Når elektroniske ingeniører udfører det omvendte design eller reparationsarbejde af elektronisk udstyr, skal de først forstå sammenhængen mellem komponenterne på det ukendte printkort (PCB), så forbindelsesforholdet mellem komponentbenene på printkortet skal måles og registreres.

Den nemmeste måde er at skifte multimeteret til “short-circuit buzzer”-filen, bruge to testledninger til at måle forbindelsen mellem benene en efter en og derefter manuelt registrere on/off-status mellem “pin-parrene”. For at opnå det komplette sæt af forbindelsesrelationer mellem alle “ben-par”, skal de testede “ben-par” organiseres efter kombinationsprincippet. Når antallet af komponenter og ben på printkortet er stort, vil antallet af “benpar”, der skal måles, være stort. Hvis der bruges manuelle metoder til dette arbejde, vil arbejdsbyrden med måling, registrering og korrektur naturligvis være meget stor. Desuden er målenøjagtigheden lav. Som vi alle ved, når den resistive impedans mellem de to meter penne på et generelt multimeter er så høj som omkring 20 ohm, vil summeren stadig lyde, hvilket er angivet som en sti.

For at forbedre måleeffektiviteten er det nødvendigt at forsøge at realisere den automatiske måling, registrering og kalibrering af komponenten “stiftpar”. Til dette formål designede forfatteren en stidetektor styret af en mikrocontroller som en frontend-detektionsenhed og designede en kraftfuld målenavigationssoftware til back-end-behandling for i fællesskab at realisere den automatiske måling og registrering af stiforholdet mellem komponentstifterne på printet. . Denne artikel diskuterer hovedsageligt designideerne og teknologien til automatisk måling af vejdetektionskredsløbet.

Forudsætningen for automatisk måling er at forbinde stifterne på den komponent, der testes, til detektionskredsløbet. Til dette er detektionsapparatet udstyret med flere målehoveder, som føres ud gennem kabler. Målehovederne kan forbindes med forskellige testarmaturer for at etablere forbindelser med komponentstifterne. Målehovedet Antallet af stifter bestemmer antallet af stifter forbundet til detektionskredsløbet i samme batch. Derefter vil detektoren under programmets kontrol inkorporere de testede “benpar” i målestien én efter én i henhold til kombinationsprincippet. I målestien vises tænd/sluk-status mellem “ben-parrene” som om der er modstand mellem stifterne, og målevejen omdanner det til en spænding, hvorved tænd/sluk-forholdet mellem dem bedømmes og registreres.

For at gøre det muligt for detektionskredsløbet at vælge forskellige ben i rækkefølge blandt de talrige målehoveder, der er forbundet med komponentbenene til måling i henhold til kombinationsprincippet, kan det tilsvarende switcharray indstilles, og forskellige switches kan åbnes/lukkes af program til at skifte komponentbenene. Indtast målestien for at opnå on/off-forholdet. Da den målte er en analog spændingsmængde, bør en analog multiplekser bruges til at danne et switch-array. Figur 1 viser ideen om at bruge en analog switch-array til at skifte den testede pin.

Designprincippet for detektionskredsløbet er vist i figur 2. De to sæt analoge switche i de to bokse I og II på figuren er konfigureret i par: I-1 og II-1, I-2 og II-2. . … ., Ⅰ-N og Ⅱ-N. Hvorvidt de analoge multikontakter er lukkede eller ej, styres af programmet gennem afkodningskredsløbet vist i figur 1. I de to analoge switche I og II kan kun én switch lukkes på samme tid. For eksempel for at detektere, om der er et baneforhold mellem målehoved 1 og målehoved 2, lukkes kontakterne I-1 og II-2, og der dannes en målebane mellem punkt A og jord gennem målehoveder 1 og 2. Hvis det er en vej, så spændingen ved punkt A VA=0; hvis den er åben, så VA>0. Værdien af ​​VA er grundlaget for at vurdere, om der er et baneforhold mellem målehovederne 1 og 2. På denne måde kan tænd/sluk-forholdet mellem alle stifter forbundet til målehovedet måles på et øjeblik iht. kombinationsprincip. Da denne måleproces udføres mellem stifterne på den komponent, der er fastspændt af testfiksturen, kalder forfatteren det for in-clamp-målingen.

Hvis komponentens stift ikke kan fastspændes, skal den måles med en prøveledning. Som vist i figur 2 skal du tilslutte en testledning til en analog kanal og den anden til jord. På dette tidspunkt kan målingen udføres, så længe kontrolkontakten I-1 er lukket, hvilket kaldes pen-pen-måling. Kredsløbet vist i figur 2 kan også bruges til at fuldføre målingen mellem alle de spændbare stifter på målehovedet og de ikke-klembare stifter, der berøres af jordingsmålerpennen på et øjeblik. På dette tidspunkt er det nødvendigt at kontrollere lukningen af ​​sporskifterne på nr. I igen, og sporskifterne på rute II er altid afbrudt. Denne måleproces kan kaldes penklemmemåling. Den målte spænding skal teoretisk set være et kredsløb, når VA=0, og det skal være et åbent kredsløb, når VA>0, og værdien af ​​VA varierer med modstandsværdien mellem de to målekanaler. Men da den analoge multiplekser selv har en ikke ubetydelig on-resistance RON, er VA på denne måde, efter at målebanen er dannet, hvis det er en vej, ikke lig med 0, men lig med spændingsfaldet på RON. Da formålet med målingen kun er at kende tænd/sluk-forholdet, er der ikke behov for at måle den specifikke værdi af VA. Af denne grund er det kun nødvendigt at bruge en spændingskomparator til at sammenligne, om VA er større end spændingsfaldet på RON. Indstil tærskelspændingen for spændingskomparatoren til at være lig med spændingsfaldet på RON. Udgangen fra spændingskomparatoren er måleresultatet, som er en digital størrelse, der kan aflæses direkte af mikrocontrolleren.

Bestemmelse af tærskelspænding

Eksperimenter har fundet ud af, at RON har individuelle forskelle og også er relateret til omgivelsestemperatur. Derfor skal tærskelspændingen, der skal indlæses, indstilles separat med den lukkede analoge omskifterkanal. Dette kan opnås ved at programmere D/A-konverteren.

Kredsløbet vist i figur 2 kan bruges til nemt at bestemme tærskeldataene, metoden er at tænde omskifterparrene I-1, II-1; 2-2, 1-0; …; IN, II-N; form Path loop, efter at hvert par af switches er lukket, send et tal til D/A-konverteren, og det sendte tal stiger fra lille til stort, og mål output fra spændingskomparatoren på dette tidspunkt. Når outputtet fra spændingskomparatoren ændres fra XNUMX til XNUMX, svarer dataene på dette tidspunkt til VA. På denne måde kan VA af hver kanal måles, det vil sige spændingsfaldet på RON, når et par afbrydere er lukket. For analoge multipleksere med høj præcision er den individuelle forskel i RON lille, så halvdelen af ​​den VA, der automatisk måles af systemet, kan tilnærmes som de tilsvarende data for spændingsfaldet på den respektive RON af kontaktparret. Tærskeldata for den analoge switch.

Dynamisk indstilling af tærskelspænding

Brug tærskeldataene målt ovenfor til at bygge en tabel. Når du måler i klemmen, skal du tage de tilsvarende data ud fra tabellen i henhold til numrene på de to lukkede kontakter, og sende deres sum til D/A-konverteren for at danne en tærskelspænding. Til penklemmemåling og pen-pen-måling, fordi målestien kun passerer gennem den analoge switch på nr. I, kræves der kun én switch-tærskeldata.

Fordi selve kredsløbet (D/A-konverter, spændingskomparator osv.) har fejl, og der er en kontaktmodstand mellem testarmaturen og den testede ben under den faktiske måling, bør den faktiske tærskelspænding være inden for tærsklen bestemt efter ovenstående metode. Tilføj et korrektionsbeløb på grundlaget for ikke at fejlbedømme stien som et åbent kredsløb. Men den øgede tærskelspænding vil overvælde den lille modstandsmodstand, det vil sige, at den lille modstand mellem de to ben bedømmes som en vej, så tærskelspændingskorrektionsmængden bør vælges med rimelighed i henhold til den faktiske situation. Gennem eksperimenter kan detektionskredsløbet nøjagtigt bestemme modstanden mellem de to ben med en modstandsværdi større end 5 ohm, og dets nøjagtighed er væsentligt højere end et multimeters.

Flere særlige tilfælde af måleresultater

Kapacitansens indflydelse

Når en kondensator er forbundet mellem de testede ben, skal den være i et åbent kredsløbsforhold, men målestien oplader kondensatoren, når kontakten er lukket, og de to målepunkter er som en bane. På dette tidspunkt er måleresultatet aflæst fra spændingskomparatoren vej. For denne form for falsk vej-fænomen forårsaget af kapacitans kan følgende to metoder bruges til at løse: Forøg målestrømmen passende for at forkorte opladningstiden, så opladningsprocessen afsluttes før læsning af måleresultaterne; tilføje inspektionen af ​​sande og falske stier til målesoftwaren Programsegmentet (se afsnit 5).

Påvirkning af induktans

Hvis en induktor er forbundet mellem de testede ben, bør den være i et åbent kredsløbsforhold, men da induktorens statiske modstand er meget lille, er resultatet målt med et multimeter altid en sti. I modsætning til tilfældet med kapacitansmåling er der i det øjeblik, hvor den analoge kontakt er lukket, en induceret elektromotorisk kraft på grund af induktansen. På denne måde kan induktansen bedømmes korrekt ved at bruge karakteristikaene for detekteringskredsløbets hurtige optagelseshastighed. Men dette er i modstrid med målekravet til kapacitans.

Påvirkningen af ​​analog switch-jitter

Ved selve målingen konstateres det, at den analoge switch har en stabil proces fra åben tilstand til lukket tilstand, hvilket kommer til udtryk som udsving i spændingen VA, hvilket gør de første par måleresultater inkonsistente. Af denne grund er det nødvendigt at bedømme resultaterne af stien flere gange og vente på, at måleresultaterne er konsistente. Bekræft senere.

Bekræftelse og registrering af måleresultater

I betragtning af ovenstående forskellige situationer, for at tilpasse sig forskellige testede objekter, bruges softwareprogrammets blokdiagram vist i figur 3 til at bekræfte og registrere måleresultaterne.