，第二脉冲信号接收端d1通过第二rc滤波电路与第二npn三极管v8的基极相连，第一npn三极管v6的集电极通过第一上拉电阻r11与电源模块相连而发射极与第二npn三极管v8的集电极相连，第二npn三极管v8的发射极接地。

优选的，所述控制部包括第一pnp三极管v4和控制芯片，所述第一pnp三极管v4的基极与第一npn三极管v6的集电极相连而发射极与电源模块相连，所述控制芯片的复位端与第一pnp三极管v4的集电极相连，控制芯片的第一控制端连接所述常闭继电器电路，第二控制端连接电源模块而复位端与所述常开继电器电路相连。

优选的，所述常开继电器电路包括与所述控制芯片的复位端正向连接的第一二极管vd6、第二pnp三极管v5、第三npn三极管v11、第四npn三极管v9、第一电容c6、第一电阻r3、第二电阻r2、第五npn三极管v2以及常开继电器k1；

所述第一二极管vd6的负极连接第二pnp三极管v5的集电极和第三npn三极管v11的基极，第二pnp三极管v5的发射极连接电源模块，第三npn三极管v11的集电极与第二pnp三极管v5的基极和第四npn三极管v9的基极相连，第三npn三极管v11的发射极接地，第四npn三极管v9的集电极通过第二上拉电阻r29与电源模块相连且通过串联的第一电容c6、第一电阻r3、第二电阻r2与第五npn三极管v2的基极相连，第五npn三极管v2的发射极接地而集电极连接常开继电器k1的线圈部分。

优选的，所述常闭继电器电路包括第二电容c11、第三电阻r1、第四电阻r28、第六npn三极管v1和常闭继电器k2，所述第六npn三极管v1的基极通过依次串联的第三电阻r1、第二电容c11与所述第一控制端相连而其集电极与常闭继电器k2的线圈部分相连且发射极接地，第四电阻r28的两端分别连接第六npn三极管v1的基极和发射极。

优选的，所述电源模块包括由第三pnp三极管v15、第七npn三极管v7、第三上拉电阻r9、第四上拉电阻r24、p沟道增强型mos管以及电源开关k3构成的自锁型电源闭合电路；

所述第三pnp三极管v15的基极通过第五电阻r27、第六电阻r15与p沟道增强型mos管的栅极相连，所述第七npn三极管v7的集电极连接在第五电阻和第六电阻之间而基极通过串联的电源开关k3与第三pnp三极管v15的发射极相连且其发射极接地，第三pnp三极管v15的基极通过第五电阻r27和第三上拉电阻r9与电池相连而集电极直接连接电池，p沟道增强型mos管的栅极通过第四上拉电阻r24与电池相连而漏极通过正向连接的第二二极管vd7与信号接收及控制模块3和开关电路模块4相连。

优选的，所述电源模块还包括由第八npn三极管v10、第七npn三极管v7、第三pnp三极管v15和p沟道增强型mos管构成的电源释放电路；

所述第八npn三极管v10通过第七电阻r25与所述第二控制端相连、发射极接地而集电极与第七npn三极管v7的基极相连。

优选的，所述电源模块还包括由自带内部稳压源的集成芯片(tl431)、第四pnp三极管v12、第九npn三极管v14、第十npn三极管v13构成的电池电压检测电路；

所述第四pnp三极管的发射极与电池相连而基极通过第八电阻r49与集成芯片(tl431)的负极相连且集电极通过第九电阻r53接地，集成芯片(tl431)的正极接地而同相输入端连接在串联的第十电阻r51和第十一电阻r54之间，第十一电阻r54的另一端接地而第十电阻的另一端通过第十二电阻r47与电池相连；

所述第九npn三极管v14的基极与第四pnp三极管v12的集电极相连而其集电极连接电池，第十npn三极管v13的基极与第九npn三极管v14的集电极相连而集电极连接在电源开关k3和第七npn三极管v7的基极之间，第九npn三极管的发射极和第十npn三极管的发射极接地。

优选的，所述信号接收及控制模块与信号发送模块之间通过无线方式交互信息。

优选的，所述测试工装设备包括座椅，所述信号发送模块位于座椅上，所述信号发送模块包括检测操作者是否就坐信息的压力传感器。

优选的，所述电路系统在常闭继电器电路后端还设置有紧急开关。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过信号接收及控制模块与信号发送模块间的信息交互，在检测到操作者就坐信息时，信号接收机控制模块控制位于其后端的继电器接通，使测试工装器件得电，正常工作，而在一定时间未检测到操作者就坐信息时，又通过控制继电器断开，使测试工装器件失电，如此能在不使用设备时自动关闭设备电源，避免出现意外，提高了测试工装设备的安全性；该电路系统使用自带稳压源的比较器，提高了电路的比较精度和反应灵敏度，并巧妙利用电容隔直通交的原理，使得常开继电器仅动作一次，降低了系统功耗，而该系统未采用单片机控制，能有效降低成本。

附图说明

图1为本实用新型一种应用于测试工装设备的自动拉合闸电路系统的系统原理图。

图2为本实用新型的电源模块原理图。

图3为本实用新型的信号接收及控制模块电路原理图。

图4为本实用新型的常开继电器电路的原理图。

图5为本实用新型的常闭继电器电路的原理图。

图6为本实用新型的信号发送模块的原理图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-6所示为本实用新型一种应用于测试工装设备的自动拉合闸电路系统及对应模块的电路原理图。如图1所示，该电路系统包括信号发送模块1、信号接收机控制模块2、开关电路模块3、负载电路4及电源模块5，该信号发送模块1用于检测操作者就坐信息并发送所述就坐信息，至于操作者就坐信息的检测方式有很多种，属于本领域的常用技术手段，在本实施例中，则是考虑到操作者进行测试时需要坐在椅子上，以方便长时间操作，将信号发送模块安装在测试工装设备的座椅上。该信号发送模块包括压力传感器，当用户坐下时会对座椅产生压力，压力传感器便会将感测的信息发送给信号接收及控制模块2，至于信号发送模块1的具体工作原理在后文会有阐述。

信号接收及控制模块2与信号发送模块1电连接，用于接收信号发送模块1传输过来的就坐信息，并根据所述就坐信息控制后端电路。信号接收及控制模块2与信号发送模块1之间既可以采用有线方式进行信息交互，也可以采用无线，如无线蓝牙方式交互，本申请中即采用无线方式。

开关电路模块3位于所述信号接收及控制模块2后端并根据信号接收及控制模块2的命令导通或关断以控制负载电路4的通断，该开关电路模块3在本申请中为继电器控制电路，该继电器控制电路包括第一接触器km1、依次与第一接触器km1串联的常开继电器电路31和常闭继电器电路32，以及并联在所述常开继电器k1两端的第二接触器km2。常开继电器电路31、常闭继电器电路32的电路图及对应的工作方式将在后文详述。

由于本申请是应用于测试工装设备，故而该设备的负载电路4即包括与开关电路模块3相连的测试工装器件，如电烙铁、热风枪等。电源模块5用于为信号发送模块1、信号接收及控制模块2、开关电路模块3提供电源。具体电路模块的原理图也将在后文阐述。

请参见图3，所述信号接收及控制模块2包括用于接收脉冲信号的信号接收部21以及与所述信号接收部21相连并根据信号接收部21传递的信息输出控制信号的控制部22。详见图3，所述信号接收部21包括第一脉冲信号接收端d0和第二脉冲信号接收端d1，所述第一脉冲信号接收端d0通过第一rc滤波电路与第一npn三极管v6的基极相连，第二脉冲信号接收端d1通过第二rc滤波电路与第二npn三极管v8的基极相连，第一npn三极管v6的集电极通过第一上拉电阻r11与电源模块5相连而发射极与第二npn三极管v8的集电极相连，第二npn三极管v8的发射极接地。

所述控制部32包括第一pnp三极管v4和控制芯片cd4060b，所述第一pnp三极管v4的基极与第一npn三极管v6的集电极相连而发射极与电源模块5相连，所述控制芯片cd4060b的复位端reset与第一pnp三极管v4的集电极相连，控制芯片cd4060b的第一控制端q13连接常闭继电器电路32，第二控制端q14连接电源模块5而复位端reset与常开继电器电路31相连。

参见图4，所述常开继电器电路31包括与所述控制芯片cd4060b的复位端reset正向连接的第一二极管vd6、第二pnp三极管v5、第三npn三极管v11、第四npn三极管v9、第一电容c6、第一电阻r3、第二电阻r2、第五npn三极管v2以及常开继电器k1；所述第一二极管vd6的负极连接第二pnp三极管v5的集电极和第三npn三极管v11的基极，第二pnp三极管v5的发射极连接电源模块，第三npn三极管v11的集电极与第二pnp三极管v5的基极和第四npn三极管v9的基极相连，第三npn三极管v11的发射极接地，第四npn三极管v9的集电极通过第二上拉电阻r29与电源模块5相连且通过串联的第一电容c6、第一电阻r3与第五npn三极管v2的基极相连，第五npn三极管v2的发射极接地而集电极连接常开继电器电路31的线圈部分。

如图5所示，所述常闭继电器电路32包括第二电容c11、第三电阻r1、第四电阻r28、第六npn三极管v1和常闭继电器k2，所述第六npn三极管v1的基极通过依次串联的第三电阻r1、第二电容c11与所述第一控制端q13相连而其集电极与常闭继电器k2的线圈部分相连且发射极接地，第四电阻r28的两端分别连接第六npn三极管v1的基极和发射极。

参见图2，所述电源模块5包括由第三pnp三极管v15、第七npn三极管v7、第三上拉电阻r9、第四上拉电阻r24、p沟道增强型mos管以及电源开关k3构成的自锁型电源闭合电路51；所述第三pnp三极管v15的基极通过第五电阻r27、第六电阻r15与p沟道增强型mos管的栅极相连，所述第七npn三极管v7的集电极连接在第五电阻r27和第六电阻r15之间而基极通过串联的电源开关k3与第三pnp三极管v15的发射极相连且其发射极接地，第三pnp三极管v15的基极通过第五电阻r27和第三上拉电阻r9与电池相连而集电极直接连接电池，p沟道增强型mos管的栅极通过第四上拉电阻r24与电池相连而漏极通过正向连接的第二二极管vd7与信号接收及控制模块2和开关电路模块3相连。

继续参见图2，所述电源模块5还包括由第八npn三极管v10、第七npn三极管v7、第三pnp三极管v15和p沟道增强型mos管构成的电源释放电路52；所述第八npn三极管v10通过第七电阻r25与所述第二控制端q14相连、发射极接地而集电极与第七npn三极管v7的基极相连。

同时，所述电源模块5还包括由自带内部稳压源的集成芯片tl431、第四pnp三极管v12、第九npn三极管v14、第十npn三极管v13构成的电池电压检测电路53；所述第四pnp三极管的发射极与电池相连而基极通过第八电阻r49与集成芯片的负极相连且集电极通过第九电阻r53接地，集成芯片的正极接地而同相输入端连接在串联的第十电阻r51和第十一电阻r54之间，第十一电阻r54的另一端接地而第十电阻的另一端通过第十二电阻r47与电池相连；所述第九npn三极管v14的基极与第四pnp三极管v12的集电极相连而其集电极连接电池，第十npn三极管v13的基极与第九npn三极管v14的集电极相连而集电极连接在电源开关k3和第七npn三极管v7的基极之间，第九npn三极管的发射极和第十npn三极管的发射极接地。

继续参见图1，为了能在紧急情况下断开电路，保障安全，所述电路系统在常闭继电器电路32后端还设置有紧急开关k4。

该电路系统具体的工作过程如下：

当电源开关k3接通，并且此时信号接收部21接收到有人坐下预使用测试工装该设备，则控制块部22会使继电器k1的线圈闭合，使得接触器km1、km2线圈得电，则整个测试工装设备得电，负载模块如电烙铁、热吹风等会因此得电而能正常使用；当信号接收部21接收到没有人就坐使用该测试工装设备时，控制部22会在5分钟后控制继电器k2导通，使得k2常闭打开，则整个电路断开，接触器km1线圈失电。考虑到紧急情况，在系统中增加了紧急按钮k4，触发该按钮后在任何状态下均可以使后端设备失电，并且由于此工装设备使用电池供电，使用继电器km1的常开触点方式能将接触器做成自锁形式，接触器km1线圈得电后即使将继电器k1解除，电路也能正常工作，从而能减低控制功耗。

具体的，由第三pnp三极管v15、第七npn三极管v7、第三上拉电阻r9、第四上拉电阻r24、p沟道增强型mos管以及电源开关k3构成的自锁型电源闭合电路，其主要工作原理为，当按键k3按下时，v7的b级得电，导致v7的vbe＞0.7v，三极管v7导通，v7的c级电压为0，使得v15的vbe＜-0.7v，m1的vgs＜-2v，三极管v15导通，mos管m1导通，此时m1的d机电压为4.5v，给后续电路供电，v15的c级电压为4.5v，松开按键k3后，电路也能将此电平锁存，正常工作。

由第八npn三极管v10、第七npn三极管v7、第三pnp三极管v15和p沟道增强型mos管构成的电源释放电路，其主要工作原理为，当系统检测到无人操作工装设备时，系统将在10分钟以后控制sign_q14输出高电平以关闭电源，进入低功耗模式，即sign_q14为高时，v10导通，导致v7的b级电压为0v，v7关闭，m1关闭，v15关闭，系统失电。

由第八npn三极管v10、第七npn三极管v7、第三pnp三极管v15和p沟道增强型mos管构成的电源释放电路，其主要工作原理为，当电池电压高于4.0v时，n203导通，使得三极管v12的vbe＜-0.7v，s三极管v12导通，紧接着v14的b级得电，使得三极管v14导通，v14的c级电压为0v，使v13不导通，电池正常放电；当电池电压低于于4.0v时，n203不到导通，三极管v12的vbe＞-0.7v，s三极管v12不导通，v14不导通，v14的c级电压为电池电压，使v13导通，电池停止放电。通过该电路保护电池在过低的电压状况下不放电，延长电池寿命。

信号接收部在接收到信号时，d0、d1均为高电平，三极管v6、v8导通，type信号为低电平，导致三极管v4导通，芯片cd4060的rset引脚为高电平，使cd4060处于复位状态，sign_q13和sign_q14不输出高电平，如果接收部未接收到信号，d0、d1为低电平，三极管v6、v8不导通，三极管v4也不导通，导致cd4060在5分钟后sign-13引脚输出高电平，控制继电器k2断开，使得后续设备失电，10分钟后sign_q14引脚输出高电平，控制电池放电回路，使mos关闭系统供电，进入低功耗模式。

对于常开继电器电路而言，信号发送模块1检测到有人员操作后，通过无线的方式将脉冲信号传输给信号接收部21，信号接收部21接收信号并用该信号控制继电器k1的导通关断，控制部22根据信号接收部21的输出信号直接控制输出脉冲信号，此处命名该脉冲信号为contro1_on，也即当接收到信号发送模块1发射的信号为高电平时，control_on为高，接收到低电平时control_on为低，当control_on为高时，该control_on信号通过二极管vd6，让三极管的v11的b级得电，使得vbe＞0.7v，三级管v11导通，使得v11的c级为0v，此时三极管v5的vbe＜-0.7v，三极管v5导通，三极管v5的c级为高电平，从而让电平锁存，并且由于二极管vd6的反向截止特性，control_on为低电平信号时无法传输到后级，使得后面的电路进行电平转换。换言之，当信号接收部21接收到信号发送模块1检测到有人员操作时，就将v11的c级拉低，使得三极管v9从导通到截止，电容c6的1号脚电平从低电平转为高电平，由于电容的隔直通交，电容会将这个阶跃信号传递给三极管v2，控制v2的导通，该继电器的闭合时间由电容c6、电阻r3、r2决定，将二极管只允许高电平通过和电容隔直通交的原理配合使用，就保证了此电路不管信号接收到多少次，继电器只闭合一次，降低了整个电路的功耗。

对于常闭继电器电路而言，长时间没有接收到信号后，cd4060输出高电平后，控制v1导通，使得继电器k2关闭，断开整个后续设备的电源，继电器动作时间由电容c11，电阻r1、r28控制。

至于信号发送模块，tp3为外接压力传感器，当操作人员坐下后tp3会检测到压力，当压力增大时其电阻减小，该模块会控制电池输出电压，cd4060工作，使得发送模块发送信号至信号接收部，进而工装设备的电路系统进入工作状态。

本实用新型通过信号接收及控制模块与信号发送模块间的信息交互，在检测到操作者就坐信息时，信号接收机控制模块控制位于其后端的继电器接通，使测试工装器件得电，正常工作，而在一定时间未检测到操作者就坐信息时，又通过控制继电器断开，使测试工装器件失电，如此能在不使用设备时自动关闭设备电源，避免出现意外，提高了测试工装设备的安全性；该电路系统使用自带稳压源的比较器，提高了电路的比较精度和反应灵敏度，并巧妙利用电容隔直通交的原理，使得常开继电器仅动作一次，降低了系统功耗，而该系统未采用单片机控制，能有效降低成本。

除了上述改进外，其他相类似的改进也包含在本实用新型的改进范围内，此处就不在赘述。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。