Устройство для контроля электрического монтажа электрожгутов Российский патент 2024 года по МПК G01R31/50 

Область техники

Изобретение относится к радиоэлектронике и вычислительной технике, предназначена для контроля электрического монтажа и может быт использована для проверки наличия (прозвонки) электрических цепей, контроля сопротивления изоляции монтажа, контроль параметров электрорадиоэлементов, а именно, сопротивления для резистивных элементов, правильность установки диодов, проверку функционирования элементов жгута путем подачи напряжения через коммутатор 12 В и 27 В.

Уровень техники

Известен программно-аппаратный комплекс автоматизированного функционального контроля электрических монтажных структур (патент RU № 129281, МПК G06F 17/00, опубл. 20.06.2013), который содержит рабочую станцию, блок соединителей, блок коммутации с соответствующими каналами и платой соединительной, блок переходной и блок измерительный, блок внешнего питания с автоматическим выключателем и устройством контроля пробоя изоляции и блок внутреннего питания. В качестве рабочей станции применена ЭВМ. Блок коммутации снабжен микропроцессорным контроллером с системой управления и программируемым источником тока и напряжения, а блок измерительный - вольтметром. Осуществление проверки правильности функционирования изделия осуществляют при подаче на него номинального напряжения питания (27±0,5) В и изменении напряжения источников питания в пределах от 24 до 32 В;

Недостатком известного решения является отсутствие возможности проверки правильности функционирования изделия при подаче на него высоковольтного переменного напряжения, а также ограниченность функционала за счет использования вольтметра в структуре блока измерительного.

Известно устройство автоматизированного контроля электрической прочности изоляции изделий, наиболее близкое по сущности к заявляемому и выбранное за ближайший аналог (патент RU № 146457, МПК G01R 31/02, опубл. 10.10.2014), который содержит рабочую станцию (РС), управляющий контролер (УК), блок соединителей (БС), блок фиксации пробоя (БФП), блоки коммутации (БК), каждый из которых содержит сдвиговый регистр (СР) и коммутирующие элементы, а также блок внешнего электропитания (БВЭП), источник внутреннего электропитания (ИВЭП) и высоковольтный источник испытательного напряжения (ВИИН), в качестве рабочей станции применен персональный компьютер (ПК), БВЭП снабжен автоматическим выключателем (АВ), ВИИН выполнен программируемым, а коммутирующие элементы БК выполнены в виде, по меньшей мере, трех высоковольтных реле (ВР).

Недостатком известного устройства является ограниченный функционал в силу возможности его применения только с целью контроля электрической прочности изоляции цепей изделий.

Основной технической задачей является реализация возможности проверки электрического монтажа электрических цепей на предмет контроля наличия (прозвонки) электрических цепей, контроля сопротивления изоляции монтажа, контроля параметров электрорадиоэлементов, а именно, сопротивления для резистивных элементов, правильности установки диодов, проверки функционирования элементов жгута путем подачи напряжения через коммутатор 12 В и 27 В.

Основным техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве для контроля электрического монтажа электрожгутов, содержащем блок формирования испытательных напряжений, блок внешнего электропитания с автоматическим выключателем и с колодками питания, к которым подключены источник внутреннего питания, блок контроля, подключенный к блоку управления и ввода-вывода информации с блоком программного управления, и блок коммутации, модули коммутатора которого подключены через блок контроля к колодкам питания, к блоку формирования испытательных напряжений, один из выходов которого подключен к блоку управления и ввода-вывода информации, другой - к источнику внутреннего питания, а третий - к блоку контроля, при этом блок формирователя испытательных напряжений включает соединенные между собой источник испытательного напряжения постоянного тока и блок соединительный, а блок управления и ввод-вывода информации - клавиатуру, мышь, управляющий контроллер, монитор и принтер, согласно предложенному решению, в блок контроля введены подключенные между собой мультиметр и источник напряжения функционального контроля, блок соединительный выполнен в виде платы соединительной, модуль коммутатора выполнен в виде платы соединительной, плат коммутатора, платы управления, платы выбора адреса.

Заявляемое изобретение поясняется рисунками, на которых представлены электрические схемы устройства, а именно: на Фиг. 1 показана структурная схема устройства для контроля электрического монтажа электрожгутов, на Фиг. 2 показана электрическая схема устройства для контроля электрического монтажа электрожгутов, на Фиг. 3 показана схема соединения модуля коммутатора, где обозначены:

1 - колодки питания БВЭП;

2 - блок формирования испытательных напряжений;

3 - блок контроля;

4 - блок управления и ввода-вывода информации;

5 - блок коммутации;

6 - источник внутреннего электропитания;

7 - модуль коммутатора;

8 - блок соединительный;

9 - мультиметр;

10 - источник напряжения функционального контроля;

11 - источник испытательного напряжения постоянного тока;

12 - плата соединительная;

13 - плата управления;

14 - плата коммутатора;

15 - плата выбора адреса.

Устройство состоит из блока внешнего электропитания (БВЭП) с колодками питания 1, блока формирования испытательных напряжений 2, блока контроля 3, блока управления и ввода-вывода информации 4, блока коммутации 5. Модули коммутатора 7 блока коммутации 5 подключены через блок контроля 3 к колодкам питания 1, к блоку формирования испытательных напряжений 2, один из выходов блока коммутации 5 подключены к блоку управления и ввода-вывода информации 4, другой - к внутреннему источнику питания 6, а третий - к блоку контроля 3. Блок формирователя испытательных напряжений 2 включает соединенные между собой источник испытательного напряжения постоянного тока 11 и блок соединительный 8, а блок управления и ввод-вывода информации 4 - ПК, клавиатуру, мышь, управляющий контроллер, монитор и принтер. В блок контроля 3 введены подключенные между собой мультиметр 9 и источник напряжения функционального контроля 10, блок соединительный 8 выполнен в виде платы соединительной, модуль коммутатора 7 выполнен в виде платы соединительной 12, плат коммутатора 13, платы управления 14, платы выбора адреса 15.

Блоки коммутации 5, контроля и формирования испытательных напряжений 2 размещены в основной стойке коммутации, блок управления и ввода-вывода информации 4 (пульт управления) расположен в непосредственной близости от стойки коммутации.

Стойка коммутации изготовлена в стандарте «Евромеханика-19». Подвижные опорные шарниры стойки позволяют перемещать ее на небольшие расстояния по ровной поверхности.

Блок внешнего электропитания (БВЭП) включает в себя сетевой кабель на 220В 50Гц, расширительные колодки для подключения устройств блока коммутации 5, внутренний источник питания 6 блока коммутаторов, обеспечивающий постоянными напряжениями +5В, +15В и -15В питание схем плат модулей коммутатора 7, и выключатель питания установки.

Блок программного управления установлен на ПК и представляет собой приложение для WINDOWs, вызываемое оператором управления, и управляет блоком ввода-вывода.

В блоке формирования испытательных напряжений 2 блок соединительный 8 выполнен в виде соединительной платы, в состав которой входят регистр и три ключа для управления реле Р1, Р2, Р4, при этом:

- реле Р1 - подключает испытательное напряжение переменного к шинам «А» и «С» блока коммутации 5;

- реле Р2 - переключает подачу испытательных напряжений постоянного и переменного тока;

- реле Р4 - обеспечивает ступенчатое подключение испытательных напряжений.

В блоке коммутации 5 плата управления 13 обеспечивает ввод вывод данных между ПК и блоком коммутации 5, получает питание для всех частей устройства, управляет подключением контактов приборов к шинам и выдаёт управляющие воздействия на модули коммутаторов 7, тем самым обеспечивается выбор модуля коммутатора 7 и платы, с реле которой проводится операция установки на шину или снятия с шины устройства.

В блоке коммутации 5 плата выбора адреса состоит из дешифраторов, преобразующих разряды, поступающие на вход платы, в 25 сигналов разрешения, поступающие по одному сигналу на каждую плату коммутатора. Дешифраторы срабатывают при наличии сигнала от платы регистров «блок выбран», и дешифратора, преобразующего разряды, поступающие на вход платы, в сигналы управления ключами.

В блоке коммутации 5 на плате коммутатора 14 расположены - шестнадцатиканальные ключи с дешифратором, коммутирующие цепи питания обмоток реле ячеек коммутации в соответствии с разрядами; 64 ячейки коммутации.

Модули коммутаторов 4 выполнены на печатных платах и располагаются в стойках в блочных каркасах.

Для подключения объекта контроля используются технологические кабели, которыми соединяют все контакты разъема изделия и, при необходимости, корпус разъема изделия.

Осуществление изобретения

В заявляемом изобретении контроль монтажа осуществляется:

- для определения соответствия электрического монтажа проверяемого объекта его электрической схеме;

- для проверки параметров, в том числе, электрического сопротивления изоляции и ее электрической прочности;

- для проверки правильности функционирования с помощью действий оператора по запросу программы контроля.

В блоке формирования испытательных напряжений 2 от контроллера управляющие сигналы поступают на плату блока соединительного 8 напряжения для подключения переменного или постоянного напряжения на шину «А» блока коммутации 5.

На плате блока соединительного 8 реле Р1 - подключает испытательное напряжение переменного к шинам «А» и «С», реле Р2 - переключает подачу испытательных напряжений постоянного и переменного тока, реле Р4 - обеспечивает ступенчатое подключение испытательных напряжений; Резисторы обеспечивают ступенчатое нарастание испытательного напряжения.

Транзисторы обеспечивают управление источником испытательного напряжения переменного тока.

В плате управления модуля коммутации блока коммутации 5 контроллер PIO-D24 выдает 16-разрядный код данных на регистры старшего и младшего разрядов адреса коммутирующих реле.

Три разряда данных поступают на дешифратор и формируют команды записи в соответствующие регистры.

С регистров адреса коммутатора разряды соответствующие разряды поступают далее на платы коммутатора и на плату выбора адреса, на один из дешифраторов. При совпадении адреса блока с установленным кодом блока вырабатывается сигнал «блок выбран», поступающий на плату выбора адреса и в модуль управления (разряд «64»). При отсутствии этого сигнала выдаётся сообщение «блок не выбран» и процесс контроля прерывается.

Другой из дешифраторов обеспечивает:

- сигнал разрешения для работы дешифратора «выбора блока»;

- сигнал включения положительного импульса для поляризованных реле;

- сигнал включения отрицательного импульса для поляризованных реле.

Ключи по сигналам с регистра команд подключают соответствующие напряжения в шины модуля коммутатора.

В плате выбора адреса блока коммутации 5:

- дешифраторы преобразуют соответствующие разряды, поступающие на вход платы, в 25 сигналов разрешения, поступающие по одному сигналу на каждую плату коммутатора. Дешифраторы срабатывают при наличии сигнала от платы регистров «блок выбран»;

- дешифратора, преобразующего соответствующие разряды, поступающие на вход платы, в сигналы управления соответствующими ключами.

В плате коммутатора блока коммутации 5 в исходном состоянии “входы” всех ячеек коммутации отключены от шин «А» и «C». Для срабатывания ячейки в регистры платы усилителей и платы выбора адреса записывается её адрес. При этом в соответствие с адресом:

- на одном из модулей коммутатора вырабатывается сигнал «ВЫБОР МОДУЛЯ»;

- в выбранном модуле на одну из плат подаётся сигнал «РАЗРЕШЕНИЕ»;

- одна из 16-ти шин «Х» данной платы подключается к «+15В»;

- одна из четырёх шин «Y» модуля подключается к «0В».

В результате срабатывает в заданной ячейке реле Р1, при этом:

- «вход» ячейки подключается к шине «А»;

- подготавливается цепь блокировки реле Р2.

Необходимо учитывать, что одновременно к шине «А» может быть подключен «вход» только одной ячейки коммутатора.

Если реле Р1 включено, то при подаче +15В в шину «Блокировка» (на плате управления «выбранного» модуля) и включении шины «D» на «0В» реле Р2 замыкает «вход» на шину «С». Таким образом, к шине «С» могут подключаться входы нескольких ячеек коммутатора (их количество не ограничено).

Перевод ячейки коммутатора в исходное состояние производится подачей напряжения «-15В».

В блоке контроля 3 для контроля напряжений и токов реализована схема подключения источника испытательных напряжений 11, в которой обеспечивают параметрический контроль изделия с помощью мультиметра 9 (например, Keysight 34461A).

Контроль производится без дополнительных указаний в программе контроля изделия, при этом если в программе контроля не указан допуск на сопротивление связи, то он устанавливается автоматически от 0 до 7 Ом.

Контроль сопротивления и электропрочности изоляции.

Перед операцией контроля сопротивления и электропрочности изоляции системы цепей производится подключение всех цепей на шину «С».

Для контроля сопротивления и электропрочности изоляции системы цепей:

- контролируемая система цепей отключается от шины «С»;

- «точка» цепи контролируемой системы цепей устанавливается на шину «А» и контролируется сопротивление между шинами «С» и «А» мультиметром Keysight 34461A, если сопротивление между шинами «С» и «А» не менее установленного допуска, подаются испытательные воздействия в режимах заданных в программе контроля.

Эти действия повторяются для каждой цепи системы цепей.

После контроля изоляции и электропрочности системы цепей, контролируемая система цепей подключается на шину «С».

После контроля всех систем цепей производится сброс «точек» с шины «С».

Испытательные воздействия подаются с целью контроля сопротивления или электропрочности изоляции.

Определение сопротивления изоляции производится методом вольтметра-амперметра.

Контроль электропрочности изоляции производится путем подачи испытательного напряжения синусоидальной.

Определение соответствия электрического монтажа проверяемого объекта его электрической схеме проводится методом омметра - контролируются сопротивления связей между различными точками и цепями электрического монтажа проверяемого объекта. Контроль выполняется с помощью мультиметра, работающего в режиме омметра. Контроль проводится на низких уровнях напряжений и токов, чтобы избежать возможных разрушений при производственных дефектах монтажа.

Проверка параметров осуществляется методом вольтметра - амперметра. Мультиметром 9 определяются токи утечки. При этом к испытуемым цепям прикладываются напряжения высокого уровня. При проверке сопротивления изоляции - от источника постоянного тока, при проверке электропрочности - от источника переменного или постоянного тока. Электрические цепи, изоляция которых должна подвергаться проверке, точки приложения испытательного напряжения, его значение, форма и длительность воздействия указываются в программе контроля объекта

Заявляемое изобретение при работе обеспечивает подачу испытательного напряжения постоянного тока на объект контроля в диапазоне от 5 до 500 В, с относительной погрешностью 5%, а также обеспечивает контроль сопротивлений:

- изоляции - от 0,1 до 100 МОм, с относительной погрешностью 10%;

- связи - от 2 Ом до 1 МОм, с относительной погрешностью 5%.

Таким образом, решение поставленной задачи позволяет достичь заявляемый технический результат, а именно, расширить функциональные возможности за счет реализации возможности проверки электрического монтажа электрожгутов на наличия (прозвонки) электрических цепей, контроля сопротивления изоляции монтажа, контроля параметров электрорадиоэлементов, а именно, сопротивления для резистивных элементов, правильности установки диодов, проверки функционирования элементов жгута путем подачи напряжения через коммутатор 12 В и 27 В.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к проверке электрического монтажа электрожгутов. Технический результат: расширение функциональных возможностей. Сущность: устройство содержит блок внешнего электропитания с автоматическим выключателем и с колодками питания, к которым подключены источник внутреннего питания, и блок коммутации с модулями коммутатора. Блок формирователя испытательных напряжений включает соединенные между собой источник испытательного напряжения постоянного тока и блок соединительный. Блок управления и ввод-вывода информации включает клавиатуру, мышь, управляющий контроллер, монитор и принтер. Блок контроля содержит мультиметр и источник напряжения функционального контроля. Мультиметр соединен с блоком соединительным блока формирования испытательного напряжения и колодкой питания. Источник напряжения функционального контроля соединен с модулем коммутатора и колодкой питания. Блок соединительный соединен также с блоком управления и источником внутреннего питания. Модуль коммутатора выполнен в виде платы соединительной, плат коммутатора, платы управления, платы выбора адреса. Блок соединительный выполнен в виде платы, в состав которой входят регистр, ключи, реле, транзисторы. Ключи выполнены с возможностью управления реле подключения испытательного напряжения переменного к шинам блока коммутации, переключения подачи испытательных напряжений постоянного и переменного тока и ступенчатого подключения испытательных напряжений. 3 ил.

Устройство для контроля электрического монтажа электрожгутов, содержащее блок формирования испытательных напряжений,

блок внешнего электропитания с автоматическим выключателем и с колодками питания, к которым подключены источник внутреннего питания и блок коммутации с модулями коммутатора,

при этом блок формирователя испытательных напряжений включает соединенные между собой источник испытательного напряжения постоянного тока и блок соединительный, а блок управления и ввод-вывода информации - клавиатуру, мышь, управляющий контроллер, монитор и принтер, отличающееся тем что, дополнительно блок контроля содержит мультиметр и источник напряжения функционального контроля, при этом мультиметр соединен с блоком соединительным блока формирования испытательного напряжения и колодкой питания, а источник напряжения функционального контроля - с модулем коммутатора и колодкой питания, кроме того, указанный блок соединительный соединен также с блоком управления и источником внутреннего питания,

модуль коммутатора выполнен в виде платы соединительной, плат коммутатора, платы управления, платы выбора адреса, а блок соединительный выполнен в виде платы, в состав которой входят регистр, ключи, реле, транзисторы, при этом указанные ключи выполнены с возможностью управления реле подключения испытательного напряжения переменного к шинам блока коммутации, переключения подачи испытательных напряжений постоянного и переменного тока и ступенчатого подключения испытательных напряжений.