专利名称：防静电手腕带监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及防静电技术领域，具体涉及一种对防静电手腕带在线工作 状态进行实时监控的仪器。
背景技术：
在电子、微电子技术迅速发展的今天，为了保证电子器件在生产、调试、 安装等工作过程中的可靠性，就必须在各环节采取静电防护技术措施，以保证 产品的高质量高品质。因人体是最普遍的静电产生源，对静电而言人体是导体， 所以通过脚穿防静电鞋与防静电地面(或地垫、或地趁)形成组合接电，并通 过手腕带来泄放人体静电，手腕带便是用以泄放人体静电的桥梁，是最为普遍 使用的电子生产线上的必备品。
手腕带泄放静电的能力与其佩戴情况及其自身的完好性有很大关系。电子 工厂的操作员在进入操作工位前，必须使用腕带测试器对所佩戴的手腕带进行
检测，如发现有损坏就及时更换，避免静电放电(ESD)对电子器件的损害； 但是，在操作过程中手腕带出现损坏或与人体接触不良等现象时，操作员根本 无法发现，很可能降低了产线的合格率，给企业带来巨大损失。故，针对此情 况设计了用于监控防静电手腕带在线工作状态的防静电手腕带监测仪。
现有技术中，具代表性的防静电手腕带监测仪结构，见中国专利公报于 2008年7月2日^^告的，7>告号为CN201081767Y的实用新型专利。该专利 公开了一种防静电手环实时监控仪，它由电源单元、接地单元、；险测电路单元 及实时状态输出单元构成，电源单元提供电源，接地单元将手环端(WS)接 地，而检测电路单元为正弦振荡电路，其输入端接手环端(WS)，而输出端接 实时状态输出单元，由实时状态输出单元显示。上述现有技术中，检测电路单 元采用正弦振荡电路，整个工作原理是以监控手环端(WS )上的外置电阻(或 称接地阻抗)来判断手腕带的工作状态是否正常的。外置电阻=人体电阻+手 腕带电阻+人体与手腕带的接触电阻。在实际使用中，影响外置电阻变化的外 因很多，如戴手腕带的操作员的个体胖瘦不同，人体电阻就有所不同；接触 电阻因操作员的操作姿势变化也会发生改变。因此，上述现有技术的监测范围 小，常会发生误报警，工作不稳定。 发明内容
本实用新型提供一种防静电手腕带监测仪，其目的是解决现有技术易发生误报警、工作不稳定的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是 一种防静电手腕带监测 仪，包括电源电路、检测电路以及实时状态输出电路，所述检测电路由方波发 生电路、整流滤波电路及电压比较器组成，所述方波发生电路输出方波，该方
波经整流滤波电路处理后输出直流电，该直流电接至电压比较器的正输入端； 而电压比较器的负输入端连接手腕带端；电压比较器的输出端接所述输出报警 电路。
上述两个技术方案中的有关内容解释如下
1、 上述方案中，所述"电源电路"是为检测电路及实时状态输出电路供 电的电路，如普通的整流稳压电路等。
2、 上述方案中，所述"手腕带端"是指供接被测手腕带的接口。
3、 上述方案中，所述"方波发生电路"是指发生方波的电路，它实现方 式有多种，如用74LS00四2输入与非门芯片搭建出，或用NE555芯片搭建出， 但最佳方案是，采用如下设计所述方波发生电路主要由第一倒相器、第二倒 相器、第一电阻、第二电阻以及第一电容组成，所述第一倒相器和第二倒相器 前后串接，第一倒相器的输入端上接第一电阻一端，第二倒相器的输入端上接 第二电阻一端，第二倒相器的输出端作为方波电路输出端，并且还接第一电容 的一端；所述第一电阻、第二电阻和第一电容的另一端相连。
4、 上述方案中，所述手腕带端至电压比较器的负输入端的接线上串有一 保护二极管，该保护二极管正极接手腕带端，而负极接电压比较器的负输入端。 以该保护二极管防止检测电路出现异常时，电压反向加至手腕带上。
5、 上述方案中，所述手腕带端与方波发生电路的输出端间连接有一隔离 电阻。
6、 上述方案中，所述方波发生电路的输出端与整流滤波电路的输入端之 间设有分压电路，该分压电路由第五电阻和可调电阻器组成，第五电阻串接在 方波发生电路的输出端与整流滤波电路的输入端之间，而可调电阻器一端接整 流滤波电路的输入端，其滑动触头端接地。从而使用时，可通过微调可调电阻 器，调整灵每丈度，来适应于用户个体。
7、 上述方案中，所述手腕带端经第八电阻接地构成静电泄放支路，使检 测仪具有静电泄放的功能。
8、 上述方案中，所述实时状态输出电路可为各式现有指示报警电路，最 佳方案是采用如下设计所述实时状态输出电路包括第二方波发生电路、正常指示灯、非正常指示灯、蜂鸣器、第一三极管、第二三极管、第三三极管；所 述第一三极管的发射极接地，其集电极上分两路， 一路经蜂鸣器至电源电路上
输出的电源端，另一路经非正常指示灯至电源电路输出的电源端；所述第二方
波发生电路的输出端上分两路， 一路接第二三极管的集电极，另一端接第一三
极管的基极；第二三极管的发射极接地，第二三极管的基极接所述电压比较器 的输出端；所述第三三极管的发射极接地，其集电极经正常指示灯至电源电路
上输出的电源端，其基极上分两路， 一路接所述电压比较器的输出端，另一路 接电源电路输出的电源端。以此，当检测电路检测出手腕带的工作状态正常时， 正常指示灯(一般为绿色)亮，而手腕带工作不正常时，非正常指示灯闪烁及 蜂鸣器发出响声告警。
上述第二方波发生电路主要由第三倒相器、第四倒相器、第三电阻、第四 电阻以及第二电容组成，所述第三倒相器和第四倒相器前后串接，第三倒相器 的输入端上接第三电阻一端，第四倒相器的输入端上接第四电阻一端，第四倒
相器的输出端作为第二方波电路的输出端，并且还接第二电容的一端；所述第 三电阻、第四电阻和第二电容的另一端相连。故，可采用型号为HEF4069的 六倒相器芯片，该六倒相器芯片中的四路倒相器分别作为所述第一倒相器、第 二倒相器、第三倒相器及第四倒相器。
本实用新型的设计构思为本实用新型监控手腕带端的静电位(约为人体 静电位)，通过电压比较器将该静电位与方波发生器输出整流后得到的基准值 进行比较，当手腕带端的静电位(约为人体静电位)高于基准值时，检测电路 的输出从高电平转为低电平信号，促使实时状态输出电路告警。
本实用新型与现有技术相比的有益效果是
1、 由于本实用新型的特殊设计，以监控手腕带端的静电位(约为人体静 电位)来判断手腕带工作状态，故在可有效地检出手腕带损坏、手腕带与人体 接触不良、接地不良等非正常状态，响应快速。
2、 由于本实用新型的特殊设计，以监控手腕带端的静电位(约为人体静 电位)来判断手腕带工作状态，因手腕带端的静电位(约为人体静电位)受外 因(如操作者姿势变化)影响小，故本实用新型工作更加稳定，不易误报警， 性能可靠。
3、 本实用新型体积小、质量轻、才喿作简单。
附图1为本实用新型实施例才企测电^^电5^图；附图2为本实用新型实施例实时状态输出电路电if各图； 附图3为本实用新型实施例电源电^各电^各图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述
实施例参见附图1~3所示， 一种防静电手腕带监测仪，包括电源电路、 检测电路以及实时状态输出电路。
参见附图l所示，所述检测电路由方波发生电路、分压电路、整流滤波电 路及电压比较器U2A组成，所述方波发生电路输出方波，该方波经分压电路、 整流滤波电^各处理后输出直流电，该直流电4妄至电压比4交器U2A的正输入端； 电压比较器U2A的1脚为输出端Q3-U2接所述输出报警电路。
具体，所述方波发生电路主要由第一倒相器U1B、第二倒相器U1A、第 一电阻R5、第二电阻R4以及第一电容Cl组成，所述第一倒相器U1B和第 二倒相器U1A前后串接，第一倒相器U1B的输入端上接第一电阻R5 —端， 第二倒相器U1A的输入端上接第二电阻R4 —端，第二倒相器U1A的输出端 作为方波电路的输出端，并且还接第一电容C1的一端；所述第一电阻R5、第 二电阻R4和第一电容C1的另一端相连。所述方波电^各输出端上接一分压电 路，该分压电路由第五电阻R3和可调电阻器V1组成，第五电阻R3串接在方 波发生电路的输出端与整流滤波电路的输入端之间，可调电阻器VI的一端接 整流滤波电5^的输入端，其滑动触头端^接地。所述整流滤波电^^由一整流二招^ 管D1、第三电容C4及第六电阻R9构成，见图1。所述电压比较器U2A的负 输入端上经过一保护二极管D2接手腕带端TEST-WRIST，保护二极管D2的 正极接手腕带端TEST-WRIST，而负极接电压比较器U2A的负输入端。这里， 保护二极管D2的作用时防止检测电路异常时电压反加至手腕带端 TEST-WRIST上。在电压比较器U2A的负输入端对地间还接有一相位补偿抗 干扰电路，该电路由第七电阻R12和第四电容C5并联而成。所述电压比较器 U2A采用型号为LM393的芯片。并且，在手腕带端TEST-WRIST与方波发生 电路的输出端间连接有一隔离电阻R2，该电阻R2阻值为1M,可很好隔离开 手腕带端TEST-WRIST与方波发生电路的输出端。手腕带端TEST-WRIST经 第八电阻Rll接地构成静电泄放支路。
参见附图2所示，所述实时状态输出电路包括第二方波发生电路、正常指 示灯(图示为二极管LED1 )、非正常指示灯(图示为二极管LED2)、蜂鸣器 BZ、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3;所述第一三极管Ql的发射极接地，其集电极上分两路， 一路经蜂鸣器BZ至电源电路上输出的电
源端VCC,另一路经非正常指示灯(图示为二极管LED2)、第九电阻Rl至 电源电路输出的电源端VCC;所述第二方波发生电路的输出端上分两路，一 路接第二三极管Q2的集电极，另一端经第十一电阻R8接第一三极管Ql的 基极；第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的基极接所述电压比较 器的输出端Q3-U2;所述第三三极管Q3的发射极接地，其集电极经正常指示 灯(图示为二极管LED1 )、第九电阻Rl至电源电^Ji输出的电源端VCC， 其基极上分两路， 一路接所述电压比较器的输出端Q3-U2，另一路经第十电阻 R10接电源电路输出的电源端VCC。所述第二方波发生电路主要由第三倒相 器U1C、第四倒相器U1D、第三电阻R7、第四电阻R6以及第二电容C3组成， 所述第三倒相器U1C和第四倒相器U1D前后串接，第三倒相器U1C的输入 端上接第三电阻R7 —端，第四倒相器U1D的输入端上接第四电阻R6 —端， 第四倒相器U1D的输出端作为第二方波电路的输出端，并且还接第二电容C3 的一端；所述第三电阻R7、第四电阻R6和第二电容C3的另一端相连。
并且，采用型号为HEF4069的六倒相器芯片，该六倒相器芯片中的四路 倒相器分别作为所述第一倒相器U1B、第二倒相器U1A、第三倒相器UAC及 第四倒相器U1D。
参见附图3所示，所述电源电路为一整流滤波稳压电路，以整流二极管 D4、滤波电容C6、型号为7805的稳压芯片U3及电容C10构成。该电路接外 才妻电源VDD整流滤波为电源VCC。
参见附图1 3所示，工作原理说明方波发生电路产生的方波经过第五 电阻R3与可调电位器VI组成的分压电路分压后直接输入到整流二极管Dl 处进行半波整流，然后经第三电容C4、第六电阻R9组成的滤波电路，输出高 电平( 一般为+ 2.5V )到电压比较器U2A的正输入端(即3脚)。将手腕带接 到手腕带端TEST - WRIST这点，手腕带正常佩戴好，人体静电位(人体电压 一般为0.5V)经过保护二极管D2单向导通，第四电容C5与第七电阻R12组 成的相位补偿与抗干扰作用后，输出到电压比较器U2A的负输入端(即2脚)。 电压比较器U2A的2脚与3脚比较后，2脚小于3脚，输出端Q3-U2输出高 电平。实时状态输出电路中，第二方波发生电路输出方波到第二三极管Q2的 集电极端，Q3-U2输入到第二三极管Q2的基极。因Q3-U2为高电平+ 5V时， 第二三极管Q2导通，将信号R8-Q1限制为"OV"低电平。那么，第一三极 管Q1不导通，使蜂鸣器BZ和非正常指示灯LED2都不起作用。而第三三极管Q3因基极上接的Q3-U2为高电平而导通，正常指示灯LED1点亮发出绿光， 指示状态为正常工作。
而当手腕带没有连接、手腕带断路或接地不良时，TEST - WRIST这点即 悬空为高电平，此时电压比较器U2A的2脚与3脚比较后，2脚大于3脚， 因此电压比较器U2A的输出端Q3-U2成为"0V"的低电平。第二三极管Q2 不导通，输出的R8-Q1信号即为方波，使第一三极管Ql间歇性导通，蜂鸣器 器起作用，非正常指示灯LED2以红光闪烁。而第三三极管Q3不导通，使正 常指示灯LED1不工作。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此 项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用 新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵 盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1、一种防静电手腕带监测仪，包括电源电路、检测电路以及实时状态输出电路，其特征在于所述检测电路由方波发生电路、整流滤波电路及电压比较器组成，所述方波发生电路输出方波，该方波经整流滤波电路处理后输出直流电，该直流电接至电压比较器的正输入端；而电压比较器的负输入端连接手腕带端；电压比较器的输出端接所述输出报警电路。
2、 根据权利要求1所述防静电手腕带监测仪，其特征在于所述方波发 生电路主要由第一倒相器、第二倒相器、第一电阻、第二电阻以及第一电容组 成，所述第一倒相器和第二倒相器前后串接，第一倒相器的输入端上接第一电 阻一端，第二倒相器的输入端上接第二电阻一端，第二倒相器的输出端作为方 波电路输出端，并且还接第一电容的一端；所述第一电阻、第二电阻和第一电 容的另一端相连。
3、 根据权利要求1所述的防静电手腕带监测仪，其特征在于所述手腕 带端至电压比较器的负输入端的接线上串有一保护二极管，该保护二极管正极 接手腕带端，而负极接电压比较器的负输入端。
4、 根据权利要求1所述的防静电手腕带监测仪，其特征在于所述手腕 带端与方波发生电路的输出端间连接有 一 隔离电阻。
5、 根据权利要求1所述防静电手腕带监测仪，其特征在于所述方波发 生电路的输出端与整流滤波电路的输入端之间设有分压电路，该分压电路由第 五电阻和可调电阻器组成，第五电阻串接在方波发生电路的输出端与整流滤波 电路的输入端之间，可调电阻器的一端接整流滤波电路的输入端，其滑动触头 端接地。
6、 根据权利要求1所述的防静电手腕带监测仪，其特征在于所述手腕 带端经第八电阻接地构成静电泄放支路。
7、 根据权利要求1所述的防静电手腕带监测仪，其特征在于所述实时 状态输出电路包括第二方波发生电路、正常指示灯、非正常指示灯、蜂鸣器、 第一三极管、第二三极管、第三三极管；所述第一三极管的发射极接地，其集 电极上分两路， 一路经蜂鸣器至电源电路上输出的电源端，另一路经非正常指 示灯至电源电路输出的电源端；所述第二方波发生电路的输出端上分两路，一 路接第二三极管的集电极，另一端接第一三极管的基极；第二三极管的发射极 接地，第二三极管的基极接所述电压比较器的输出端；所述第三三极管的发射 极接地，其集电极经正常指示灯至电源电路上输出的电源端，其基极上分两路，一路接所述电压比较器的输出端，另 一路接电源电路输出的电源端。
8、 根据权利要求7所述的防静电手腕带监测仪，其特征在于所述第二方波发生电路主要由第三倒相器、第四倒相器、第三电阻、第四电阻以及第二 电容组成，所述第三倒相器和第四倒相器前后串接，第三倒相器的输入端上接 第三电阻一端，第四倒相器的输入端上接第四电阻一端，第四倒相器的输出端作为第二方波电路的输出端，并且还接第二电容的一端；所述第三电阻、第四 电阻和第二电容的另 一端相连。
9、 根据权利要求8所述的防静电手腕带监测仪，其特征在于釆用型号 为HEF4069的六倒相器芯片，该六倒相器芯片中的四^各倒相器分别作为所述 第一倒相器、第二倒相器、第三倒相器及第四倒相器。
专利摘要一种防静电手腕带监测仪，包括电源电路、检测电路以及实时状态输出电路，其特征在于所述检测电路由方波发生电路、整流滤波电路及电压比较器组成，所述方波发生电路输出方波，该方波经整流滤波电路处理后输出直流电，该直流电接至电压比较器的正输入端；而电压比较器的负输入端连接手腕带端；电压比较器的输出端接所述输出报警电路。本实用新型以监控手腕带端的静电位(约为人体静电位)来判断手腕带工作状态，可有效地检出手腕带损坏、手腕带与人体接触不良、接地不良等非正常状态，响应快速，并且工作更加稳定，不易误报警，性能可靠。
文档编号G01R19/165GK201402288SQ20092004036
公开日2010年2月10日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者成玉磊, 雷 赵 申请人:苏州天华超净科技股份有限公司