孫永清

(南京百花光電有限公司, 江蘇 南京 210000)

1 檢測儀用途及特點(diǎn)

檢測儀主要完成對(duì)該設(shè)備在生產(chǎn)、修理過程中進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)檢測和故障診斷,為修理人員進(jìn)行該設(shè)備維護(hù)、保養(yǎng)、修理和修后質(zhì)量檢驗(yàn)提供手段。

檢測儀主要適用于以下各單元電路檢測使用:(1)電源電路板檢測;(2)邏輯電路板檢測[1]。

檢測儀可操作性強(qiáng)、具有更加規(guī)范等突出特點(diǎn),完全可以滿足現(xiàn)階段產(chǎn)品出廠檢測,又可以作為修理當(dāng)中的調(diào)試設(shè)備或檢驗(yàn)其修竣后的效果。該檢測儀的研制,解決了電路板系統(tǒng)在設(shè)備上檢修的難題,實(shí)現(xiàn)了單板檢測功能。一方面極大地提高設(shè)備技術(shù)保障檢測設(shè)備的水平,另一方面進(jìn)一步提高檢修人員快速檢排故障的能力,從而進(jìn)一步延長設(shè)備使用壽命,并具有一定的推廣價(jià)值[2]。

2 檢測儀整體設(shè)計(jì)思路

2.1 檢測儀組成及構(gòu)造

檢測儀主要由主機(jī)和檢測臺(tái)構(gòu)成。主機(jī)由箱體、支架、控制面板、LED數(shù)碼顯示模塊、CPU單片微機(jī)主控電路板等組成,如圖1所示。

圖1 檢測儀全貌

2.2 檢測儀基本工作原理

檢測儀工作原理:被檢測的各單元電路板,由相應(yīng)的電纜連接從對(duì)應(yīng)的端口接入;再根據(jù)檢測的要求,通過控制面板進(jìn)行操作,由對(duì)應(yīng)的檢測電路對(duì)各個(gè)單元電路板上輸入/輸出端口的模擬信號(hào)、數(shù)字信號(hào)、邏輯控制信號(hào)進(jìn)行采集;CPU單片微機(jī)主控電路控制整個(gè)檢測工作過程中,可對(duì)接收的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理;最后,將檢測結(jié)果在數(shù)字電壓表、數(shù)碼管、LED顯示器上顯示[3]。

3 檢測儀功能及技術(shù)特性

檢測儀可以對(duì)電源電路板和邏輯電路板共計(jì)兩個(gè)電路單元板進(jìn)行檢測,其主要功能及技術(shù)特性如下。

(1)電源電路部分。第一,工作電壓:+5 V±10%(4.5 V～5.5 V);第二,電源電壓輸出功能:能通過數(shù)字電壓表和指示燈顯示電源電路組的輸出電壓;第三,電壓調(diào)節(jié)操作功能:通過調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)旋鈕,可以顯示出電源電路欠壓指示功能。

(2)邏輯電路部分。第一,工作電壓: +5V±10%(正常范圍);第二,測距顯示功能: 調(diào)節(jié)目標(biāo)電位器顯示相應(yīng)的目標(biāo)距離;第三,諸元設(shè)置鍵盤的檢查: 對(duì)鍵盤進(jìn)行操作,顯示器顯示相應(yīng)的諸元代碼及數(shù)值;第四,故障代碼的顯示:通過操作檢測儀,顯示器能顯示E 01、E 02、E 03的故障代碼。

4 檢測儀各模塊設(shè)計(jì)

4.1 檢測儀電源模塊的設(shè)計(jì)

電源電路共有3組信號(hào)輸入,8組信號(hào)輸出。3組信號(hào)輸入是電源輸入信號(hào)(+12V)、充電信號(hào)(CHAR)、觸發(fā)信號(hào)(FIRE);八組輸出信號(hào)是激光器工作電壓(HV)、滿充指示信號(hào)(CHROK)、電池欠壓指示信號(hào)(LOWV)、600V中壓、+12V、+5V、-6V3路低壓。檢測儀電路需給被檢測電源電路板提供+12V、充電信號(hào)(CHAR)和觸發(fā)信號(hào)(FIRE)3路信號(hào)。電源輸入信號(hào)(+12V)由開關(guān)電源提供;CHAR信號(hào)是一個(gè)由低電平變高電平再變低電平轉(zhuǎn)換的信號(hào);FIRE信號(hào)是一個(gè)由高電平變低電平再變高電平變換的信號(hào)。因CHAR和FIRE是一組邏輯關(guān)系相反的信號(hào),所以檢測儀只需通過紐子開關(guān)就可以將兩種信號(hào)進(jìn)行自由切換。對(duì)于被檢修電源電路板的輸出信號(hào),通過數(shù)字電壓表及發(fā)光二極管指示燈進(jìn)行指示。

該檢測電路還需要模擬激光器的觸發(fā)電路,觸發(fā)電路由觸發(fā)變壓器、觸發(fā)電容、氙燈等器件組成,檢測儀模擬觸發(fā)控制信號(hào)(TRIG)并提供觸發(fā)變壓器的初級(jí)電壓(200 V),使觸發(fā)變壓器次極端產(chǎn)生瞬間上萬伏高壓,讓氙燈放電,模擬發(fā)射激光。

4.2 邏輯模塊的設(shè)計(jì)

邏輯模塊電路的設(shè)計(jì),主要是通過薄膜鍵盤進(jìn)行操作,檢測邏輯電路的各種功能是否正確,并模擬開門、關(guān)門兩組信號(hào),檢測邏輯電路板的測距功能,通過發(fā)光二極管的指示燈進(jìn)行幾種輸出信號(hào)的指示。電路通過兩組單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路(74HC221)模擬一組開門信號(hào)、兩組關(guān)門信號(hào)。通過調(diào)節(jié)電阻、電容值改變開門、關(guān)門信號(hào)的脈寬。被檢測邏輯電路板輸出的時(shí)間程序增益控制信號(hào)(TPG)、觸發(fā)信號(hào)(FIRE)由單輸入端的雙D觸發(fā)器(74HC74)進(jìn)行檢測輸出、兩組多目標(biāo)(MB1)、(MB2)、電機(jī)脈沖信號(hào)(CP)由反相器(74HC04)進(jìn)行檢測輸出,通過檢測儀面板上發(fā)光二極管進(jìn)行信號(hào)輸出指示開門、關(guān)門信號(hào)。

4.3 顯示模塊的設(shè)計(jì)

檢測儀的顯示檢測電路由1塊反相器集成電路(74HC04)、4位共陰數(shù)碼管(SM42039)、9個(gè)發(fā)光二極管(紅色)組成。該檢測電路的原理是將被檢測的顯示器電路與檢測儀連接,顯示器通過接插件輸入位選信號(hào)、段選信號(hào),位選信號(hào)經(jīng)過U5(74HC04)的反相輸出給數(shù)碼管的位選段。被檢測顯示器電路輸入的光點(diǎn)信號(hào),經(jīng)過檢測儀內(nèi)部電路板再輸入給9個(gè)發(fā)光二極管,進(jìn)行光點(diǎn)指示。

4.4 霍爾信號(hào)的設(shè)計(jì)

邏輯電路板開機(jī)瞬間,需進(jìn)行系統(tǒng)初始化和裝表。檢測儀的電路中要模擬這兩組霍爾信號(hào),進(jìn)行邏輯板自檢功能檢測。檢測儀內(nèi)部電路采用51單片機(jī)進(jìn)行編程,輸出兩組霍爾模擬檢測信號(hào)。

5 檢測儀操作使用

5.1 電源電路板檢測

第一,在檢測之前,將被檢測的電源電路板與檢測儀對(duì)應(yīng)端口連接,并用螺釘鎖緊;第二,打開電源檢測部分電源開關(guān),數(shù)字電壓表顯示電壓值為0 V;第三,按下觸發(fā)按鈕1S左右時(shí)間,檢測儀上“VR”“+5 V”“-6 V”“+12 V”“600 V”指示燈應(yīng)點(diǎn)亮,通過調(diào)節(jié)電壓選擇開關(guān),數(shù)字電壓表可以顯示相應(yīng)電壓值,松開觸發(fā)開關(guān),“+5 V”指示燈保持常亮,其余指示燈熄滅;第四,將電壓選擇開關(guān)打至“600 V” ,按下觸發(fā)按鈕1s左右時(shí)間, 松開觸發(fā)開關(guān),數(shù)字電壓表上顯示的電壓值應(yīng)快速顯示為0 V左右;第五,關(guān)閉電源開關(guān),將電源電路組從檢測儀電源單元接口取下。

5.2 邏輯電路板檢測

第一,在檢測之前,先將被檢測的邏輯電路板用連接電纜與檢測儀對(duì)應(yīng)端口相連接,并用螺釘鎖緊;第二,接通操作面板邏輯單元電源開關(guān),電源指示燈點(diǎn)亮,顯示器顯示4個(gè)8 888;第三,按壓“夜間”鍵,檢測儀上9個(gè)發(fā)光二極管閃爍顯示;第四,按壓“選通”鍵,通過鍵盤“+”“-”應(yīng)顯示選通數(shù);第五,按壓“方式”鍵,檢測儀上顯示4種操作方式循環(huán)切換;第六,打開邏輯單元電源開關(guān),將取樣信號(hào)選擇開關(guān)撥到“無”,按下“測距”按鈕1秒后再松開“測距”按鈕,檢測儀顯示器應(yīng)顯示故障代碼“E 01”;第七,關(guān)掉邏輯單元電源開關(guān),將取樣信號(hào)選擇開關(guān)撥到“有”,將目標(biāo)Ⅰ和目標(biāo)Ⅱ信號(hào)選擇開關(guān)撥到“無”,打開邏輯單元電源開關(guān),按下“測距”按鈕后再松開“測距”按鈕,顯示器應(yīng)顯示故障代碼“E 02”;第八,關(guān)掉邏輯單元電源開關(guān),將霍爾信號(hào)選擇開關(guān)撥到“無”,打開邏輯單元電源開關(guān),顯示器應(yīng)顯示故障代碼“E 03”;第九,關(guān)掉邏輯單元電源開關(guān),將取樣信號(hào)選擇開關(guān)打到“有”,將目標(biāo)Ⅰ、目標(biāo)Ⅱ信號(hào)選擇開關(guān)打到“開”,按下“測距”按鈕1秒鐘后再松開“測距”按鈕,顯示器顯示最小的距離值。調(diào)節(jié)目標(biāo)Ⅰ、目標(biāo)Ⅱ旋鈕,再次進(jìn)行測距操作,應(yīng)顯示重新調(diào)節(jié)的最小距離值;第十,關(guān)閉電源開關(guān),將邏輯電路板從邏輯單元接口取下。

6 結(jié)語

本文介紹了檢測儀的用途及特點(diǎn),組成及構(gòu)造,基本工作原理,檢測功能及技術(shù)特性,設(shè)計(jì)原理,操作使用方法。該檢測儀極大地方便該設(shè)備生產(chǎn)調(diào)試、維修檢測、教學(xué)實(shí)驗(yàn),現(xiàn)正逐步推廣使用。