Устройство для определения места короткого замыкания электрических цепей Советский патент 1991 года по МПК G01R31/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для определения места короткого замыкания в электрических цепях многослойных печатных плат.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства за счет1 устранения зависимости выходного сигнала от пространственной ориентации датчика.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг,2 - схема ориентации магнитных датчиков относительно проводника с током, а также относительно друг друга; на фиг.З - электрическая схема подключения печатной платы с коротким замыканием проводников к генераторам.

Устройство для определения места короткого замыкания электрических цепей содержит генераторы 1, 2 сигналов, настроенные на частоты fi и h соответственно, соединенные выходами с входными зажимами контролируемой печатной платы 3, связанной магнитным полем с датчиками 4, 5, усилители 6, 7, резонансные усилители (РУ) 8...1 1, детекторы 12...15, квадраторы 16...19, сумматоры 20, 21 и индикатор 22, причем выходы датчиков 4, 5 соединены соответственно с входами усилителей 6, 7, первые и вторые выходы которых соединены соответственно г входами РУ 8, 9 и 10, 11, выходы которых через соответствующие детекторы 12, 13 и 14, 15 соединены с входами квадраторов 16, 17 и 18, 19, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми входами сумматоров 20, 21, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами индикатора 22, датчики 4, 5 жестко связаны между собой и расположены на одной оси по обе стороны контролируемой печатной платы 3, прио ел о о

ГО

о

чем их магнитные зазоры перпендикулярны друг другу.

Устройство работает следующим образом.

Для отыскания места короткого замыкания проводники, между которыми обнаружено короткое замыкание, подключаются к генераторам 1 и 2 сигнала так, чтобы по разные стороны от места короткого замыкания протекали токи разных частот fi и f2 (см. фиг.З). Каждый из датчиков 4, 5 представляет собой катушку индуктивности на ферритовом кольцевом сердечнике с зазором, выходящим в торцовую полость цилиндрического магнитного экрана. Сигналы на выходе датчиков 4, 5 имеют частоту f 1 или h в зависимости от участка проводника, над которым они находятся в данный момент, т.е. до места короткого замыкания или после него. Полученный на выходе датчика 4 сигнал сначала усиливается усилителем б, а затем РУ 8 частоты fi или РУ 9 частоты fz. Усиленный сигнал детектируется детектором 12 или 13, подключенным к выходам РУ 8 и 9. Аналогичным образом обрабатывается сигнал с выхода датчика 5. После возведения в квадрат квадраторами 16 - 19 сигналы поступают на соответствующие входы сумматоров 20 и 21.

Напряжение на выходе датчика 4 пропорционально косинусу угла «между зазором датчика 4 и проводником; напряжение на выходе датчика 5 пропорционально синусу этого угла из-за того, что датчик 5 повернут относительно датчика 4 на 90°. Таким образом, на выходе сумматоров 20 и 21 напряжение будет пропорционально сумме квадратов косинуса и синуса, т.е.

U 2 (U slna )2 + (U cosa )2

U2(sln2a + cos2a) U2, где U - напряжение, пропорциональное току Ifi (If2).

Отсюда следует, что напряжение US на выходах сумматоров 20 и 21 не зависит от взаимной ориентации проводника и датчиков 4 и 5.

В зависимости оттого, на выходе какого из сумматоров напряжение в данный момент больше, ток через индикатор 22 протекает в сторону сумматора с меньшим выходным напряжением, В момент, когда датчики находятся над местом короткого замыкания, стрелка индикатора переходит через центр шкалы и отклоняется в противоположную сторону.

Таким образом, данное устройство позволяет повысить точность определения координат короткого замыкания более, чем в 10 раз по сравнению с прототипом, благодаря введению новых блоков с соответствующими связями, позволяющих формировать на выходе сумматоров 20 и 21 напряжения, значения которых не зависят от взаимной ориентации траектории короткого

0 замыкания и магнитного датчика, что, в свою очередь, обеспечивает постоянную чувствительность индикатора.

Формула изобретения

5 Устройство для определения места короткого замыкания электрических цепей, содержащее первый и второй генераторы сигналов частоты fi и h соответственно, соединенные выходами с входными зажимами

0 объекта контроля, первый датчик, связанный магнитным полем с объектом контроля, первый усилитель, первый и второй резонансные усилители на частоты fi и h соответственно, два детектора и индикатор,

5 причем выход датчика соединен с входом усилителя, первый и второй выходы которого соответственно через первый и второй резонансные усилители соединены с входами первого и второго детекторов, о т л и ч а0 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности устройства, в него введены второй датчик, связанный магнитным полем с объектом контроля, второй усилитель, третий и четвертый резонансные

5 усилители на частоты fi и fa соответственно, третий и четвертый детекторы, четыре квадратора и два сумматора, причем оба датчика жестко связаны между собой и расположены на одной оси по обе стороны объекта

0 контроля так, что их зазоры перпендикулярны друг другу, выход второго датчика соединен с входом второго усилителя, первый и второй выходы которого соответственно через третий и четвертый резонансные

5 усилители соединены с входами третьего и четвертого детекторов, выходы первого и третьего детекторов через соответствующие квадраторы соединены соответственно с первым и вторым входами первого сумматора, выходы второго и четвертого детекто- 5 ров через соответствующие квадраторы соединены соответственно с первым и вторым входами второго сумматора, выходы первого и второго сумматоров соединены соответственно с первым и вторым входами 10 индикатора.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для определения места короткого замыкания в электрических цепях многослойных печатных плат(МПП). Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства - достигается путем устранения зависимости выходного сигнала от пространственной ориентации датчика. Для этого в устройство, содержащее генераторы 1, 2 сигнала, объект 3 контроля (МПП), датчик 4, усилитель 6, резонансные усилители 8, 9, детекторы 12, 13 и индикатор 22, дополнительно введены датчик 5, усилитель 7, резонансные усилители 10, 11, детекторы 14, 15, квадраторы 16...19, сумматоры 20, 21 и соответствующие связи, причем датчики 4, 5 жестко связаны между собой и расположены на одной оси по обе стороны объекта 3 контроля так, что их магнитные зазоры перпендикулярны друг другу. 3 ил

Проводник стоном

/

Фиг.2 Х

Фиг.З