Elektron mühəndisləri elektron avadanlığın tərs dizaynını və ya təmirini həyata keçirərkən, əvvəlcə naməlum üzərindəki komponentlər arasındakı əlaqə əlaqəsini başa düşməlidirlər. çap devre (PCB), buna görə də PCB-dəki komponent pinləri arasında əlaqə əlaqəsi ölçülməli və qeyd edilməlidir.

Ən asan yol, multimetri “qısaqapanma siqnalı” faylına keçirmək, iki sınaq kabelindən istifadə edərək sancaqlar arasındakı əlaqəni bir-bir ölçmək və sonra “pin cütləri” arasında açma/söndürmə vəziyyətini əl ilə qeyd etməkdir. Bütün “pin cütləri” arasında əlaqə əlaqələrinin tam dəstini əldə etmək üçün sınaqdan keçirilmiş “pin cütləri” birləşmə prinsipinə uyğun olaraq təşkil edilməlidir. PCB-də komponentlərin və sancaqların sayı çox olduqda, ölçülməsi lazım olan “pin cütlərinin” sayı çox olacaq. Aydındır ki, bu iş üçün əl üsullarından istifadə edilərsə, ölçmə, qeyd və korreksiya işlərinin yükü çox böyük olacaqdır. Üstəlik, ölçmə dəqiqliyi aşağıdır. Hamımızın bildiyimiz kimi, ümumi multimetrin iki metrlik qələmləri arasındakı müqavimət müqaviməti təxminən 20 ohm qədər yüksək olduqda, siqnal hələ də səslənəcək, bu da bir yol kimi göstərilir.

Ölçmə səmərəliliyini artırmaq üçün “pin cütü” komponentinin avtomatik ölçülməsini, qeydini və kalibrlənməsini həyata keçirməyə çalışmaq lazımdır. Bu məqsədlə müəllif, ön uç aşkarlama cihazı kimi mikrokontroller tərəfindən idarə olunan yol detektorunu dizayn etdi və komponent sancaqları arasında yol əlaqəsinin avtomatik ölçülməsini və qeydini birgə həyata keçirmək üçün arxa uçun işlənməsi üçün güclü ölçmə naviqasiya proqramı hazırladı. PCB üzərində. . Bu məqalədə əsasən dizayn ideyaları və yol aşkarlama sxemi ilə avtomatik ölçmə texnologiyası müzakirə olunur.

Avtomatik ölçmə üçün ilkin şərt sınaqdan keçirilən komponentin sancaqlarını aşkarlama dövrəsinə birləşdirməkdir. Bunun üçün aşkarlama cihazı kabellər vasitəsilə çıxarılan bir neçə ölçmə başlığı ilə təchiz edilmişdir. Komponent sancaqları ilə əlaqə yaratmaq üçün ölçmə başlıqları müxtəlif sınaq qurğularına qoşula bilər. Ölçmə başlığı Sancaqların sayı eyni partiyada aşkarlama dövrəsinə qoşulmuş sancaqların sayını müəyyən edir. Daha sonra proqramın nəzarəti altında detektor kombinasiya prinsipinə uyğun olaraq sınaqdan keçirilmiş “pin cütlərini” tək-tək ölçmə yoluna daxil edəcək. Ölçmə yolunda, “pin cütləri” arasındakı açma/söndürmə vəziyyəti sancaqlar arasında müqavimətin olub-olmaması kimi göstərilir və ölçmə yolu onu gərginliyə çevirir, bununla da onlar arasındakı açma/söndürmə əlaqəsini mühakimə edir və qeyd edir.

Aşkarlama sxeminin birləşmə prinsipinə uyğun olaraq ölçmə üçün komponent sancaqlarına qoşulmuş çoxsaylı ölçmə başlıqlarından ardıcıl olaraq müxtəlif sancaqlar seçməsini təmin etmək üçün müvafiq keçid massivi təyin edilə bilər və müxtəlif açarlar açıla/bağlana bilər. komponent pinlərini dəyişdirmək üçün proqram. Açma/söndürmə əlaqəsini əldə etmək üçün ölçmə yolunu daxil edin. Ölçülmüş analoq gərginlik kəmiyyəti olduğundan, keçid massivi yaratmaq üçün analoq multipleksordan istifadə edilməlidir. Şəkil 1, sınaqdan keçirilmiş pini dəyişdirmək üçün analoq keçid massivindən istifadə ideyasını göstərir.

Aşkarlama dövrəsinin dizayn prinsipi Şəkil 2-də göstərilmişdir. Şəkildəki I və II iki qutuda olan analoq açarların iki dəsti cüt-cüt konfiqurasiya edilmişdir: I-1 və II-1, I-2 və II-2. . … ., Ⅰ-N və Ⅱ-N. Analoq çoxlu açarların qapalı olub-olmaması proqram tərəfindən Şəkil 1-də göstərilən dekodlaşdırma sxemi vasitəsilə idarə olunur. İki analoq açar I və II-də eyni vaxtda yalnız bir açarı bağlamaq olar. Məsələn, ölçmə başlığı 1 ilə ölçü başlığı 2 arasında yol əlaqəsinin olub-olmadığını aşkar etmək üçün I-1 və II-2 açarlarını bağlayın və 1 və 2 ölçmə başlıqları vasitəsilə A nöqtəsi ilə torpaq arasında ölçmə yolu yaradın. yoldur, Onda A nöqtəsindəki gərginlik VA=0; açıqdırsa, onda VA>0. VA dəyəri ölçmə başlıqları 1 və 2 arasında yol əlaqəsi olub-olmadığını mühakimə etmək üçün əsasdır. Bu yolla, ölçmə başlığına qoşulan bütün sancaqlar arasında açma/söndürmə əlaqəsi ani olaraq ölçmə başlığına uyğun olaraq ölçülə bilər. birləşmə prinsipi. Bu ölçmə prosesi sınaq qurğusu ilə sıxışdırılmış komponentin sancaqları arasında həyata keçirildiyi üçün müəllif bunu sıxacda ölçmə adlandırır.

Komponentin sancağı sıxışdırıla bilmirsə, test qurğusu ilə ölçülməlidir. Şəkil 2-də göstərildiyi kimi, bir test kabelini analoq kanala, digərini isə yerə qoşun. Bu zaman ölçmə, qələm-qələm ölçmə adlanan I-1 idarəetmə açarı bağlı olduğu müddətcə aparıla bilər. Şəkil 2-də göstərilən sxem, ölçmə başlığının bütün sıxışdırıcı sancaqları ilə torpaqlama ölçmə qələminin toxunduğu sıxışdırıla bilməyən sancaqlar arasında ölçməni bir anda başa çatdırmaq üçün də istifadə edilə bilər. Bu zaman növbə ilə I Nömrənin açarlarının bağlanmasına nəzarət etmək lazımdır və II Marşrutun açarları həmişə ayrılır. Bu ölçmə prosesini qələm sıxacının ölçülməsi adlandırmaq olar. Ölçülmüş gərginlik nəzəri olaraq VA=0 olduqda dövrə, VA>0 olduqda isə açıq dövrə olmalıdır və VA-nın qiyməti iki ölçmə kanalı arasındakı müqavimət dəyəri ilə dəyişir. Bununla belə, analoq multipleksorun özünün cüzi olmayan on-müqavimət RON-u olduğu üçün, bu şəkildə, ölçmə yolu əmələ gəldikdən sonra, əgər bir yoldursa, VA 0-a bərabər deyil, RON-da gərginliyin azalmasına bərabərdir. Ölçmənin məqsədi yalnız açma/söndürmə əlaqəsini bilmək olduğundan, VA-nın xüsusi dəyərini ölçməyə ehtiyac yoxdur. Bu səbəbdən, VA-nın RON-da gərginliyin düşməsindən böyük olub-olmadığını müqayisə etmək üçün yalnız bir gərginlik komparatorundan istifadə etmək lazımdır. Gərginlik komparatorunun eşik gərginliyini RON-da gərginliyin azalmasına bərabər olaraq təyin edin. Gərginlik komparatorunun çıxışı mikrokontroller tərəfindən birbaşa oxuna bilən rəqəmsal kəmiyyət olan ölçmə nəticəsidir.

Həddi gərginliyin təyini

Təcrübələr RON-un fərdi fərqlərə malik olduğunu və ətraf mühitin temperaturu ilə də əlaqəli olduğunu müəyyən etdi. Buna görə də, yüklənəcək eşik gərginliyi qapalı analoq keçid kanalı ilə ayrıca təyin edilməlidir. Buna D/A çeviricisini proqramlaşdırmaqla nail olmaq olar.

Şəkil 2-də göstərilən sxem eşik məlumatlarını asanlıqla müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər, üsul I-1, II-1 keçid cütlərini açmaqdır; I-2, II-2; …; IN, II-N; Path loop forması, hər bir cüt açar bağlandıqdan sonra D/A çeviricisinə nömrə göndərin və göndərilən rəqəm kiçikdən böyüyə doğru artır və bu zaman gərginlik komparatorunun çıxışını ölçün. Gərginlik komparatorunun çıxışı 1-dən 0-a qədər dəyişdikdə, bu anda məlumatlar VA-ya uyğun gəlir. Bu yolla, hər bir kanalın VA-sı ölçülə bilər, yəni bir cüt açar bağlandıqda RON-da gərginliyin azalması. Yüksək dəqiqlikli analoq multipleksorlar üçün RON-da fərdi fərq kiçikdir, ona görə də sistem tərəfindən avtomatik olaraq ölçülən VA-nın yarısı açar cütünün müvafiq RON-da gərginliyin düşməsinin müvafiq məlumatları kimi təqribi hesab edilə bilər. Analoq açarın eşik məlumatları.

Eşik gərginliyinin dinamik təyini

Cədvəl yaratmaq üçün yuxarıda ölçülmüş hədd məlumatlarından istifadə edin. Qısqacda ölçərkən, iki qapalı açarın nömrələrinə uyğun olaraq cədvəldən müvafiq məlumatları çıxarın və həddi gərginlik yaratmaq üçün onların cəmini D/A çeviricisinə göndərin. Qələm klipinin ölçülməsi və qələmin ölçülməsi üçün ölçmə yolu yalnız I nömrəli analoq açardan keçdiyi üçün yalnız bir keçid həddi məlumatı tələb olunur.

Bundan əlavə, dövrənin özündə (D/A çeviricisi, gərginlik komparatoru və s.) səhvlər olduğu və faktiki ölçmə zamanı sınaq qurğusu ilə sınaqdan keçirilmiş pin arasında kontakt müqaviməti olduğu üçün tətbiq edilən faktiki həddi gərginlik həddi daxilində olmalıdır. yuxarıda göstərilən üsulla müəyyən edilir. Yolu açıq dövrə kimi səhv qiymətləndirməmək üçün əsasda bir düzəliş məbləği əlavə edin. Lakin artan həddi gərginlik kiçik müqavimət müqavimətini alt-üst edəcək, yəni iki sancaq arasındakı kiçik müqavimət bir yol kimi qiymətləndirilir, buna görə də eşik gərginliyinin düzəldilməsi məbləği faktiki vəziyyətə uyğun olaraq əsaslı şəkildə seçilməlidir. Təcrübələr vasitəsilə aşkarlama sxemi müqavimət dəyəri 5 ohm-dan çox olan iki sancaq arasında müqaviməti dəqiq müəyyən edə bilər və onun dəqiqliyi multimetrdən əhəmiyyətli dərəcədə yüksəkdir.

Ölçmə nəticələrinin bir neçə xüsusi halları

Kapasitansın təsiri

Test edilmiş pinlər arasında bir kondansatör birləşdirildikdə, açıq dövrə əlaqəsi olmalıdır, lakin keçid bağlandıqda ölçmə yolu kondansatörü doldurur və iki ölçmə nöqtəsi bir yola bənzəyir. Bu zaman gərginlik komparatorundan oxunan ölçmə nəticəsi yoldur. Kapasitansın səbəb olduğu bu cür yanlış yol fenomenini həll etmək üçün aşağıdakı iki üsuldan istifadə edilə bilər: doldurma müddətini qısaltmaq üçün ölçmə cərəyanını müvafiq olaraq artırın, beləliklə, doldurma prosesi ölçmə nəticələrini oxumazdan əvvəl başa çatır; Ölçmə proqram təminatına doğru və yanlış yolların yoxlanışını əlavə edin Proqram seqmenti (bax bölmə 5).

İnduktivliyin təsiri

Test edilmiş sancaqlar arasında bir induktor birləşdirilirsə, o, açıq dövrə əlaqəsində olmalıdır, lakin induktorun statik müqaviməti çox kiçik olduğundan, multimetr ilə ölçülən nəticə həmişə bir yoldur. Kapasitansın ölçülməsi vəziyyətindən fərqli olaraq, analoq açarın bağlandığı anda, endüktansa görə induksiya edilmiş elektromotor qüvvəsi var. Bu şəkildə, aşkarlama dövrəsinin sürətli əldə etmə sürətinin xüsusiyyətlərindən istifadə edərək endüktansı düzgün mühakimə etmək olar. Lakin bu, tutumun ölçülməsi tələbi ilə ziddiyyət təşkil edir.

Analoq keçid titrəyişinin təsiri

Faktiki ölçmədə, analoq açarın açıq vəziyyətdən qapalı vəziyyətə qədər sabit bir prosesə sahib olduğu aşkar edildi, bu, VA gərginliyinin dalğalanması kimi təzahür edir və bu, ilk bir neçə ölçmə nəticələrini uyğunsuz edir. Bu səbəbdən yolun nəticələrini bir neçə dəfə mühakimə etmək və ölçmə nəticələrinin ardıcıl olmasını gözləmək lazımdır. Daha sonra təsdiqləyin.

Ölçmə nəticələrinin təsdiqi və qeydi

Yuxarıda göstərilən müxtəlif vəziyyətləri nəzərə alaraq, müxtəlif sınaqdan keçirilmiş obyektlərə uyğunlaşmaq üçün ölçmə nəticələrini təsdiqləmək və qeyd etmək üçün Şəkil 3-də göstərilən proqram proqramının blok diaqramından istifadə olunur.