Коммутационная система для испытательного оборудования Советский патент 1987 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано, в частности, для проверки электромонтажа кабельного жгута и электромонтажных схем.

Известны линии задействования точек коммутации переключателя точек измерения, в общем смонтированные в виде матриц в целях сокращения объема задействований (Патент ГДР № 67179, выкладное описание к до- экспертизной заявке ФРГ № 2228254).

Для того, чтобы вьшолнить требование испытания на наличие замыкания (каждая точка проверяется относительно других), на подобных переключателях точек измерения требуется провести множество задействований и измерений, что на крупных электромонтажных блоках ведет к неэкономичному увеличению затрат времени на проверку.

Точки коммутации на этом оборудовании выполнены на реле, транзистора или стандартных логических модулях (Функтехник, 23, 1968, № 6, с. 205- 206, Электроник, 22, 1973, № 1, с.15 18, Социалистическая рационализация, 4, 1975, № 12, с. 362-367).

При этом зачастую на коммутационных элементах, вьшолненных на транзисторах или логических модулях, имеют место ограничения относительно пределов измерения сопротивлений в

электромонтажном блоке, обусловленны напряжениями насьщ|ения и требуемыми токами задействования, которые проходят через проверяемый элемент линии (хозяйственный патент ГДР № 120302, Электроник, 25, 1976, № 8, с. 43-46, хозяйственный патент ГДР № 113964, Хаслер Миттайлунг, 35, 1976, № 1, с. 1 и 9).

Цель изобретения - повьшение товерности оборудования.

На фиг. 1 и 2 изображена схема коммутационной системы для испытателного оборудования.

Система содержит блок 1 управления, генератор 2, измерительный блок 3 и коммутационный блок.

Согласно изобретению, коммутационный блок построен на. униполярных транзисторах, которые образуют между собой соответствующие группы и подгруппы.

-

to

t5

3022152

Первьй выход генератора 2 и первый вход измерительного блока 3 соединены с общей шиной системы. Второй выход измерительного блока 3 соединен 5 со стоками всех i униполярных транзисторов первой группы коммутационного блока. Второй, выход генератора соединен с истоками всех i униполярных транзисторов второй группы коммутационного блока. Истоки или стоки всех i униполярных транзисторов первой и второй групп соединены соответственно с объединенными в i подгруппы стоками или истоками всех ik униполярных транзисторов третьей и четвертой групп. Истоки или стоки всех ik униполярных транзисторов третьей и четвертой групп соединены соответственно с объединенными в ik подгруппы стоками Или истоками всех ikl униполярных транзисторов пятой и шестой групп коммутационного блока.

Истоки или стоки всех ikl униполярных транзисторов пятой и шестой групп соединены между собой соответственно и с зажимами для подключения объекта контроля. Каждый затвор всех i униполярных транзисторов первой и второй групп соединен с соответствующим выходом блока 1 управления. Затворы ik и ikl униполярных транзисторов третьей, четвертой, .пятой- и шестой групп, состоящие из i и ik подгрупп соответственно,-объединены по поряд- 35 ку и соединены с соответствующими вы-

20

25

30

ходами блока 1 управления.

Коммутационная система задейс т- вуется некоторым количеством управляющих линий ScL из блока 1 управления St, причем генератор 2 Ge подает напряжение на передающем конце U на подключенный к измерительным точкам Мр объект измерения Мо, а измерительньш блок 3 М регистрирует

результирующее измерительное напряжение и. На истоках S, s каждых двух последовательно включенных униполярных транзисторов Т111, Т Ш ...

Tiki; Т ikl располагается измерительная точка Мр111.. . с выводами для подк;вочения объектов измерения Мо1...х. Выводы объектов измерения Мо1...х можно по выбору подсоединить

к измерительным точкам Мр111.,.. Измерительные точки Мр111... 111;... Mplkl, ... Mpikl по несколько объединяются в подгруппы UGrI1...ik, UGr l1...ik. При этом количество уп313

равляющих линий StL-UGr1...1, StL - UGr 1,.. 1 для задействования затворов G, о униполярных транзисторов Т11К..111, Т 111... 111 соответствует количеству измерительных точек Мр111...Мр111 первой подгруппы UGr 11, UGr 11. Следующие подгруппы UGr 21 .. ik, UGr 21...ik для задействования с помощью управлякнцих линий подгрупп StL-UGr1...1, StL-UGr 1...1 включе- ны по порядку параллельно. В иерархической структуре коммутационной системы объединенные стоки D, D униполярных транзисторов Т111... 111, Т Ikl, т 111...111, X lkl подгрупп иСг11...1k, UGr 11...Ik выведены на истоки S, 8 соответствующих униполярных транзисторов Т11...Tik, Т 11 ...т 1k группы Gri, Gr 1. Затворы G, G униполярных транзисторов Т11.. Ik, Т 11...Ik выведены на управляющие линии StL-Gr1...k, StL-Gr 1...k. Аналогичным образом последующие подгруппы.UGr ik, UGr ik :объединены в группы Gri, Gr i и соединены с уп- равляющими линиями групп StL-Gr1... k, StL-Gr 1...k. На следующем иерархическом уровне коммутационной системы объединенные стоки D, D униполярных транзисторов T11...1k групп Gr1, Gr 1 выведены на истоки S, S униполярных транзисторов Tt, Т 1 главных групп HGr, HGr . При этом дальнейщие группы Gri; Gr i подключены к соответствующим униполярным транзисторам Ti, T i в главной груп- пе HGr; HGr , причем к затворам G , G униполярных транзисторов T1...i, T l,..i привязано по одной управляющей линии главной группы StL-HGr1... i, StL-HGr 1...i. Стоки D транзисторов TI...i соединены с входом измерительной схемы М, а стоки D транзисторов T I ... - с выходом генератора Ge..

При этом коммутационная система .строится на униполярных транзисторах T1...i, T l...i, T11...ik, T l1...ik T111...ikl, T l11...ikl, управляемых посредством управлянлдего напряжения. Благодаря этому через объект измерения Мо не проходит управляющий ток, что обуславливает возможность измерения высокоомных сопротивлений.По- скольку пропускное сопротивление униполярных транзисторов является низкоомным, можно измерять и сопротивления низкоомных объектов измере3 .4

НИН Мо1...х. Если, как это показано на примере осуществления изобретения требуется проверить подключенный к измерительным точкам Мр.111, Мр121 объект измерения Мо1, то на блоке управления необходимо выбрать и активировать соответствующие управляющие линии StL, для того чтобы подключить путь измерения. В данном случае это управляющие линии главной группы StL-HGr 1, группы StL-Gr 2 и подгруппы StL-UGr 1, а также подгруппы UGr1, группы StL-Gr1 и главной группы StL-HGr1.

При этом имеет место путь измерения 1: потенциал земли i , генератор Ge; униполярный транзистор Т 1, униполярный транзистор Т 12, униполярный транзистор , измерительная точка Мр121, объект измерения Мо1, измерительная точка Мр111, униполярный транзистор Т111, униполярный транзистор Т11, униполярный транзистор Т1, измерительная схема М, потенциал земли i .

Если объект измерения Мо1 пред- ;ставляет собой, например, промежуток анод-катод в диоде и если в данном Процессе измерения измерено прямое сопротивление, без переключения объекта измерения Мо1 путем лишь соответствующего выбора и а1 тивации управляющих линий StL можно измерить обратное сопротивление. В таком случае ЭТО управляющие линии главной группы StL-HGr 1, группы StL-Gr 1 и подгруппы StL-UGr 1, а также подгруппы StL-UGr1, группы StL-Gr2 и главной группы StL-HGr1, причем имеет место путь измерения 2: потенциал земли ±- , генератор Ge, униполярный транзистор T I, униполярный транзистор т 11, униполярный транзистор т 111, измерительная точка Mplll объект измерения Мо1, измерительная точка Мр121, униполярньй транзистор Т121, униполярный транзистор Т12, униполярньй транзистор Т1, измерительная схема М, потенциал земли 4 .

1,

В качестве остаточного тока, влияющего на результат измерения, действует лишь сумма остаточных токов других объединенных в главную группу HGr униполярных транзисторов 1(1-1) которой в силу малой ее величины можно пренебречь.

При испытании на наличие замыкания в измерительной точке относительно всех других измерительных точек сокращается время проведения испытания путем одновременной активаци всех управляющих линий подгрупп StL- UGr11...ik и благодаря дальнейшей последовательной активаци управляющих линий групп StL-Grl... StL-Grk вместе с управляющими линиями главных групп StL-HGr1...i путем группового сканирования в целях установления наличия замыкания в соотйетст- вующей точке объекта измерения Мох с измерительной точкой Мр 111...111 ...МрIkl...Mpikl отдельных подгрупп UGrI1...UGrik. При этом число измерений сокращается на фактор 1/1,где 1 - количество измерительных точек на подгруппу UGrik. Если в подгруппе имеет место одно замыкание, необходимо во временной последовательности задействовать отдельные измерительные точки Mpikl подгруппы UGrik в целях установление точной позиции замыкания.

Если объект испытания обнаруживает лишь небольшое число замыканий, то время проведения испытаний можно сократить еще больше путем одновременной активации всех управляющих линий групп StL-Gr1...kи главных групп StL-HGr1...i или нескольких объединенных в группы управляющих линий.

Время измерения Т одного шлейфа слагается из времени проведения испытания на прохождение и времени проведения испытания на наличие замыканий :

Т ; (m-1) + md-Dt (1)

где m - количество измерительных точек .на шлейф,

t - продолжительность одного измерения,

п - общее количество измерительных точек,

1 - количество измерительных точек на подгруппу. . Минимум времени измерения Т одного шлейфа составляет

U(2)

общее время измерения Т составляет при этом

Т Т2

m

При предельном значении 1 муле (1) время измерения Т

ней структуре коммутационных систем составляет

Т (m-1)t + nt

(4)

Из отношения времен измерения

г iSlll.(m-1)t + |t + m(t-1)t

m

mZ-l

1

(5)

получаем следующее приближение для объектов испытания с большим коли- чеством измерительных точек:

t Т . п

f

I

(6)

m

0

0

В расчетном примере, где п 2000, m 4, из уравнения (2) получаем оптимум для 1, равный 22. При этом незначительное отклонение от оптимального количества 1, равный 22. 5 При этом незначительное отклонение от оптимального количества 1 измерительных точек Мр111... 111 на подгруппу UGrll, UGr 11 еще не обуславливает значительных отклонений от оптимального значения времени измерения. Из уравнения (5) следует,что время измерения благодаря такой структуре коммутационной системы при поподгрупповом сканировании измерительных точек Мр111...111...Мр1kl... Mpikl на наличие замыканий, по сравнению с известными крммутацион- ными системами, а данном расчетном примере сокращается в 11 раз. Дальнейшее сокращение времени измерения на объектах испытаний с небольшой частотой отказов возможно за счет объединения нескольких UGrik, UGr ik в целях сканирования.

Поскольку благодаря структуре коммутационной системы в измерительной схеме М величина измеренного сопротивления определяется на каждом измерительном шагу, при индикации отказа получаем более точный и полный результат испытания, что позволяет быстрее обнаружить и устранить неисправность.

Испольку тот же принцип работы, можно вместо униполярных транзисторов использовать и более дешевые биполярные транзисторы, однако ввиду наличия токов возбуждения и пропускных сопротивлений на участках эмит5

0

5

0

5

тер-коллектор результаты измерения будут неполными. Можно также использовать механические коммутационные элементы, например реле, которые, хотя и являются идеальными выключате лями,- но значительно увеличивают время измерения. Учитывая этим свойства коммутационных элементов, в зависимости от объекта измерения, можно при компоновке коммутационной системы комбинировать униполярные и бипо лярные транзисторы, а также реле.

Формула изобретения

Коммутационная система для испытательного оборудования, содержащая генератор, коммутационный блок, измерительный блок, блок управления, о т- личающаяся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, коммутационный блок вьшолнен на униполярных транзисторах, образующих между собой соответствующие группы и подгруппы, при этом первый выход генератора и первый вход измерительного блока соединены с общей шиной системы, второй вход измерительного блока соединен со стоками всех i-униполярных транзисторов .первой группы.

5

to

J5

второй выход генератора соединен с истоками всех i униполярных транзисторов второй группы, стоки или истоки всех i униполярных .транзисторов первой и второй групп соединены соответственно с объединенными в i подгруппы стоками или истоками всех ik униполярных транзисторов третьей и четвертой групп, истоки или стоки униполярных транзисторов третьей и четвертой групп соединены соответственно с объединенными в ik подгруппы стоками или истоками всех ikl униполярных транзисторов пятой и шестой групп, истоки или стоки всех ikl униполярных транзисторов пятой и шестой групп соединены соответственно между собой и с соответствующими зажимами для подключения объекта контроля, каждый затвор всех i униполярных транзисторов первой и второй групп соединен с соответствующим выходом блока упра.вления, затворы ik и ikl униполярных тран- зисторов третьей, четвертой, пятой и шестой групп, состояпще из i и ik подгрупп соответственно, объединены по порядку и соединены с соответствующими входами блока управле - ния.

20

30

9иг.1

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для проверки монтажа кабельного жгута и электронных схем. Цель изобретения - повьше- ние достоверности контроля достигается путем построения коммутационного блока на униполярных транзисторах, которые образуют между собой коммутационные группы и подгруппы. Схемное выполнение коммутационного блока показано на чертеже. Устройство также содержит блок управления, генератор, измерительный блок. Учитьшая свойства коммутационных элементов в зависимости от объекта измерения, можно при компоновке коммутационной системы комбинировать униполярные и биполярные транзисторы, а также реле. 2 ил. с € оо to ю