Amikor az elektronikai mérnökök az elektronikus berendezések fordított tervezési vagy javítási munkáit végzik, először meg kell érteniük az ismeretlen komponensek közötti kapcsolódást. nyomtatott áramkör (NYÁK), ezért a PCB komponens érintkezői közötti csatlakozási kapcsolatot mérni és rögzíteni kell.

A legegyszerűbb, ha a multimétert a „zárlati zümmögő” fájlra kapcsoljuk, két mérővezetékkel egyenként mérjük meg a érintkezők közötti kapcsolatot, majd manuálisan rögzítjük a „tűpárok” közötti be/ki állapotot. Az összes „tűpár” közötti kapcsolati kapcsolatok teljes halmazának megszerzéséhez a tesztelt „csappárokat” a kombináció elve szerint kell rendszerezni. Ha a PCB-n lévő alkatrészek és érintkezők száma nagy, akkor a mérendő „tűpárok” száma hatalmas lesz. Nyilvánvalóan, ha manuális módszereket alkalmazunk ehhez a munkához, akkor a mérés, a rögzítés és a lektorálás munkaterhelése nagyon nagy lesz. Ráadásul a mérési pontosság alacsony. Amint azt mindannyian tudjuk, amikor az általános multiméter két mérőtollja közötti ellenállási impedancia eléri a 20 ohmot, a hangjelzés továbbra is megszólal, amit útvonalként jeleznek.

A mérési hatékonyság javítása érdekében meg kell próbálni megvalósítani a komponens „csappár” automatikus mérését, rögzítését és kalibrálását. Ennek érdekében a szerző egy mikrokontrollerrel vezérelt útérzékelőt tervezett front-end érzékelő eszközként, és tervezett egy hatékony mérési navigációs szoftvert a háttérfeldolgozáshoz, hogy közösen valósítsa meg a komponens érintkezői közötti útvonal kapcsolat automatikus mérését és rögzítését. a PCB-n. . Ez a cikk elsősorban az útérzékelő áramkör által végzett automatikus mérés tervezési ötleteivel és technológiájával foglalkozik.

Az automatikus mérés előfeltétele, hogy a vizsgált alkatrész érintkezőit az érzékelő áramkörhöz kell csatlakoztatni. Ehhez az érzékelő készülék több mérőfejjel van felszerelve, amelyeket kábeleken keresztül vezetnek ki. A mérőfejek különféle mérőberendezésekhez csatlakoztathatók, hogy az alkatrészek csapjaival kapcsolódjanak. A mérőfej A tűk száma határozza meg az azonos kötegben az érzékelő áramkörhöz csatlakoztatott tűk számát. Ezután a program irányítása alatt a detektor a kombinálás elve szerint egyenként beépíti a mérési útvonalba a tesztelt „csappárokat”. A mérési útvonalon a „tűpárok” közötti be/ki állapot látható, hogy van-e ellenállás a tűk között, és a mérési út feszültséggé alakítja át, ezáltal megítéli a köztük lévő be/ki kapcsolatot és rögzíti azt.

Annak érdekében, hogy az érzékelő áramkör a kombinálás elve alapján a komponenstüskékhez csatlakoztatott számos mérőfej közül sorban tudjon kiválasztani különböző érintkezőket, a megfelelő kapcsolótömb beállítható, és különböző kapcsolók nyithatók/zárhatók program az alkatrészek érintkezőinek váltásához. Adja meg a mérési útvonalat a be/ki kapcsolat meghatározásához. Mivel a mért analóg feszültségmennyiség, analóg multiplexert kell használni a kapcsolótömb kialakításához. Az 1. ábra azt az ötletet mutatja, hogy egy analóg kapcsolótömböt használjunk a tesztelt tű átkapcsolására.

Az érzékelő áramkör tervezési elve a 2. ábrán látható. Az ábrán látható két I. és II. dobozban található két analóg kapcsolókészlet páronként van konfigurálva: I-1 és II-1, I-2 és II-2. . … ., Ⅰ-N és Ⅱ-N. Azt, hogy az analóg több kapcsoló zárva van-e vagy sem, a program vezérli az 1. ábrán látható dekódoló áramkörön keresztül. A két analóg I és II kapcsolóban egyszerre csak egy kapcsoló zárható. Például annak észleléséhez, hogy van-e útkapcsolat az 1. mérőfej és a 2. mérőfej között, zárja le az I-1 és II-2 kapcsolókat, és alakítson ki mérési útvonalat az A pont és a föld között az 1. és 2. mérőfejen keresztül. egy út, Ekkor a feszültség az A pontban VA=0; ha nyitva van, akkor VA>0. A VA értéke az alapja annak megítélésének, hogy van-e útkapcsolat az 1. és 2. mérőfejek között. Ily módon a mérőfejhez csatlakoztatott összes csap között egy pillanat alatt megmérhető a be/ki kapcsolat a kombinációs elv. Mivel ez a mérési folyamat a vizsgálószerelvény által befogott alkatrész csapjai között történik, a szerző ezt befogó mérésnek nevezi.

Ha az alkatrész csapja nem rögzíthető, akkor azt mérővezetékkel kell megmérni. A 2. ábrán látható módon csatlakoztassa az egyik mérővezetéket egy analóg csatornához, a másikat pedig a földhöz. Ekkor a mérés addig végezhető, amíg az I-1 vezérlőkapcsoló zárva van, amit toll-toll mérésnek nevezünk. A 2. ábrán látható áramkör segítségével egy pillanat alatt elvégezhető a mérés a mérőfej összes befogható tűje és a földelő mérőtoll által megérintett nem befogható tű között. Ekkor az I. számú váltók zárását felváltva kell szabályozni, illetve a II. Ezt a mérési folyamatot tollbilincs mérésnek nevezhetjük. A mért feszültség elméletileg egy áramkörnek kell lennie, ha VA=0, és szakadásnak kell lennie, ha VA>0, és a VA értéke a két mérési csatorna közötti ellenállás értékével változik. Mivel azonban magának az analóg multiplexernek van egy nem elhanyagolható bekapcsolási ellenállása RON, így a mérési út kialakítása után, ha az út, VA nem egyenlő 0-val, hanem egyenlő a RON feszültségesésével. Mivel a mérés célja csak a be/ki kapcsolat ismerete, nincs szükség a VA fajlagos értékének mérésére. Emiatt csak egy feszültség-összehasonlítót kell használni annak összehasonlítására, hogy a VA nagyobb-e, mint a RON feszültségesése. Állítsa be a feszültségkomparátor küszöbfeszültségét úgy, hogy egyenlő legyen a RON feszültségesésével. A feszültség-összehasonlító kimenete a mérési eredmény, amely a mikrokontroller által közvetlenül leolvasható digitális mennyiség.

A küszöbfeszültség meghatározása

Kísérletek azt találták, hogy a RON egyéni különbségeket mutat, és összefügg a környezeti hőmérséklettel is. Ezért a zárt analóg kapcsolócsatornánál külön kell beállítani a terhelendő küszöbfeszültséget. Ez a D/A konverter programozásával érhető el.

A 2. ábrán látható áramkör segítségével könnyen meghatározhatóak a küszöbadatok, a módszer az I-1, II-1 kapcsolópárok bekapcsolása; I-2, II-2; …; IN, II-N; Útvonal hurok formájában minden kapcsolópár zárása után küldjön egy számot a D/A konverternek, és az elküldött szám kicsiről nagyra nő, és ekkor mérje meg a feszültség-összehasonlító kimenetét. Amikor a feszültség-összehasonlító kimenete 1-ről 0-ra változik, az adatok ebben az időben VA-nak felelnek meg. Ily módon az egyes csatornák VA-ja mérhető, vagyis a feszültségesés a RON-on egy pár kapcsoló zárásakor. A nagy pontosságú analóg multiplexereknél a RON-ban az egyéni különbség kicsi, így a rendszer által automatikusan mért VA fele közelíthető a kapcsolópárok megfelelő RON-jának feszültségesésének megfelelő adataként. Az analóg kapcsoló küszöbértékei.

A küszöbfeszültség dinamikus beállítása

A táblázat összeállításához használja a fent mért küszöbadatokat. A bilincsben történő méréskor vegyük ki a táblázatból a megfelelő adatokat a két zárt kapcsoló számának megfelelően, és ezek összegét küldjük el a D/A konverternek, hogy küszöbfeszültséget képezzünk. Tollcsipeszes méréshez és toll-toll méréshez, mivel a mérési út csak az I. számú analóg kapcsolón halad át, csak egy kapcsolási küszöbadat szükséges.

Ezen túlmenően, mivel magában az áramkörben (D/A konverter, feszültség-összehasonlító stb.) vannak hibák, és a tényleges mérés során érintkezési ellenállás van a vizsgálókészülék és a vizsgált érintkező között, a ténylegesen alkalmazott küszöbfeszültségnek a küszöbértéken belül kell lennie. a fenti módszer szerint határozzuk meg. Adjon hozzá egy korrekciós összeget az alapon, hogy ne ítélje meg rosszul az utat szakadásnak. De a megnövekedett küszöbfeszültség túlterheli a kis ellenállási ellenállást, vagyis a két érintkező közötti kis ellenállást útnak ítéljük meg, ezért a küszöbfeszültség korrekciós mértékét a tényleges helyzetnek megfelelően ésszerűen kell megválasztani. Az érzékelő áramkör kísérletekkel pontosan meg tudja határozni a két érintkező közötti ellenállást 5 ohmnál nagyobb ellenállási értékkel, pontossága lényegesen nagyobb, mint egy multiméteré.

A mérési eredmények több speciális esete

A kapacitás hatása

Ha a vizsgált tűk közé kondenzátort csatlakoztatunk, akkor annak nyitottnak kell lennie, de a mérési út a kapcsoló zárt állapotában tölti a kondenzátort, és a két mérési pont olyan, mint egy út. Ekkor a feszültségkomparátorból kiolvasott mérési eredmény útvonal. A kapacitás okozta e fajta hamis útjelenség megoldására a következő két módszer használható: a mérési áram megfelelő növelése a töltési idő lerövidítése érdekében, így a töltési folyamat a mérési eredmények leolvasása előtt véget ér; Adja hozzá az igaz és hamis útvonalak vizsgálatát a mérőszoftverhez A programszegmens (lásd 5. fejezet).

Az induktivitás hatása

Ha a vizsgált tűk közé induktort kötünk, akkor annak nyitottnak kell lennie, de mivel az induktor statikus ellenállása nagyon kicsi, ezért a multiméterrel mért eredmény mindig egy út. Ellentétben a kapacitásmérés esetével, az analóg kapcsoló zárásakor az induktivitás miatt indukált elektromotoros erő lép fel. Ily módon az induktivitás helyesen ítélhető meg az érzékelő áramkör gyors felvételi sebességének jellemzői alapján. Ez azonban ellentmond a kapacitás mérési követelményének.

Az analóg kapcsoló jitter hatása

A tényleges mérés során azt találtuk, hogy az analóg kapcsoló stabil folyamata van a nyitott állapotból a zárt állapotba, ami a VA feszültség ingadozásában nyilvánul meg, ami az első néhány mérési eredményt inkonzisztenssé teszi. Emiatt többször meg kell ítélni az út eredményeit, és meg kell várni, hogy a mérési eredmények konzisztensek legyenek. Erősítse meg később.

Mérési eredmények megerősítése, rögzítése

Figyelembe véve a fenti különféle helyzeteket, a különböző tesztelt objektumokhoz való alkalmazkodás érdekében a 3. ábrán látható szoftverprogram blokkdiagramját használjuk a mérési eredmények megerősítésére és rögzítésére.