Устройство для определения характера и места неисправности в кабельных изделиях Советский патент 1989 года по МПК G01R31/08 

Изобретение относится к электротехнике и контрольно-измерительной технике и предназначено для контроля качества кабельных изделий, печатных плат, а также исправности ряда электрорадиоэлементов.

Цель изобретения - повьшение достоверности контроля за счет устранения неоднозначности отсчета и расширение области применения за счет обеспечения возможности использования в автоматизированных системах.

На фиг. 1 представлена электрическая схема устройства; на фиг. 2 - вре-jc познавания наличия (или отсутствия)

менные диаграммы работы блока логики.

Устройство содержит резистор 1, генератор 2 импульсов, элемент НЕ 3, элементы И-НЕ 4 и 5, блок 6 логики, индикатор 7, элементы И-НЕ 8 и 9 и г, входные клеммы 10 и 11, причем входная клемма 10 соединена с первьм.вьгоодом резистора 1 и через генератор 2 импульсов с входом элемента НЕ 3 и с . nepjBbiM входом элемента И-НЕ 5, выход элемента НЕ 3 соединен с первым входом элемента И-НЕ 4, выход которого соединен с входом блока 6 логики, с первым входом элемента И-НЕ 8 и с вторым входом элемента И-НЕ 5, выход которого соединен с первым входом эле- мента И-НЕ 9 и с вторым входом элемента И-НЕ 4, выход блока 6 логики соединен с первым входом индикатора 7 и с вторыми входами элементов И-НЕ 8 и 9, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами индикатора 7, второй вывод резистора 1 и входная клемма 11 соединена с общей шиной.

Блок 6 логики содержит последовательно соединенные элемент НЕ 12, элемент И-НЕ 13 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14, резисторы 15 и 16 и конденсапоследовательности импульсов и управ ления элементами И-НЕ 8 и 9 (ключами

В статическом режиме (фиг. 2), чт соответствует режиму отсутствия коле баний, независимо от состояния RS-тр гера (элементы И-НЕ 4 и 5), на выход 19 элемента И-НЕ 13 присутствует лог ческая единица (так как на одном из его входов 20 и 21 - всегда логичес- „ кий ноль). В результате на входе 19 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 присутст вует логическая единица, а на входе 22 - логический ноль за счет наличия резистора 16, значение которого для микросхем серии 155 (133) составляет 750 - 1100 Ом, тогда на выходе 23 эл мента 14 действует логическая единица, которая открывает ключи на элементах И-НЕ 8 и 9.

При возбуждении генератора 2 за счет емкос ти объекта контроля (кабеля, устройства, элементов) на вход блока 6 логики подается непрерьшная последовательность импульсов. В результате на входах 19 и 22 элемента 40 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 появляются одно- полярные импульсы одинаковой длитель ности, тогда на его выходе 19 устанавливается уровень логического нуля

Режим а. Перед проверкой кабеля

30

35

Режим а. Перед проверкой кабеля

торы 17 и 18, причем вход блока 6 ло-. гики соединен с входом элемента НЕ 12 45 на обнаружение обрыва проводников и через резистор 15 со вторым входом устройство настраивают, плавно увели- элемента И-НЕ 13, выход которого через конденсатор 18 соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14,

. чивая переменную составляющую резистора 1 так, чтобы светодиод Обрыв К индикатора 7 погас, а загорелся свевыход которого соединен с выходом бло-50 тодиод Обрыв Н, после чего с одной ка 6 логики, вторые входы элементов . стороны кабеля проводники закорачи- И-НЕ 13 и ИСЮПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 соответ- ° между собой, а с другой стороны ственно через конденсатор 17 и резис- кабеля подключают входные клеммы 10 тор 16 соединены с общей шиной. 11 устройства, причем входную клемУстройство работает следующим об- 55 У подсоединяют к оплетке или разом.

При отключенных входньгх клеммах 10 и I1 генератор 2 импульсов за счет емзаведомо исправному проводнику, а клемму 10 - поочередно к остальным проводникам. При исправных проводни

кости его входа и наличия резистора обратной связи- возбуждается и генерирует импульсы, при этом RS-триггер (логические элементы И-НЕ 4 и 5) периодически с частотой генерации меняет свое состояние, последовательность импульсов поступает на блок 6 логики, которьп закрывает элементы И-НЕ 8 и 9 логическим нулем (светится светодиод Обрыв К). Резистор 1 позволяет изменять длительность импульсов вплоть до срьгоа колебаний. Блок 6 логики (фиг. 1) предназначен для распознавания наличия (или отсутствия)

последовательности импульсов и управления элементами И-НЕ 8 и 9 (ключами).

В статическом режиме (фиг. 2), что соответствует режиму отсутствия колебаний, независимо от состояния RS-триг- гера (элементы И-НЕ 4 и 5), на выходе 19 элемента И-НЕ 13 присутствует логическая единица (так как на одном из его входов 20 и 21 - всегда логичес- кий ноль). В результате на входе 19 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 присутствует логическая единица, а на входе 22 - логический ноль за счет наличия резистора 16, значение которого для микросхем серии 155 (133) составляет 750 - 1100 Ом, тогда на выходе 23 элемента 14 действует логическая единица, которая открывает ключи на элементах И-НЕ 8 и 9.

При возбуждении генератора 2 за счет емкос ти объекта контроля (кабеля, устройства, элементов) на вход блока 6 логики подается непрерьшная последовательность импульсов. В результате на входах 19 и 22 элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 14 появляются одно- полярные импульсы одинаковой длительности, тогда на его выходе 19 устанавливается уровень логического нуля.

Режим а. Перед проверкой кабеля

на обнаружение обрыва проводников устройство настраивают, плавно увели-

У подсоединяют к оплетке или

заведомо исправному проводнику, а клемму 10 - поочередно к остальным проводникам. При исправных проводниках оказывается, что клемма 10 находится под нулевым потенциалом, следовательно, генератор 2 импульсов не возбуждается, а с его выхода снимается сигнал логической единицы, который поступает на вход элемента НЕ 3, с выхода которого сигнал логического нуля переводит RS-триггер (элементы И-НЕ А и 5) в единичное состояние, тогда на первом и втором входах элемента И-НЕ 8 присутствуют логические единицы, элемент И-НЕ 8 срабатывает, на его выходе появляется логический ноль - светится светодиод КЗ индикатора 7, указывая на целостность проводников.

При наличии обрыва у ближайшего к устройству разъема кабеля генератор 2 импульсов не возбуждается (при большой входной емкости разъема емкость учитывается при настройке с по мощью эквивалента), тогда на его выходе присутствует логический ноль, который переводит RS-триггер (элементы И-НЕ 4 и 5 в нулевое состояние, тогда на первом и втором входах элемента И-НЕ 9 присутствуют логические единицы, элемент И-НЕ 9 срабатывает, на его выходе появляется логический ноль - светится светодиод Обрыв Н индикатора 7, указывая на обрыв в начале кабеля (у ближайшего разъема).

При наличии обрыва в кабеле у дальнего разъема генератор 2 импульсов за счет емкости между проводниками и наличия резистора обратной связи возбуждается и генерирует импульсы, при этом RS-триггер периодически с Частотой генера1щи меняет свое состояние, последовательность импульсов поступает на блок 6 логики, который закрывает ключи (элементы И-НЕ 8 и 9 логическим нулем с выхода, и светится светодиод Обрьт К индикатора 7.

Обозначение светодиодов условно и может меняться в зависимости от предназначения устройства.

Режим б. Обнаружение коротких затыканий между проводниками в кабелях жгутах, печатных платах производят, подключив входные клеммы устройства 10 и 11 к исследуемым проводникам (концы проводников не закорачивают), при этом -при исправных проводниках возбуждается генератор 2 импульсов за счет емкости между проводниками - светится светодиод Обрыв К. При наличии короткого замыкания (даже при

0

5

0

наличии переходного сопротивления до сотен ом) происзсодит срьш колебаний генератора 2 импульсов, так как клемма 10 находится под нулевым потенциалом, следовательно, с выхода генератора 2 импульсов снимается сигнал логической единицы, который инвертируется элементом 3 НЕ и переводит RS-триггер (элементы И-НЕ 4 и 5) в единичное состояние, тогда на nep-j BOM и втором входах элемента И-НЕ 8 присутствуют логические единицы, на выходе элемента И-НЕ 8 появляется ло- ноль - светится светодиод Если теперь провести проверку кабеля с другого конца, то можно определить обрывы вблизи противоположного разъема.

Режим б-предпочтителен при распайке разъемов кабелей, жгутов и др., когда н6 окончании работы можно определить отсутствие неприпаянных про- . водников и отсутствие замыканий между 5 ними, причем в этом случае входная клемма 11 может быть присоединена к металлической оплетке кабеля (экрану) или к заведомо исправ- -ному проводнику, или к металлической подкладке (при отсутствии эк- KpaHa)j, на которой лежит кабель, или к корпусу прибора, к которому прикрепляется жгут.

Режим в. При определении наличия пробоя в конденсаторе последний под- Ко ючается своими выводами к клеммам 10 и 11 устройства. При исправном состоянии конденсатора светится светодиод Обрыв к. При налишш пробоя или значительных токов утечки светится постоянно светодиод КЗ.

Исправность диодов (отбраковку) проверяют следующим образом.

Если подключить диод аподом к клемме 10, а катодом - к клемьш 11 устройства, то в случае исправного диода светится светодиод КЗ. При обрыве цепи диода светится светоднод Обрыв к. Если диод подключить в об ратном направлении, т.е„ анодом - к клемме 11, а катодом - к клемме 10, при исправном диоде светится светодиод Обрыв К.

При неисправном светодиоде светится светодиод Обрыв К или КЗ.

В ряде производств возникает необходимость подбора диодов по их минимальной межэлектродной емкости, Для этого образцовый диод подключа0

5

0

5

0

5

ют анодом к клемме 11, а катодом - к клемме 10, затем с помощью резистора 1 добиваются погасания светодио да Обрыв К и свечения светодиода Обрыв Н, Подключая далее испытуемые диоды, фиксируют свечение светодиода Обрыв к, что свидетельствует о завьшенной межэлектродной емкости данного диода

Проверка исправности цепей питания микросхем серий ТТЛ производится аналогично проверке исправности диодов.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет устранить неоднозначность отсчета, которая выражается в одновременном свечении светодио дов известного устройства и наличии переменной составляющей на его выходе.

Устранение неоднозначности отсчета, в свою очередь, позволяет упростить эксплуатацию устройства при производстве конкретных операций, т.е. в режимах а,б,в, с соответствующими обозначениями светодиодов в зависимости от характера неисправностей (или-Hopt-ibi) , применять устройство в автоматизированных системах (и с ЭВМ), так как на выходе устройства в зависимости от состояния объекта контроля появляется однозначная информация в статическом режиме.

По сравнению с цифровыми или ана- логовыми омметрами и мостами предлагаемое устройство позволяет определить место неисправности до разъема без вскрытия разъемных соединений, оно просто по конструкции и не требует сложных операций по настройке при Изготовлении, кроме того, напряжение на входных клеммах устройства очень мало.

Форму л а и 3 о б р е т е н и я 1. Устройство для определения характера и места неисправности в кабельных изделиях, содержащее резистор

генератор импульсов, элемент НЕ, два элемента И- ПЕ , индикатор и входные клеммы для подключения объекта контроля, причем первая входная клвмма соединена с первым выводом резистора И с входом генератора импульсов, выход которого соединен с входом элемента НЕ и с первым входом первого элемента И-НЕ, в ыход элемента НЕ соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И-НЕ, вьпсод которого соединен с вторым входом второго элемента И-НЕ, вторая входная клемма и второй вьшод резистора соединены с общей шиной, отличаю щ е ее я тем, что, с целью повышения достоверности контроля и расширения области применения, в него введены блок логики, третий и четвертый элементы И-ИЕ, причем вход блока логики и первый вход третьего элемента И-НЕ соединены с выходом второго элемента И-НЕ, первый вход четвертого элемента И-НЕ соединен с выходом первого элемента И-НЕ, выход блока логики соединен с первым входом индикатора и с вторыми входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, выходы которых соединены соответст- эенно с вторым и третьим входами индикатора.

2. Устройство по п. 1, о т л и- ч а -ю щ е е с я тем, что блок логики содержит последовательно соединенные элемент НЕ, элемент И-НЕ и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два резистора и два конденсатора ,1 причем вход блока логики соединен с входом элемента НЕ и через первьй резистор с вторым входом элемента И-НЕ, подключенным через первый конденсатор к общей шине, выход элемента И-НЕ через второй конденсатор соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключенным через второй резистор к общей шине, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с выходом блока логики.

(риг. 2

Изобретение относится к электротехнике и контрольно-измерительной технике и предназначено для контроля качества кабельных изделий, печатных плат, а также исправности ряда электрорадиоэлементов. Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет устранения неоднозначности отсчета и расширение области применения за счет возможности использования в автоматизированных системах. Введение в устройство элементов И-НЕ 8,9, блока 6 логики, содержащего последовательно соединенные элементы НЕ 10, элемент И-НЕ 11 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 12, резисторы 13, 14 и конденсаторы 15,16, позволило устранить неоднозначность отсчета, которая выражалась в одновременном свечении светодиодов индикатора 7 при наличии переменной составляющей на его входах. Так как информация о состоянии объекта контроля в устройстве представлена в статическом режиме, то оно может быть использовано в автоматизированных системах контроля совместно с ЭВМ. 2 ил.