一種精密線材測量裝置制造方法
【專利摘要】一種精密線材測量裝置，由總線驅(qū)動、總線接口、FPGA、IO板接口、電平轉(zhuǎn)換器、比較器、放大器、TD輸入回路、繼電器模塊、信號源切換電路、量測模塊、恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊組成，F(xiàn)PGA、比較器、放大器、TD輸入回路依次連接，F(xiàn)PGA、總線驅(qū)動、IO板接口依次連接，F(xiàn)PGA和總線接口連接，恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊均與FPGA連接，恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊均與信號源切換電路連接，繼電器模塊、量測模塊和電平轉(zhuǎn)換器均與信號切換源電路連接，繼電器模塊與量測模塊連接。本實用新型通過量測模塊和繼電器模塊，實現(xiàn)任意端口的輸入與輸出，可實現(xiàn)短斷路、導通阻抗、電阻、電容、二極管、點測、ACR等的測量。
【專利說明】一種精密線材測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測量儀器，特別是一種通用的精密線材測量裝置。
【背景技術】
[0002]線材有各種不同的型號和標準要求，所以線材在生產(chǎn)完成后，必須對線材的各項指標進行測試。為了檢驗線材是否滿足使用的需要，人們通常要測量線材的導通電阻、絕緣電阻、電容、交流電源(漏電流)等。目前市場上的一些線材測量儀器，各種測量項的測量范圍和測量項目較少，如:測試線材時不能點測電阻、不能點測導通電阻，不能測ACR、不能測雙向二極管，以致有些線材產(chǎn)品的特性不能得到有效的測試。
實用新型內(nèi)容
[0003]針對現(xiàn)有技術的上述缺陷和問題，本實用新型目的是提供一種測量項目較多的通用精密線材測量裝置，解決市場上線材測量儀通用性不高的問題。
[0004]為了達到上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現(xiàn):
[0005]一種精密線材測量裝置，由總線驅(qū)動、總線接口、FPGA、IO板接口、電平轉(zhuǎn)換器、t匕較器、放大器、TD輸入回路、繼電器模塊、信號源切換電路、量測模塊、恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊組成，所述的FPGA、比較器、放大器、TD輸入回路依次連接，所述的FPGA、總線驅(qū)動、IO板接口依次連接，所述的FPGA和總線接口連接，所述的恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊均與FPGA連接，所述恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊均與信號源切換電路連接，所述的繼電器模塊、量測模塊和電平轉(zhuǎn)換器均與信號切換源電路連接，所述的繼電器模塊與量測模塊連接，所述電平轉(zhuǎn)換器、繼電器模塊、量測模塊均與FPGA連接。
[0006]進一步的技術方案，所述的繼電器模塊由輸入輸出切換電路、米樣電阻、繼電器、繼電器驅(qū)動和兩個差分放大電路組成，所述輸入輸出切換電路、采樣電阻分別與不同的差分放大電路連接，所述輸入輸出切換電路與采樣電阻連接，所述采樣電阻與繼電器連接，所述繼電器驅(qū)動與繼電器連接，所述輸入輸出切換電路與信號源切換電路連接，所述繼電器驅(qū)與FPGA連接，繼電器模塊通過兩個差分放大電路與量測模塊連接。
[0007]進一步的技術方案，所述的量測模塊由DAC部分、精密運放部分、有效值轉(zhuǎn)換部分、阻抗變換部分、ADC部分和信號切換部分一、信號切換部分二組成，所述的信號切換部分一、精密運放部分均與DAC部分連接，所述的有效值轉(zhuǎn)換部分、信號切換部分二均與精密運放部分連接，所述的阻抗變換部分、有效值轉(zhuǎn)換部分均與信號切換部分二連接，所述的阻抗變換部分與ADC部分連接，所述信號切換部分一、信號切換部分二均與信號源切換電路連接，所述DAC部分、ADC部分均與FPGA連接，所述信號切換部分一分別與繼電器模塊中的兩個差分放大電路連接。
[0008]本實用新型通過量測模塊中的信號切換電路和繼電器模塊中的輸入輸出切換電路，實現(xiàn)任意端口的輸入與輸出，達到可測量任意端口間的壓降和電流，同時可實現(xiàn)短斷路、導通阻抗、電阻、電容、二極管、點測、ACR、電容極性等的測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一個實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0010]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]其中:1、電平轉(zhuǎn)換器，2、恒流源模塊，3、放大器，4、TD輸入回路，5、恒壓源模塊，6、比較器，7、交流信號源模塊，8、總線接口，9、FPGA，10、10板接口，11、總線驅(qū)動，12、信號源切換電路，13、量測模塊，14、繼電器模塊，15、DAC部分，16、精密運放部分，17、信號切換部分，18、阻抗變換部分，19、有效值轉(zhuǎn)換部分，20、ADC部分，21、輸入輸出切換電路，22、采樣電阻，23、繼電器,24、繼電器驅(qū)動,25、差分放大電路。
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本實用新型一個實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0013]根據(jù)圖1所示，本實用新型所提供的一種精密線材測量裝置，由總線驅(qū)動、總線接口、FPGA、IO板接口、電平轉(zhuǎn)換器、比較器、放大器、TD輸入回路、繼電器模塊、信號源切換電路、量測模塊、恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊組成，所述的FPGA、比較器、放大器、TD輸入回路依次連接，所述的FPGA、總線驅(qū)動、IO板接口依次連接，所述的FPGA和總線接口連接，所述的恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊均與FPGA連接，所述恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊均與信號源切換電路連接，所述的繼電器模塊、量測模塊和電平轉(zhuǎn)換器均與信號源切換電路連接，所述的繼電器模塊與量測模塊連接，所述電平轉(zhuǎn)換器、繼電器模塊、量測模塊均與FPGA連接。
[0014]繼電器模塊由輸入輸出切換電路、采樣電阻、繼電器、繼電器驅(qū)動和兩個差分放大電路組成，所述輸入輸出切換電路、采樣電阻分別與不同的差分放大電路連接，所述輸入輸出切換電路與采樣電阻連接，所述采樣電阻與繼電器連接，所述繼電器驅(qū)動與繼電器連接。繼電器模塊通過其輸入輸出切換電路與信號源切換電路連接，其繼電器驅(qū)動與FPGA連接，其兩個差分放大電路均與量測模塊連接。
[0015]量測模塊由DAC部分、精密運放部分、有效值轉(zhuǎn)換部分、阻抗變換部分、ADC部分和兩個的信號切換部分組成，信號切換部分一、精密運放部分均與DAC部分連接，有效值轉(zhuǎn)換部分、信號切換部分二均與精密運放部分連接，阻抗變換部分、有效值轉(zhuǎn)換部分均與信號切換部分二連接，阻抗變換部分與ADC部分連接，信號切換部分一、信號切換部分二均與信號源切換電路連接，DAC部分、ADC部分均與FPGA連接，信號切換部分一分別與繼電器模塊中的兩個差分放大電路連接。
[0016]本實用新型的各部分功能如下:[0017]總線驅(qū)動器的作用提供驅(qū)動動力；
[0018]總線接口用于連接外圍設備；
[0019]FPGA控制其他部分，并處理測量結(jié)果；
[0020]IO板接口用于接收與外界的交換信息；
[0021]電平轉(zhuǎn)換器用于電平的轉(zhuǎn)換，使不同的電平具有可比性；
[0022]TD輸入回路對輸入的信號進行選擇；
[0023]比較器用于比較標準物與被測物的結(jié)果；
[0024]放大器用于放大測量信號；
[0025]信號源切換電路可切換不同的信號來源；
[0026]恒流源模塊產(chǎn)生恒定的電流；
[0027]恒壓源模塊產(chǎn)生恒定的電源；
[0028]交流信號源模產(chǎn)生交流信號；
[0029]繼電器模塊將信號源加載到待測物的兩端，并輸入測量結(jié)果信號到測量模塊；
[0030]量測模塊把測量的結(jié)果轉(zhuǎn)換為FPGA可讀的信號。
[0031]本實用新型的工作原理如下:
[0032]線材短路斷路的測量原理為:信號源切換電路切換為恒壓源模塊產(chǎn)生恒壓，通過線電阻再經(jīng)采樣電阻連接到地，當采樣電阻為某一固定值時，采樣電阻的上端電壓(近信號源端的電壓)大小會隨線電阻成反比，此電壓通過放大后輸入比較器的負端口。如果線電阻比較小時，采樣電阻的分壓會比較大，那么比較器的輸出為低電平，如果線材短路斷路時，線電阻為無窮大，那么采樣電阻幾乎為0，比較器輸出高電平。
[0033]線材短路斷路的測量方法如下:假設被測物有η個端口，將測試端口 一一與精密線材測量裝置相連。通過IO板的輸出分配電路控制某個IO 口(AOl)輸出恒定電壓信號，然后用TD選擇器，選擇IO 口的其中8路回來，經(jīng)過5倍放大后傳送到比較器的負輸入端，比較器的正輸入端接收FPGA通過DAC測量到的AOl路的電壓。如果AOl跟BOl有連接且電線電阻比較小時，根據(jù)電阻分壓，經(jīng)放大器放大后的電壓大于正端電壓時，則比較器的輸出將翻轉(zhuǎn)，CPU通過讀取FPGA中的比較器結(jié)果寄存器，就能判斷連接情況。
[0034]線材電阻的測量，測量原理為:信號源切換電路切換為恒流源模塊產(chǎn)生恒定電流，恒流信號經(jīng)過被測物再到經(jīng)過標準電阻連接到地。從被測物的兩端和標準電阻兩端各引出差分信號，根據(jù)串聯(lián)的歐姆定律，可計算出被測物的電阻大小。
[0035]線材電阻的測試方法如下:信號源切換電路切換為恒流源模塊產(chǎn)生恒定電流，輸入輸出切換電路切換到IO板，IO板的輸出分配電路通過SMA輸入分配電路回到本實用新型的輸入輸出切換電路。IO板的輸出分配電路同時連接被測物，再分別通過SRA輸入分配電路、RFA輸入分配電路連接到本實用新型的輸出輸入切換電路，RFA輸入分配電路通過輸出輸入切換電路后與標準電阻連接后再連接到地。標準電阻根據(jù)被測電阻的大小，選擇10歐、100歐、IK歐、IOK歐、30Κ歐。被測物兩端間的壓降為MS與SR的差分信號，通過計算端口間的壓降與標準電阻的壓降(RFR與RFG的差分)，就能計算出電阻。
[0036]電阻導通、二極管極性測量、二極管電參數(shù)測量、ACR測量、電容測量的原理和測量方法基本相同，與電阻類似，本領域技術人員可推導得出，這里不再累述。
[0037]線材點測的測量原理測試原理與電阻類似，這里不再累述。測試方法也與電阻測試方法類似，僅增加了點測筆。輸入輸出切換電路與點測筆連接，同時IO板與點測筆連接，由點測筆、IO板分別與被測物連接，形成測量回路。其他SMA輸入分配電路、SRA輸入分配電路、RFA輸入分配電路以及標準電阻等的連接方式與電阻測量方法一致。當點測筆對被測物進行點測時，同時能進行導通，電阻，電容，二極管ACR等的測量。
[0038]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種精密線材測量裝置，其特征在于:由總線驅(qū)動、總線接口、FPGA、IO板接口、電平轉(zhuǎn)換器、比較器、放大器、TD輸入回路、繼電器模塊、信號源切換電路、量測模塊、恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊組成，所述的FPGA、比較器、放大器、TD輸入回路依次連接，所述的FPGA、總線驅(qū)動、IO板接口依次連接，所述的FPGA和總線接口連接，所述的恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊均與FPGA連接，所述恒流源模塊、恒壓源模塊、交流信號源模塊均與信號源切換電路連接，所述的繼電器模塊、量測模塊和電平轉(zhuǎn)換器均與信號切換源電路連接，所述的繼電器模塊與量測模塊連接，所述電平轉(zhuǎn)換器、繼電器模塊、量測模塊均與FPGA連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的精密線材測量裝置，其特征在于:所述的繼電器模塊由輸入輸出切換電路、采樣電阻、繼電器、繼電器驅(qū)動和兩個差分放大電路組成，所述輸入輸出切換電路、采樣電阻分別與不同的差分放大電路連接，所述輸入輸出切換電路與采樣電阻連接，所述采樣電阻與繼電器連接，所述繼電器驅(qū)動與繼電器連接，所述輸入輸出切換電路與信號源切換電路連接，所述繼電器驅(qū)與FPGA連接，繼電器模塊通過兩個差分放大電路與量測模塊連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的精密線材測量裝置，其特征在于:所述的量測模塊由DAC部分、精密運放部分、有效值轉(zhuǎn)換部分、阻抗變換部分、ADC部分和信號切換部分一、信號切換部分二組成，所述的信號切換部分一、精密運放部分均與DAC部分連接，所述的有效值轉(zhuǎn)換部分、信號切換部分二均與精密運放部分連接，所述的阻抗變換部分、有效值轉(zhuǎn)換部分均與信號切換部分二連接，所述的阻抗變換部分與ADC部分連接，所述信號切換部分一、信號切換部分二均與信號源切換電路連接，所述DAC部分、ADC部分均與FPGA連接，所述信號切換部分一分別與繼電器模塊中的兩個差分放大電路連接。
【文檔編號】G01R31/02GK203643534SQ201320848725
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】林云 申請人:深圳市誠創(chuàng)立科技有限公司