Токовый зонд Советский патент 1989 года по МПК G01R31/28 G01R31/02 

u-t-.i

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быт использовано для определения неисправностей в цифровых схемах, напри- мер для выявления короткого замыкания электрических цепей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей токового зонда за счет контроля амплитудных значений магнитных полей, наводимых током, протекающим в контролируемых электрических цепях.

На фиг. 1 показана схема токового зонда; па фиг. 2 - график зависимое- ти наведенной ЭДС от поло ;ения датчика тока; па фиг. 3 - пример индикации различных фаз и амплитуд магнитных полей па световой шкале в зависимости от по:1ожения датчика тока.

Токовый ЗО1Щ (фиг. 1) содержит датчик 1 тока, усилитель 2, синхронный детектор 3, генератор 4, блок 5 согласования, соединительньпЧ кабель 6, первый 7.1 и второй 7.2 зажимы для подключения контролируемых электрических цепей, световую шкалу 8, следяишй анштого-цифровой преобразователь (А1Ш) 9, инвертор 10, коммутатор 1 I ,. ьгультивибратор 12, дешифрато 13, элементы I4.1-14.m индикации световой шкалы 8, первые 15.l-15.n-l и второй 16 вьгходы следящего АЦП 9 и вторые вход1 1 17 коммутатора 11. На фиг. 1 показана также контролируемая электрическая пепь 18 (печатная плата).

I

Первый 7.1 и второй 7.2 зажимы для подключения контролируемой элект рической цепи 18 соединены через сое динительпы кабель 6 с соответствующими выходами блока 5 согласования, соедипеиного входом с выходом генератора 4. Датчик 1 тока подключен вы ходом к входу усилителя 2, соединенно го выходом с первым входом синхронного детектора 3, который вторым входом соединен с выходом генератора 4, выходом - с входом следящего АЦП 9, соединенного первыми выходами 15.1-15.П-1 с соответствующими первыми входами коммутатора 11, соединенного вторыми входами 17 с общей, тиной устройства, третьими входами через инвертор 10 - с вторым выходом следящего 9, четвертым входом - с ных.)дом мультивибратора 12, выхода через дешифратор 13 - с со

0

5

0

5

5

о

0

5

ответствующими входами световой шкалы 8 .

Токовый зонд работает следующем образом.

В случае Поиска короткого замыкания между двумя электрическими цепями, например двумя печатными провод- никаьп на печатной плате 18, зажим 7.1 устанавливается на один из них, а зажим 7.2 - на другой. Генератор 4 вырабатывает синусоидальное напряжение, которое через блок 5 согласования, служащий для гальванической развязки зонда от контролируемых цепей, поступает на контролируемые про1ЮД1Шки печатной платы 18. Если они замкнл ты, то между зажимами 7.1 и 7.2 образуется цеПь протекания переменного тока, а вдоль пути протекания этого тока образуется переменное магнитное поле. При этом фаза изменения создаваемого магнит юго поля (относительно фазы работтл генератора 4) различна с разных сторон от электрической цепи (проводника), по которой протекает ток.

Датчик 1 тока, установленньй над проводником с , улавливает колебания магнитного поля, которые усиливаются усилителем 2 и подаются на вход синхронного детектора 3, где преобразуются в постоянное напряжение . При перемещении датчика 1 тока (зонда) в направлении, перпендикулярном проводнику печатной платы с током с одной его стороны на другую, на выходе синхронного детектора 3 формируется напряжение в соответствии с фиг. 2. Перемещая датчик 1 тока перпендикулярно проводнику с током и вдоль него, можно проследить цепь протекания тока и найти на печатной плате, например, место замыкания, пробитый конденсатор, микросхему, имеющую утечку и т.д.

Выходное напряжение си 1хронного детектора 3 квантуется АЦП 9 на несколько уровней, например шестнадцать (фиг. За). На выходах 15.1- 15.П-1 младших (п-1)-разрядов и выходе 16 старшего п-разряда АЦП 9 выдает поочередно (в два такта) значения кодов двух уровней, между которыми попало данное значение напряжения с выхода детектора 3 (фиг. Зб). Всему диапазону значений напряэ.е-- НИИ АЦП 9 соответствуют значения его

выходных кодов от 0000 до 1111, причем при переходе входных значений через нуль происходит изменение выходных кодов ALin 9 от кодов, имею- щих ноль в п-разряде на выходе 6, к кодам, имеющим единицу в п-разряде на выходе 16. Под действием мультивибратора 12 кoм ryтaтop 1 1 подключает к световой шкале 8 то выходы 15.1 15.П-1 АЦП 9, то входы 17 коммутатора 11. В момент подключения выходов 15.l-15.n-l коды на них меняются в двух тактах работы АЦП 9 на один шаг квантования. Эти коды дешифрируются дешифратором 3 в унитарный код, что приводит к поочередному включению двух элементов 14.1 и 14.i индикации шкапы 8, соответствующих двум амплитудным значениям магнитного поля про водника с током. В момент подключения коммутатором 11 на выход входов 17 и в случае, если на вьсходе 16 старшего п-разряда.АЦП 9 формируется логическая единица, логические нули с входов 17, сформированные инвертором 10, поступают на дешифратор 13 и через него включают элемент 1А.1 индикации шкалы 8. Если на выходе 16 старшего п-разряда АЦП 9 имеется логический нуль, то с помощью сигналов логической единицы с выхода инвертор 10 и логического нуля со специально соединенных с общей шиной устройства входов коммутатора 11 (на входах 17) формируется код, которьй, поступая через дешифратор 13 на шкалу 8, включает элемент 14.п индикации шкалы 8. Б результате при перемещении датчика 1 тока в направлении, перпендикулярном гфоводнику с переменным током (туда и обратно), поочередно включаются крайние по шкале 8 (фиг. Зв) элементы 14.1 и 14.m индикации (2т - число зон квантования измеряемого сигнала), а два других элемента 14.1 и 14.j (i 1-m, j

6

) показывают изменения амплитудзначения магнитного поля.

Таким образом, токовый зонд позволяет контролировать фазу и амплитуду магнитного поля, наведенного переменным током от дефектных проводников, что расширяет его функциональные возможности и позволяет использовать в условиях воздействия других магнитных полей, когда фазамагнитного поля при перемещении токового зонда может не меняться.

Формула изобретения

Токовый зонд, содержащий первый и второй зажимы для подключения контролируемой электрической цепи, соединенные через соединительный кабель с соответствующими выходами блока согласования, соединенного входом с выходом генератора, датчик тока, соединенный выходом с входом усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены синхронньй детектор, следяшлй аналого-цифровой преобразователь, инвертор, коммута- тор, мультивибратор, световая шкала и дешифратор, причем выход усилителя соединен с первым входом синхронного детектора, соединенного вторым входом с выходом генератора, выходом - с входом следящего аналого-цифрового преобразователя, соединенного первыми выходами с соответствуюг,ими первыми входами коммутатора, соединенного вторыми входами с обшей шиной устройства, третьими входами через инвертор - с вторым выходом следящего аналого-цифрового преобразователя, четвертым входом - с выходом ьгультивиб- ратора, выходами через дешифратор - с соответствуюишми входами световой щкалы.

506405

Выход оетентсра S

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения неисправностей в цифровых схемах, например для выявления короткого замыкания электрических цепей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей токового зонда за счет контроля амплитудных значений магнитных полей, наводимых током, протекающим в контролируемых электрических цепях. Токовый зонд содержит датчик 1 тока, усилитель 2, синхронный детектор 3, генератор 4, блок 5 согласования, соединительный кабель 6, зажимы 7.1 - 7.2 для подключения контролируемых электрических цепей, световую шкалу 8, следящий аналого-цифровой преобразователь 9, инвертор 10, коммутатор 11, мультивибратор 12, дешифратор 13, элементы 14.1 - 14.M индикации световой шкалы 8, первые 15.1 - 15.N - 1 и второй 16 выходы следящего аналого-цифрового преобразователя 9, вторые входы 17 коммутатора 11. За счет введения синхронного детектора 3, световой шкалы 8, следящего аналого-цифрового преобразователя 9, инвертора 10, коммутатора 11, мультивибратора 12, дешифротара 13 токовый зонд позволяет контролировать и фазу и амплитуду магнитного поля, создаваемого переменным током в дефектных проводниках, что расширяет его функциональные возможности. 3 ил.

%. ли,п

выкАЦпд

lepSbiu mofxxi ткр гпокгп

6 15

V 15

Уровни ванглобония

Положение

датчика

. rnamf

/77

по

Ю1 WO

топ то т 101 поо от

т

07(77

юо

ООП

оою

000

777, 770 Ю1 WO

on

ОЮ 00 000 777

т

Ю1

юо

011

сю cfaoo 001

W

07

100

71977

7770

7307

1 JOO

GUI

О по

ОЮ1 0011 ООЮ 0001

Положение датчика тона 1

вЫК KOMfil/fn-ll

От 75 0/лП

111 (Н, 1 .)

Нуледые отметки

.

, W/77

б