专利名称：电器故障诊断仪及其诊断方法
技术领域：
本发明属于电器故障诊断装置及其诊断方法。在电器使用过程中，因其内部元器件损坏导致故障，使其使用效果变差或不能使用，而不得不对其进行维修。维修的难点在于在其复杂的电路结构中快速、准确无误地找出已损坏的元器件，以便更换。目前国内、外电器维修技术领域，还没有一种专用于电器故障诊断的仪器。电器维修行业的主要仪器仍然是万用电表、示波器之类装置。这些装置可以测得测试点的电参数，但是却不知道该测量哪些测试点，测量出来的参数又有何意义。维修人员为了判断出已损坏的器件，就要分析整个电器电路，分区划段，把问题集中到几个具有关键意义的测试点上，或进行调试，或用万用表等测试仪器测其电流、电压、电阻之类的参数，再和正常状态比较，以此判断是否有损坏的元器件或下一个需要的测试点。如此不断地分析电路、找出测试点、测量参数、比较判断，直至最终找到损坏的元器件。这是一个非常繁琐的过程，每一步都需要大动脑筋，耗费大量时间，且极易出现误判断。有时不但修不好电器，而且还会大大地扩大故障。现在各种新型电器层出不穷，且都不断采用新技术，使电器的复杂程度越来越高，维修难度越来越大。
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足而提供一种电器故障诊断仪及其诊断方法，使其能对电器故障快速、准确、可靠地提供出具有关键意义的测试点，自动录入测试点参数和对其进行分析判断，找出损坏的元器件。
为了实现上述发明的目的，其技术方案是电器故障诊断仪是在计算机处理系统的基础上设计有输入接口电路、输出接口电路和检修卡。输入接口电路包括与计算机处理系统输入端相连的接键电路，与计算机处理系统数据总线、控制总线相连的数字万用表电路。按键电路包括一组按钮开关，按钮开关一端与计算机处理系统对应输入端相连，且串联电阻接地，其另一端串一电阻接电源；数字万用表包括量程转换开关，A/D电路，并行接口电路，量程转换开关的输出端与A/D电路的输入端连接，A/D电路的输出端接到并行接口电路的输入端，并行接口电路的输出端与数据总线相连。输出接口电路为一调制发射电路，该电路分别与数据总线，地址总线和控制总线相连，输出端接发射端子。检修卡由ROM芯片和插头对应相连而成，插头对应插入插槽。插槽通过数据总线、地址总线和控制总线接入到计算机处理系统。为了实现上述诊断仪的故障诊断，其诊断方法是待检修电器的各种故障都被编写成诊断数据，并在每组数据上加上标志存放起来，当确定了要诊断的故障后，进入该种故障诊断数据段，读取数据，按照数据的标志类型运行。读取到本数据段第一组数据后，通过程序判断是否有测量标志，若有测量标志，给出测试点位置和测量档位，自动将测试点电参数采样到计算机处理系统，并把该参数与该点正常值范围比较，其测试参数超出或符合或低于该点正常值范围，将均使计算机程序跳转各自新的数据段，重新读取数据运行。若读取的上述数据有调试标志，给出调试位置及方法，调试之后将跳转一个新的数据段，重新读取数据运行；如有问答标志，给出要提问的内容，再根据回答跳转新的数据段，重新取数运行；如果是结果标志，给出诊断结果，运行结束。
本发明能快速、准确、可靠地诊断出各种电器故障的损坏的元器件，且通用性高，省时省力。
图1是本发明的电路原理框2是实施例主机电路原理3是图2实施例的量程转换开关电路原理4是图2实施例的一种检修卡的内部接线5是本发明软件运行流程6是凯歌牌4C5405型平面直角彩色电视机无光栅，有伴音故障的诊断流程7是图6所示流程编成的诊断数据图8是飞跃牌35D-2型黑白电视机图象自右上至左下依次变黑故障的诊断流程9是图8所示流程编成的诊断数据图10是LQ1600K中英文打印机打印出的字上下两行部分重叠故障的诊断流程11是图10所示流程编写成的诊断数据以下将结合附图对本发明做详细叙述图1是使用单片机来实现本发明目的的电路原理框图。为使本诊断仪能对各种电器的故障都能诊断，本诊断仪被设计成主机和卡两部分。检修卡[4]由ROM芯片组成，用于存放诊断程序和诊断数据，它并不直接在主机上，而是通过插头和主机的插槽相连接入主机。主机是由输入接口电路[1]，单片机处理系统[2]，输出接口电路[3]共同组成。输入接口[1]由数字万用表和按键组成，数字万用表又由A/D电路和量程开关组成；单片机处理系统[2]由CPU及其附属电路组成；输出接口电路[3]是一个调制发射电路。本发明能把测试点的电流、电压、电阻等参数自动采样到计算机处理系统，是通过数字式万用表来实现的。由量程转换开关部分采样到的测试点电参数，经A/D电路转换为数字信号，输入到单片机处理系统，单片机处理系统运行检修卡中的程序，对采样点数据进行进行处理，在适当时刻选通调制发射电路，把提示信息转换为射频信号输出。单片机处理系统[2]、输出接口电路[3]、检修卡[4]之间是通过数据总线、地址总线、控制总线相连，单片机处理系统[2]运行检修卡[4]中的程序时，由输入接口电路[1]中的按键键入一系列指令，实时控制程序的运行。
图2中，在8031单片机系统的基础上设计了KEY1，KEY2，KEY3组成的按键电路，TV-G视频形成/射频调制电路，插槽P，量程转换开关和MC14433、74LS245组成的数字万用表/输入接口电路。其具体连接关系如下电阻R1的端接电源VCC，其另一端和KEY1，KEY2，KEY3按钮开关的上端并接，KEY1，KEY2，KEY3的下端除各串联一个电阻R2-R4接地外，还分别和8031的P17、P16、P15对应相连。TV-G是启东计算机厂生产的单片机配CRT显示用的视频形成/射频调制电路。它的地址总线A0-A12，数据总D0-D7分别和单片机处理系统的A0-A12、D0-D7对应相连。8031的RD、WR端分别和TV-G的OE、WE端相连，8031的P13脚和TV-G的CS端相连。TV-G形成的射频信号经发射端子S发射出去。P是34脚标准插槽，其1-8脚8位数据输出端分别和单片机处理系统的数据总线接1-D0、2-D1、……8-D7对应相连，其9-24脚分别和单片机处理系统的A0-A15地址总线接9-A0、10-A1、……24-A15对应相连，其26脚和8031 PSEN脚相连，其30脚接电源VCC，其34脚地接地。量程转换开关的输出端和MC14433的VIN端相连，MC14433的DU、EOC端接在一起连到74LS04内一个反门的输入端，此反门的输出的端接到了8031的INT1脚，8031的RD端连到74LS32内一个二输入端或门的一个输入端，另一个输入端接到8031的P14端。74LS245的DIR端直接接电源VCC，MC14433的Q0-Q3分别对应接到了74LS245的A0-A3端DS1-DS4分别对应接到A4-A7，74LS245的B0-B7对应接到数据总线的D0-D7端。
图3是量程转换开关电路原理图，其中的AC-DC电路是DT830型数字万用表中的交流-直流变换电路。图中K-1-K-4是一个4刀17掷开关。K-1左端连接情况是DC2V-DC1000V四个刀位之间各接一个电阻R1-R3，DC1000V刀位还通过电阻R4接地；AC750V-AC2V四个刀位的接法对应于DC2V-DC1000并联；DC20mA-DC 10A四个刀位之间各接一个电阻R5-R7，DC10A刀位还通过电阻R8接地；R2MΩ-R200Ω五个刀位之间各接一个电阻R9-R12，R200Ω刀位还通过电阻R13接+2V电源。K-1的右端连接情况是DC2V-DC1000V刀位接到K-2左端相应位置；AC750V-AC2V刀位通过AC-DC电路接到K-2的左端相应位置DC20mA-DC10A刀位接到了K-3的左端；R2MΩ-R200Ω刀位接到运算放大器A1的正输入端，还通过两上反向串联的2V稳压二极管接到了K-3的左端相应刀位和运算放大器A1的输出端；还接到了K-4的左端相应的刀位。K-2左端DC20mA-DC10A刀位接到了K-1的左端DC20mA刀位；K-2的左端R2MΩ-R200Ω刀位接运放A2的输出端；K-2的右端接到了图2中MC14433的VIN端。K-3的左端DC2V-AC2V刀位接到了K-1左端DC2V刀位；K-3的左端接红表笔。K-4左端DC2V-DC10A刀位接地；K-4左端接黑表笔。R1-R4为电压档的分压电阻，形成交直流2V、20V、200V，直流100V和交流750V电压档，R5-R8是电流档的电流-电压转换电阻，用以形成20mA、200mA、2A、10A直流电流档，R9-R13为电阻档的比例电阻，形成2MΩ、200KΩ、20KΩ、2KΩ、200Ω电阻档，A1、A2为TL062集成双运放中的两个运算放大器，A1的正输入端接地，A2的正输入端通过电阻R16接地，输出端和负输出端之间接了一个电阻R15，A1的输出端和A2的负输入端之间通过一个电阻R14相连。
图4中，其电路仅由一块EPROM芯片27256和插头P相连。P的1-8脚分别对应接到27256的D0-D7脚，9-23脚对应接到27256的A0-A14脚，26脚接27256的OE端，30脚接电源VCC，34脚接地，27256的CE、VPP并在一起接电源VCC。
图5是故障诊断程序运行流程图。无论是哪一种电器，无论是哪一种故障，诊断的流程均基本相同首先找到具有关关键意义的测试点，然后测得其电流、电压、电阻等电参数，再把这些电参数与正常值相比较，判断在本处是否有元件损坏，如果没有，则再找测试点，再取数比较判断。有时还要对电器电路中的元件做调试试验，如微调可调元件，把元件取下测量等。或者直接观察元器件有无明显烧损等。调试或观察的结果也将做为判断是否有元件损坏或寻找测试点的依据。和以上流程相对应，本发明软件是采用总的一个执行程序，不同故障有不同数据。具体是因为各种故障的诊断流程都大同小异，不同的是测试点的位置，调试试验方法、元件，诊断的结果等数据；所以只需要一个执行程序，诊断某一种故障时，把测试点的位置等数据调入程序中运行即可。为了区分不同类型的数据，数据中加了许多标志，(如测试点位置用“测量”表示，所用量程用“档位”表示，正常值范围用“正常”表示，调试位置与方法用“调试”表示，诊断结果用“结果”表示等)表明数据是测试点的位置，调试试验方法位置，诊断结果等。
程序具体执行过程如图5所示首先要确定所要诊断的故障。一种电器的可能故障很多，并且都已编成诊断数据，故障诊断应当确定进入哪一种故障诊断数据段。进入数据段之后，读取本数据段的第一组数据，这一组数据带有标志，程序将首先判断是否有测量标志，如果有，则标明本组数据的目的是从测试点测回一个参数。程序运行将给出测试点位置，给出测量档位，用该诊断仪的输入接口电路自动将参数采样到单片机处理系统，程序将把此参数与该测试点正常值范围相比较，此参数是超过、符合或低于正常范围，都将使程序跳转各自新的数据段，重新读取数据运行。如果读取的数据没有测量标志，而是有调试标志，程序运行将给出调试的位置及方法，有时需要返回调试结果，如调试之后故障有无变化等，如需返回，则返回调试的结果，调试之后将跳转一个新的数据段，重新读取数据运行。如果也没有调试标志，而是有问答标志，问答标志主要是把一些不能做为参数输入的现象要求输入计算机。程序运行首先给出要提问的内容，再根据回答Y(Yes)或N(N0)跳转新的数据段，重新取数运行。如果也不是问答标志，则必然是结果标志，表明程序运行已诊断出已的损坏的元器件，程序将给出诊断结果，运行结束。
凡属于凯歌牌4C5405型平面直角彩色电视机的可能故障都编写成诊断数据，存放在ROM芯片中，做成检修卡。图6所示的故障诊断流程编成的图7所示诊断数据运行器过程如下由故障现象“无光栅、有伴音”，程序运行将在检修卡中搜寻“现象无光栅、有伴音”特征标志，搜寻到后，即进入本段数据段。程序运行读取第一组数据，其标志为“测量”。8031单片机向TV-G发出地址、选通信号，继而向TV-G发出“V806，C极对地”的提示信息，TV-G把这些提示信患形成视频信号，调制成射频信号，通过S端发射出去；程序运行继续读取数据，把“DC，2V”的提示信息通过上述过程发射出去。此时，维修人员应把量程转换开关调至DC2V档，把黑表笔接电视机线路板的地电位线上，把红表笔置于V806的C极位置上，此处的电压信号就经量程转换开关进入到MC14433的VIN端，MC14433把这些信号转换成数字信号，一次转换完毕之后发出EOC的信号通过74LS04输出端向CPU的TNT1端请求中断，8031响应中断后，把P14置0，发出RD有效信号，选通74LS245，把MC14433的输出的数据分批输入到8031。如此MC14433不断地转换，8031不断接收，当KEY1被按下时，P17变为高电平，则8031停止接收，把刚接收到的数据做为该点的测试值；程序运行将继续读取数据，把测试值与该点正常范围相比较，判断出测试值是超过“＞”，低于“＜”或符合“＝”过正常范围。程序运行继续取数据，其标志为“转 ”，表明程序运行将按测试值超过、符合、低于正常范围跳跳不同的新位置，“3、2、1”表明，当测试值超出正常范围时，程序将从以下第3行读取数据，当测试值符合正常范围时，程序将从以下第2行读取数据，当测试值低于正常范围时，程序将从以下第1行读取数，继续执行。以上过程完成从取测试点参数到判断的过程。如果符合正常范围，就从以下第2行读取数据，其标志为“结果”，表明已判断出本故障损坏的元器件，8031将发出地址信号，置P13为0，发出有效WR信号，把“R809，F804，T802有损坏”，一次次地发送到TV-G形成视频信号调制成射频信号，通过S端子发射出去。如果低于正常范围，则从以下第1行读取数据，其标志为“结果”，同样表明已判断出损坏的元器件，8031将向TV-G发送”T802损坏”。如果超过正常范围，则从以下第3行读取数据，其标志为“测量”将再次取测试点参数并判断。如此一次次执行，直至判断出损坏的元器件。
图8所示为飞跃牌35D-2型黑白电视机“图象自右上到左下依次变黑”故障的诊断流程，本故障的特点是一步即可判断出损坏的元器件。编成的诊断数据如图9所示。程序进入本数据段后，读取到第一组数据，有“结果”标志，表明已判断出损坏的元器件，8031则置P13为低电平，选通TV-G，经调制成射频信号，通过S发射出去。
图10所示流程编成的图11所示的数据运行情况和以上两例相似，其中又用一种“提问”标志，表明仪器需从外部获得回答。本例中，第一组数据为“Q39，C极有脉冲？”，这时需测打印机电路板上的Q39的C极，看是否有脉冲出现，如果有，则接下KEY2，P16变为高电平；如果没有，则接下KEY3，P15变为高电平。CPU通过检查P16和P15来判断Q39，C数是否有脉冲，如要有，则转以下第5组数据，如果没有，则转以下第1组数据，继续执行，直至判断出损坏的元器件。
权利要求
1.一种电器故障诊断仪，包括计算机处理系统、输入接口电路、输出接口电路，其特征在于输入接口电路包括与计算机处理系统输入端相连的按键电路，与计算机处理系统数据总线、控制总线相连的数字万用表电路。按键电路包括一组按钮开关，每个按钮开关一端与计算机处理系统对应输入端相连，且串联电阻接地，其另一端串一电阻接电源；数字万用表包括量程转换开关，A/D电路，并行接口电路，量程转换开关的输出端与A/D电路的输入端连接。A/D电路的输出端接到并行接口电路的输入端，并行接口电路的输出端与数据总线相连。输出接口电路为一调制发射电路，该电路分别与数据总线、地址总线和控制总线相连，输出端接发射端子；检修卡由ROM芯片和插头对应相连而成，插头对应插入插槽；插槽通过数据总线、地址总线和控制总线接入到计算机处理系统。
2.根据权利要求1所述的电器故障诊断仪，其特征在于接键电路包括电阻的一端接电源，另一端与三个按钮开关的一端均相连，三个按钮开关的另一端除了和8031的P17、P16、P15对应相连外，还各串一电阻接地。
3.根据权利要求1所述的电器故障诊断仪，其特征在于量程转换开关包括K-1～K-4的4刀17掷开关，和与它相连的电压档R1～R4分压电阻，电流档R5～R8电流-电压转换电阻，电阻档R9-R13比例电阻；A1运算放大器正输入端接地，负输入端接K-1，输出端接K-3，其负输入端和输出端联接两个反向串联的2V稳压管；运算放大器A2的正输入端通过电阻R16接地，其输出端和负输入端之间接一电阻R15，输出端还接到了K-2；运算放大器A1的输出端和A2的负输入端之间接一电阻R14。
4.根据权利要求1所述的电器故障诊断仪，其特征在于检修卡中的ROM芯片为EPROM芯片27256，插头的1～8脚分别对应接到27256的D0～D7脚，其9～23脚对应接到27256的A0～A14脚，其第26脚接27256的OE端，其第30脚接电源VCC，其第34脚接地，27256的OE，VPP端并在一起接电源VCC。
5.一种实施权利要求1所述电器故障诊断仪的诊断方法，其特征在于①将待检修电器的各种故障诊断流程均编成诊断数据，并在每组数据加上标志存放起来。②确定所要诊断故障，进入该种故障诊断数据段，读取数据，按照数据的标志类型运行。③读取到本数据段第一组数据后，通过程序判断是否有测量标志，若有测量标志，给出测试点位置和测量档位，自动将测试点电参数采样到计算机处理系统，并把该参数与该点正常值范围比较，其测试参数超出或符合或低于该点正常值范围，将均使程序跳转各自新的数据段，重新读取数据运行，若读取的上述数据有调试标志，给出调试位置及方法，调试之后将跳转一个新的数据段，重新读取数据运行，如有问答标志，给出要提问的内容，再根据回答跳转新的数据段，重新取数运行，如果是结果标志，将给出诊断结果。
全文摘要
一种电器故障诊断仪及其诊断方法属于电器故障诊断装置及其诊断方法。电器故障诊断仪是在计算机处理系统的基础上设计有输入接口电路、输出接口电路和检修卡；其诊断方法是将各种电器各种故障诊断流程都编写成诊断数据，并在每组数据上加标志存放，被诊断的故障确定后，进入相应的数据段，读取数据，按照数据的标志类型运行，并自动采样测试点的电参数，分析、判断损坏的元器件。本发明能快速、准确、可靠地诊断出各种电器各种故障的损坏的元器件，通用性高，省时省力。
文档编号G06F19/00GK1134553SQ95113100
公开日1996年10月30日 申请日期1995年12月7日 优先权日1995年12月7日
发明者张作钦 申请人:张作钦