多芯线电缆端子压接质量精密检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，所述装置包括：检测速度控制电路，所述检测速度控制电路与检测时序控制电路连接，所述检测时序控制电路与开路错位检测电路连接，所述开路错位检测电路与故障判断告警电路连接；所述检测时序控制电路还与取样比较放大电路连接，所述取样比较放大电路与A/D模数转换电路连接，所述A/D模数转换电路分别与存储/计数控制电路和CPU处理单元连接，所述存储/计数控制电路分别与CPU处理单元和液晶显示模块连接，所述CPU处理单元和液晶显示模块连接。本实用新型的有益效果：能够对8芯线以上的多芯线电缆压接端子后的开路、错位、压接电阻超标准等故障进行自动精密检测判定。
【专利说明】多芯线电缆端子压接质量精密检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置。
【背景技术】
[0002]目前，国内已有的电缆端子压接质量主要依据压接头的压力大小进行控制，通过检测压力判断端子压接质量。对于大电流电力电缆端子压接质量检测，则采用光学成像技术分析压接后的端子与线接合部的断面图像进行人工分析判断。这些质量检测方法适合于I?4芯粗线径的电缆端子压接质量进行检测。而对于8?128芯的数字通信电缆端子压接质量的检测，采用压力检测、断面图像检测实行起来效率非常低，且由于数字通信电缆中线径很细(0.4_或0.5_)，压力检测和断面图像检测误差较大。为此，针对用量较多的32芯0.4_线径的数字通信电缆端子压接质量问题，进行分析研究，设计开发了一种多芯线电缆端子压接质量精密检测仪器。
[0003]根据国家汽车行业标准《QC/T29106-2004汽车低压电线束技术条件》规定端子压接部位电压降指标:电压降=3mV (导线截面积0.5_2，试验电流5A)、f 5mV (导线截面积0.75mm2,试验电流10A)和兰8mV(导线截面积1.0mm2,试验电流15A)等7种情况，可以估算出通信电缆端子压接部位电压降应=2mV(导线截面积0.125mm2，线径0.4mm，试验电流
0.2A)，相当于压接电阻兰1.5ι?Ω。
[0004]国家军用标准《GJB1216-91电连接器接触件总规范》中规定，A型镀银铜导线的接触电压降兰54mV(28线规号线径0.376mm，试验电流1.5A)，相当于接触电阻兰36m Ω。
[0005]线径0.4mm的铜导线的电阻理论计算值为139.33mΩ/m。由于铜材纯度、线径一致性等技术因素影响，通信电缆厂家出厂标准一般规定为=148mQ/m。
[0006]现有的多芯线电缆端子压接质量快速检测装置和方法中，由于给端子压接质量留下0.102V的波动空间，S卩:当电缆长度为最大值(40m)时，端子压接后的等效电阻Rt超出标准值8Ω而小于10.2Ω时，仍可能被判定为合格品，且不能测量每一根芯线的具体等效电阻数值。如果由于电缆用途要求而需要精确测量每根芯线的等效电阻值，以此判定是否存在质量故障时，快速检测方法就无法满足要求。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，它具有能够对8芯线以上的多芯线电缆压接端子后的开路、错位、压接电阻超标准等故障进行自动快速检测判定的优点。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0009]一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，包括:检测速度控制电路，所述检测速度控制电路与检测时序控制电路连接，所述检测时序控制电路与开路错位检测电路连接，所述开路错位检测电路与故障判断告警电路连接；所述检测时序控制电路还与取样比较放大电路连接，所述取样比较放大电路与A/D模数转换电路连接，所述A/D模数转换电路分别与存储/计数控制电路和CPU处理单元连接，所述存储/计数控制电路分别与CPU处理单元和液晶显示模块连接，所述CPU处理单元和液晶显示模块连接。
[0010]所述开路错位检测电路包括:恒流源Is，所述恒流源Is的一端与电源V。连接，所述恒流源恒流源Is的另外一端通过滑动变阻器R1与32条芯线连接，所述每一条与滑动变阻器R1连接的芯线上均依次设有电阻R。”和发光二极管Dcd，所述发光二极管Dcd的正极与电阻Rcd连接，所述发光二极管Dcd的负极均通过依次连接的与门ICli和发光二极管Dtji与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另外一端与故障判断告警电路中三极管T2的基极T2b端连接在一起，以控制三极管T2导通或截止，所述发光二极管Dtji的正极与与门ICli的输出端连接，所述与门ICli的两个输入端分别与Qi和发光二极管Dcd的负极连接，其中，i =
I,2,......，32 ;检测时,被检测电缆一端的压接端子插入电缆插座Connecter-A中形成牢固连接。
[0011]所述检测时序控制电路包括:检测时，被检测电缆另一端的压接端子插入电缆插座Connecter-B中形成牢固连接，电缆32条芯线中的每一个芯线通过三极管TBi和D触发器IC3tli连接，D触发器IC3tli与的输入端ID与与非门IC21的输出端连接，所述与非门IC21的输入端Tle与故障判断告警电路中三极管T1的发射极Tle连接，所述三极管Tm的基极通过电阻Rbi与D触发器IC3tli的输出端连接，所述三极管TBi的基极还通过电阻Rbi与二极管Dbi的正极连接，二极管Dbi的负极与故障判断告警电路中三极管T1的基极Tlb连接，所述二极管Dbi的正极与通过电阻Rbi与三极管TBi的基极连接，所述三极管Tm的集电极通过电缆插座Connecter-B与电缆的每一个芯线连接,所述三极管TBi的发射极通过电阻Rei与地连接;第32个三极管Tb32的集电极还电阻R3与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极连接电源V。。；所述D触发器IC3tll的输出端和D触发器IC3tl2输入端ID连接，32个D触发器的非输出端连在一起，32个D触发器的脉冲控制端CP连接在一起与检测速度控制电路中IC7的输出端CP连接。
[0012]所述故障判断告警电路包括:三极管T1、三极管T2、三极管T3,电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，电容C1、电容C2，蜂鸣器HA，与非门IC22、与非门IC23、与非门IC24 ;所述三极管T1的基极Tlb与检测时序控制电路中二极管Dm的负极Tlb连接，所述三极管T1的发射极Tle与检测时序控制电路中与非门IC21的输入端Tle连接，所述三极管T1的集电极与电源V。。连接，所述三极管T1的发射极T16还通过电阻R7接地；
[0013]三极管T2的基极T2b端通过电容C2接地，三极管T2的基极T2b端还与开路错位检测电路中电阻R2的T2b端连接；三极管T2的集电极连接电源V。。；三极管T2的发射极通过电阻R6接地；电阻R5的第一端分别接三极管T2的发射极和与非门IC22的两个输入端；电阻R5的另外一端连接三极管T3的基极；蜂鸣器HA的一端连接电源V。。；蜂鸣器HA的另外一端连接三极管T3的集电极，三极管T3的发射极接地；电阻R4的一端接电源V。。，电阻R4的另一端通过电容C1接地；
[0014]所述与非门IC22的两个输入端并联后与三极管T2的发射极连接,与非门IC22的输出端与与非门IC23的一个输入端连接，与非门IC23的另一个输入端和与非门IC24的输出端连接，与非门IC23的输出端和与非门IC24的一个输入端连接，与非门IC24的另一输入端分别和电阻R4、电容C1连接；与非门IC24的输出端Rd与检测速度控制电路中IC7的Rd连接。
[0015]所述取样比较放大电路包括:32个运算放大器IC2qq-1C231,每个运算放大器的同相输入端分别通过电阻Rac1-Ra31按顺序对应连接到开路错位检测电路中电缆插座Connecter-A的A1-A32端，每个运算放大器的反相输入端分别通过电阻Rbc1-Rb31按顺序对应连接到检测时序控制电路中电缆插座Connecter-B的B1-B32端,每个运算放大器的输出端分别通过电容Cltl-C131接地，每个运算放大器的输出端还分别通过电阻Rftl-Rf31与自身的反向输入端连接，所述运算放大器的同相输入端还分别通过电阻Ric1-R131接地；运算放大器IC200-1C207的输出端Vtl-V7分别与A/D模数转换电路中IC2的Vtl-V7端口连接，运算放大器IC208-1C215的输出端V8-V15分别与A/D模数转换电路中IC2的Vtl-V7端口连接，运算放大器IC216-1C223的输出端V16-V23分别与A/D模数转换电路中IC2的Vtl-V7端口连接，运算放大器IC224-1C231的输出端V24-V31分别与A/D模数转换电路中IC2的Vtl-V7端口连接。
[0016]所述A/D模数转换电路与所述CPU处理单元包括:模数转换芯片IC2、单片机芯片IC3、非门IC4、与非门IC5、与非门IC6组成。
[0017]所述单片机芯片IC3的Pl.0端分别和与非门IC5的一个输入端及与非门IC6的一个输入端连接，单片机芯片IC3的Pl.0端还与检测速度控制电路中IC7的输出端CP连接，与非门IC5的另一个输入端分别与模数转换芯片IC2的START端和ALE端连接，与非门IC5的输出端与单片机芯片的@端连接，与非门IC6的另一个输入端与单片机芯片IC3的冗,?连接，与非门IC6输出端与模数转换芯片IC2的OUT端连接，模数转换芯片IC2的EOC端和非门IC4的输入端连接，非门IC4的输出端与单片机芯片的/MO端连接;
[0018]所述单片机芯片IC3的XTALl端分别与电容C5的一端和晶体振子X的一端连接，单片机芯片IC3的XTAL2端分别与电容C4的一端和晶体振子X的另一端连接，电容C4的另一端和电容C5的另一端相连并接地；单片机芯片IC3的Pl.7端与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另外一端通过电容C3接电源Ncc,所述电阻R8的另外一端还接地，单片机芯片IC3的互i/ EPP端通过电阻R9接电源单片机芯片IC3的Ncc端接电源，单片机芯片IC3的GND
端接地，单片机芯片IC3 ^ALE/PROG端与存储/计数控制电路中IC9的ALE端连接；
[0019]所述模数转换芯片IC2的Vcc和VREF+端口均接电源，模数转换芯片IC2的GND端口接地，模数转换芯片IC2的VREF-接0V，模数转换芯片IC2的ADDA、ADDB, ADDC分别对应与存储/计数控制电路中IC8的Q0、Q1、Q2端口连接，模数转换芯片IC2的2^-2.8端分别与单片机芯片IC3的P0.0-P0.7对应连接，模数转换芯片IC2的Fj—8端分别与存储/计数控制电路中IC9的D0-D7对应连接。
[0020]所述模数转换芯片IC2中的IN0-1N7端分别与所述取样比较放大电路中运算放大器的输出端Vtl-V7连接，将模拟信号转化为8位数字输出信号，并通过模数转换芯片IC2中的2^-2.8端分别对应传送给单片机芯片IC3的D0-D7端口和存储/计数控制电路中IC9的D0-D7端口。32路模拟输出信号共需要4块模数转换芯片进行模数转换；单片机芯片IC3的P0.0?P0.7端口接收模数转换芯片输出的8位数字信号后进行处理，并将处理结果输出到存储/计数控制电路中锁存器IC9内备用。
[0021 ] 所述存储/计数控制电路包括:计数器IC8和锁存器IC9,锁存器IC9的D0-D7端口分别与单片机芯片IC3的P0.0?P0.7端口和模数转换芯片IC2的D0-D7对应连接，计数器IC8的CP端与检测速度控制电路中IC7的OUT端连接，计数器IC8的输出端ADDA、ADDB和ADDC分别与模数转换芯片IC2的ADDA、ADDB和ADDC对应连接，计数器IC8的输出端ADDA与锁存器IC9的QO端连接，计数器IC8的输出端ADDB与锁存器IC9的Ql端连接，计数器IC8的输出端ADDC与锁存器IC9的Q2端连接，在CP脉冲信号控制下计数器IC8通过Q0-Q2端输出二进制8位计数信号。
[0022]所述检测速度控制电路包括:555电路IC7、电阻Rltl、可变电阻Rn、电容C6和电容C7;
[0023]555电路IC7的VCC端接电源，555电路IC7的Vcq端通过电容C7接地，555电路IC7的Disc端分别与电阻Rltl和可变电阻R11的一端连接，电阻Rltl的另一端接电源，可变电阻R11的另一端分别与电容C6的一端、555电路IC7的TR端和555电路IC7的TH端连接，电容C6的另一端接地，555电路IC7的END端接地；
[0024]555电路IC7中的Rd端与故障判断告警电路中的与非门IC24的输出端连接，555电路IC7的OUT端分别与存储/计数控制电路中IC8的CP端、A/D模数转换电路中单片机芯片IC3的Pl.0端口、检测时序控制电路中D触发器的CP端连接，提供同步时钟控制信号。
[0025]所述液晶显示模块包括:12864型液晶显示模块Jl、电阻R12和电阻R13。
[0026]液晶显示模块Jl的VDD接系统电源\c，液晶显示模块Jl的Vss接系统地。液晶显示模块Jl的BD0-BD7与单片机芯片IC3的P0.0?P0.7端口对应连接，液晶显示模块Jl的CS1、CS2、RSTB分别与单片机芯片IC3的Pl.2,Pl.3和Pl.4端口连接，液晶显示模块Jl的D/1、R/W、E端分别与单片机芯片IC3的Pl.5、Pl.6和Pl.7端口连接，液晶显示模块Jl的BLE端与单片机IC3的P3.7端口连接，液晶显示模块Jl的VO端分别与电阻R12、电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端与液晶显示模块Jl的VOUT端连接。
[0027]在片选信号CS1、CS2、读写信号R/W、数据方向信号D/Ι的协调控制下，液晶显示模块Jl接收来自单片机芯片的8位并行传输的指令及数字信号。液晶显示模块Jl的BLE脚接背光电源，液晶显示模块按照单片机芯片IC3的指令要求分别显示32路电缆芯线的等效电阻值，以及是否满足设置的规范要求状态。
[0028]本实用新型的有益效果:
[0029]1、能够对8芯线以上的多芯线电缆压接端子后的开路、错位、压接电阻超标准等故障进行自动快速检测判定。
[0030]2、能检测每根芯线的实际等效电阻值，并通过液晶显示屏显示。
[0031]3、每个芯线的检测时间可在0.05?0.5秒之间进行设定。
[0032]4、检测过程中发现质量故障时停止检测并发光电显示告警，光电显示告警与发生质量故障的芯线对应，同时液晶屏显示检测的芯线等效电阻值。
[0033]5、适用于电缆端子压接质量相对不稳定、新产品试验、对芯线压接等效电阻值精度要求较高的情况下进行检测，检测速度相对较慢。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1为测试回路的等效电阻；
[0035]图2为检测电路结构图；
[0036]图3为开路错位检测电路示意图；
[0037]图4为检测时序控制电路示意图；
[0038]图5为故障判断告警电路示意图；
[0039]图6为取样放大电路示意图；
[0040]图7为A/D模数转换电路图；
[0041 ] 图8为检测速度控制电路；
[0042]图9为存储与计数控制电路电路图；
[0043]图10为液晶显不|旲块不电路图；
[0044]其中，1、检测速度控制电路，2、检测时序控制电路，3、开路错位检测电路，4、取样比较放大电路，5、CPU处理单元，6、故障判断告警电路，7、A/D模数转换电路，8、存储/计数控制电路，9、液晶显不|旲块。
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0046]如图2所示，一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，包括:检测速度控制电路1，所述检测速度控制电路I与检测时序控制电路2连接，所述检测时序控制电路2与开路错位检测电路3连接，所述开路错位检测电路3与故障判断告警电路6连接；所述检测时序控制电路2还与取样比较放大电路4连接，所述取样比较放大电路4与A/D模数转换电路7连接，所述A/D模数转换电路7分别与存储/计数控制电路8和CPU处理单元5连接，所述存储/计数控制电路8分别与CPU处理单元5和液晶显示模块9连接，所述CPU处理单元5和液晶显示模块9连接。
[0047]如图3所示，所述开路错位检测电路3包括:恒流源Is，所述恒流源Is的一端与电源V。连接，所述恒流源恒流源Is的另外一端通过滑动变阻器R1与32条芯线连接，所述每一条与滑动变阻器R1连接的芯线上均依次设有电阻R。”和发光二极管Dcd，所述发光二极管Dci的正极与电阻Rcd连接，所述发光二极管Dcd的负极均通过依次连接的与门ICli和发光二极管Dtji与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另外一端与故障判断告警电路6中三极管T2的基极T2b端连接在一起，以控制三极管T2导通或截止，所述发光二极管Dtji的正极与与门ICli的输出端连接，所述与门ICli的两个输入端分别与Qi和发光二极管Dcd的负极连接，
其中，i = 1，2，......，32 ;检测时，被检测电缆一端的压接端子插入电缆插座Connecter-A中形成牢固连接。
[0048]如图4所示，所述检测时序控制电路2包括:检测时，被检测电缆另一端的压接端子插入电缆插座Connecter-B中形成牢固连接，电缆32条芯线中的每一个芯线通过三极管TBi和D触发器IC3tli连接，D触发器IC3tli与的输入端ID与与非门IC21的输出端连接，所述与非门IC21的输入端Tle与故障判断告警电路6中三极管T1的发射极Tle连接，所述三极管TBi的基极通过电阻Rbi与D触发器IC3tli的输出端连接，所述三极管TBi的基极还通过电阻Rbi与二极管Dbi的正极连接，二极管Dbi的负极与故障判断告警电路6中三极管T1的基极Tlb连接，所述二极管Dbi的正极与通过电阻Rbi与三极管Tm的基极连接，所述三极管TBi的集电极通过电缆插座Connecter-B与电缆的每一个芯线连接,所述三极管TBi的发射极通过电阻Rei与地连接；第32个三极管Tb32的集电极还电阻R3与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极连接电源V。。；所述D触发器IC3tll的输出端和D触发器IC3tl2输入端ID连接，32个D触发器的非输出端连在一起，32个D触发器的脉冲控制端CP连接在一起与检测速度控制电路I中IC7的输出端CP连接。
[0049]如图5所示，所述故障判断告警电路6包括:三极管T1、三极管T2、三极管T3,电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7，电容C1、电容C2，蜂鸣器HA，与非门IC22、与非门IC23、与非门IC24 ；所述三极管T1的基极Tlb与检测时序控制电路2中二极管Dm的负极Tlb连接，所述三极管T1的发射极Tle与检测时序控制电路2中与非门IC21的输入端Tle连接，所述三极管T1的集电极与电源V。。连接，所述三极管T1的发射极T16还通过电阻R7接地；
[0050]三极管T2的基极T2b端通过电容C2接地，三极管T2的基极T2b端还与开路错位检测电路3中电阻R2的T2b端连接；三极管T2的集电极连接电源V。。；三极管T2的发射极通过电阻R6接地；电阻R5的第一端分别接三极管T2的发射极和与非门IC22的两个输入端；电阻R5的另外一端连接三极管T3的基极；蜂鸣器HA的一端连接电源V。。；蜂鸣器HA的另外一端连接三极管T3的集电极，三极管T3的发射极接地；电阻R4的一端接电源V。。，电阻R4的另一端通过电容C1接地；
[0051]所述与非门IC22的两个输入端并联后与三极管T2的发射极连接,与非门IC22的输出端与与非门IC23的一个输入端连接，与非门IC23的另一个输入端和与非门IC24的输出端连接，与非门IC23的输出端和与非门IC24的一个输入端连接，与非门IC24的另一输入端分别和电阻R4、电容C1连接；与非门IC24的输出端Rd与检测速度控制电路I中IC7的Rd连接。
[0052]如图6所示，所述取样比较放大电路4包括:32个运算放大器IC2citl-1C231，每个运算放大器的同相输入端分别通过电阻Rac1-Ra31按顺序对应连接到开路错位检测电路3中电缆插座Connecter-A的A1-A32端，每个运算放大器的反相输入端分别通过电阻Rbc1-Rb31按顺序对应连接到检测时序控制电路2中电缆插座Connecter-B的B1-B32端，每个运算放大器的输出端分别通过电容Cltl-C131接地，每个运算放大器的输出端还分别通过电阻Rftl-Rf31与自身的反向输入端连接，所述运算放大器的同相输入端还分别通过电阻Rltl-Rm接地；运算放大器IC2cic1-1C2tl7的输出端Vtl-V7分别与A/D模数转换电路7中IC2的Vtl-V7端口连接，运算放大器IC2tl8-1C215的输出端V8-V15分别与A/D模数转换电路7中IC2的Vtl-V7端口连接，运算放大器IC216-1C223的输出端V16-V23分别与A/D模数转换电路7中IC2的Vtl-V7端口连接，运算放大器IC224-1C231的输出端V24-V31分别与A/D模数转换电路7中IC2的Vtl-V7端口连接。
[0053]如图7所示,所述A/D模数转换电路7与所述CPU处理单元5包括:模数转换芯片IC2、单片机芯片IC3、非门IC4、与非门IC5、与非门IC6组成。
[0054]所述单片机芯片IC3的Pl.0端分别和与非门IC5的一个输入端及与非门IC6的一个输入端连接，单片机芯片IC3的Pl.0端还与检测速度控制电路I中IC7的输出端CP连接，与非门IC5的另一个输入端分别与模数转换芯片IC2的START端和ALE端连接，与非门
IC5的输出端与单片机芯片的M ,彳连接，与非门IC6的另一个输入端与单片机芯片IC3的而:端连接，与非门IC6输出端与模数转换芯片IC2的OUT端连接，模数转换芯片IC2的EOC
端和非门IC4的输入端连接，非门IC4的输出端与单片机芯片的端连接；
[0055]所述单片机芯片IC3的XTALl端分别与电容C5的一端和晶体振子X的一端连接，单片机芯片IC3的XTAL2端分别与电容C4的一端和晶体振子X的另一端连接，电容C4的另一端和电容C5的另一端相连并接地；单片机芯片IC3的Pl.7端与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另外一端通过电容C3接电源Ncc,所述电阻R8的另外一端还接地，单片机芯片IC3
的石/EPP端通过电阻R9接电源V。。，单片机芯片IC3的Vcc端接电源，单片机芯片IC3的6冊端接地，单片机芯片IC3的|￡7而^.端与存储/计数控制电路8中IC9的ALE端连接；
[0056]所述模数转换芯片IC2的Ncc和VREF+端口均接电源，模数转换芯片IC2的GND端口接地，模数转换芯片IC2的VREF-接0V，模数转换芯片IC2的ADDA、ADDB, ADDC分别对应与存储/计数控制电路8中IC8的Q0、Q1、Q2端口连接，模数转换芯片IC2的2^-2.8端分别与单片机芯片IC3的P0.0-P0.7对应连接，模数转换芯片IC2的Fj—8端分别与存储/计数控制电路8中IC9的D0-D7对应连接。
[0057]所述模数转换芯片IC2中的IN0-1N7端分别与所述取样比较放大电路4中运算放大器的输出端Vtl-V7连接，将模拟信号转化为8位数字输出信号，并通过模数转换芯片IC2中的2_L2_8端分别对应传送给单片机芯片IC3的D0-D7端口和存储/计数控制电路8中IC9的D0-D7端口。32路模拟输出信号共需要4块模数转换芯片进行模数转换；单片机芯片IC3的P0.0?P0.7端口接收模数转换芯片输出的8位数字信号后进行处理，并将处理结果输出到存储/计数控制电路8中锁存器IC9内备用。
[0058]如图9所示，所述存储/计数控制电路8包括:计数器IC8和锁存器IC9,锁存器IC9的D0-D7端口分别与单片机芯片IC3的P0.0?P0.7端口和模数转换芯片IC2的D0-D7对应连接，计数器IC8的CP端与检测速度控制电路I中IC7的OUT端连接，计数器IC8的输出端ADDA、ADDB和ADDC分别与模数转换芯片IC2的ADDA、ADDB和ADDC对应连接，计数器IC8的输出端ADDA与锁存器IC9的QO端连接，计数器IC8的输出端ADDB与锁存器IC9的Ql端连接，计数器IC8的输出端ADDC与锁存器IC9的Q2端连接，在CP脉冲信号控制下计数器IC8通过Q0-Q2端输出二进制8位计数信号。
[0059]如图8所示，所述检测速度控制电路I包括:555电路IC7、电阻Rltl、可变电阻Rn、电容C6和电容C7 ；
[0060]555电路IC7的VCC端接电源，555电路IC7的Vcq端通过电容C7接地，555电路IC7的Disc端分别与电阻Rltl和可变电阻R11的一端连接，电阻Rltl的另一端接电源，可变电阻R11的另一端分别与电容C6的一端、555电路IC7的TR端和555电路IC7的TH端连接，电容C6的另一端接地，555电路IC7的END端接地；
[0061]555电路IC7中的Rd端与故障判断告警电路6中的与非门IC24的输出端连接，555电路IC7的OUT端分别与存储/计数控制电路8中IC8的CP端、A/D模数转换电路7中单片机芯片IC3的Pl.0端口、检测时序控制电路2中D触发器的CP端连接，提供同步时钟控制信号。
[0062]如图10所示,所述液晶显示模块9包括:12864型液晶显示模块J1、电阻R12和电阻 R13。
[0063]液晶显示模块Jl的VDD接系统电源\c,液晶显示模块Jl的Vss接系统地。液晶显示模块Jl的BD0-BD7与单片机芯片IC3的P0.0?P0.7端口对应连接，液晶显示模块Jl的CS1、CS2、RSTB分别与单片机芯片IC3的Pl.2,Pl.3和Pl.4端口连接，液晶显示模块Jl的D/1、R/W、E端分别与单片机芯片IC3的Pl.5、Pl.6和Pl.7端口连接，液晶显示模块Jl的BLE端与单片机IC3的P3.7端口连接，液晶显示模块Jl的VO端分别与电阻R12、电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端与液晶显示模块Jl的VOUT端连接。
[0064]在片选信号CS1、CS2、读写信号R/W、数据方向信号D/Ι的协调控制下，液晶显示模块Jl接收来自单片机芯片的8位并行传输的指令及数字信号。液晶显示模块Jl的BLE脚接背光电源，液晶显示模块按照单片机芯片IC3的指令要求分别显示32路电缆芯线的等效电阻值，以及是否满足设置的规范要求状态。
[0065]通信电缆端子压接后阻抗分析
[0066]在企业实际工艺设计中，按照需求电缆长度的2倍进行裁剪，然后在两端分别压接端子，要求端子编号一一对应。端子压接后，两个端子分别插接到端子座上进行测量。其测试回路的等效电阻如下图1所示:
[0067]图1中，Rn是端子与插座插接后的接触电阻，Rt2是端子与铜线压接后的压接电阻，Rt3是电缆铜线的电阻，Rt是测试回路总等效电阻。
[0068]由于32芯数字通信电缆通常在数字程控交换机机房内使用，根据不同机房布局要求，其单根电缆长度常用在2?20m范围内，则两倍长度为4?40m。因此，在压接端子后测试电缆允许的最大电阻值如表所示。
[0069]
电缆长度/m Rn/mQRt2/mQRt3/mQRT/mQ
4 36X21.5X2592667
30 36X21.5X244404515
40 36X21.5X259206670
[0070]通过上述分析可知，需要检测的电缆等效阻抗范围较宽，在667?6670πιΩ之间，而设计检测仪器时根据电缆芯线压接设备、工艺技术水平和电缆在数字信号通信中的损耗要求，我们确定以等效电阻8Ω为基准。超过8Ω为不合格，通常芯线开路、错位时期等效电阻为30ΜΩ以上,远远大于8Ω。
[0071]压接后电缆的质量缺陷
[0072]电缆端子压接后的质量缺陷分为电特性缺陷和外观缺陷两大类。电特性缺陷包括电阻值Rt超出标准要求，产生的原因有一下三个方面:
[0073](I)端子插接后接触电阻超标准。由于每天测量的电缆数量很多，端子插座经过反复多次插拔后，弹性金属片产生机械疲劳，弹性系数降低，引起接触电阻超标准。
[0074](2)端子压接电阻超标准。一是因为压接时的压力不够，没有将导线压紧导致压接端子超标准。二是由于导线或端子的压接部位缺陷(氧化、变形、污物等)导致。
[0075](3)电缆铜导线电阻超标准。电缆中铜导线纯度达不到标准要求、线径小于标称值或局部损伤等都会引起导线电阻增大。
[0076]所以，仅仅采取压力检测或光学检测，很难将全部电特性缺陷检查出来。
[0077]压接后的外观缺陷对质量相对影响较小，一般采取目视或用放大器进行检查即可，这类缺陷在工艺保障情况下一般不会发生。
[0078]图2中，速度检测控制、检测时序控制、开路错位检测、基准选择控制、故障判断告警电路6构成快速检测单元。取样比较放大、A/D模数转换、CPU处理、存储/计数控制、液晶显示模块构成精密检测单元。
[0079]根据图3至图10电路工作原理可知，将压接后的电缆两端子(公)分别插于测试仪的A插座和B插座。
[0080]可靠性设计分析
[0081]在快速检测过程中，决定检测可靠性的关键元器件有两组。其中，Rbl?Rb32、Rel?Re32> Tbi?TB32、IC301?IC332的相关参数误差大小对三极管Tb的基极在高电平时能否进入饱和状态，保证Vces ^ 0.1V至关重要，R1^ Is^Rcl?Re32Jel?De32、IC101?IC132相关参数误差决定了 ICltll?IC132的输入端A1?A32低电平能否可靠。
[0082]设计恒流源Is提供10±0.5mA的工作电流，三极管Tb选用2N9014，其Vces ^ 0.1±0.05V 时基极输入电流应芎 1mA。Rbl ?Rb32 = 2.1KΩ ±5 %，Rel ?Re32 =33 Ω ±5%，IC3tll?IC332选择TTL结构的D触发器，其输出最小高电平为3.8V，输出电流为I?6mA。则Ib电流由计算下列公式可得到。
V -V -1R
[0083]Ib = ^Λ.Rb
[0084]应用最坏情况设计法和上述公式可得到基极电流最小值Ibmin为:
「 ?3.8— 0.7 -10.5 X 34.65 χ 1,._r m、卞曰
[0085]A,,,,in =--= 1.24υ?ζ/1 > 可见 Ibniin 大于 1mA，g匕够保证在珉
2.205x10
低高电平电压时三极管Tbi?Tb32处在饱和状态且V_ ^ 0.1V，饱和压降测试条件为Ic =10mA, Ib = 1mA, Hfe = 80。
[0086]在检测电路与端子导通时应保证ICltll?IC132的输入端A1?A32电平\ ^ 0.7V,如果超过0.7V可能引起ICltll?IC132输出端为高电平而产生误判。Va由下列公式可计算出。
[0087]Va = Vces+Ie.(Re+RT)
[0088]应用最坏情况设计法和公式可得到Va的最大值VAmax为:
[0089]Vaiiim = 0.15+10.5 X (34.65+8) X I(T3 = 0.598 (V)Vitaiax 小于 0.7V,能够保证电缆端子压接质量符合标准要求前提下被检测通过。
[0090]精密检测解决误判问题。根据技术标准要求，针对不同长度电缆设置标准等效电阻Rt，在图1中的A1?A32和图2中的B1?B32点分别对应取样，分析计算Rt数值，以此判定是否合格。如果点VA>0.7V则按照快速检测程序直接判定不合格。根据国家相关标准和电缆长度、线径等可确定允许的最大直流等效电阻可用下列公式进行计算:
[0091 ] Rt = 2 X (RT1+RT2) +Rt3
[0092]对线径为0.4mm铜芯线电缆而言，Rn = 36mΩ , Rt2 = 1.5ηιΩ，4m?40m对应的Rt3 = 592?5920m Ω。通过上述公式可知，Rt的取值范围是667?6670m Ω。设计时按照500 ?8000m Ω 考虑。
[0093]精密检测取样电路由图3、图4和图6共同构成。
[0094]在图2、图3中，当电缆没有开路、错位质量故障时，Atl?A31端的电缆等效电阻Rt含8000m Ω时，对Atl?A31端分别取样进行精密测量。在综合考虑ICltltl?IC131输入端低电平应S 0.7V和图2中运算放大放大器输入灵敏度兼容情况下，取恒流源Is的输出电流为 10±0.5mA, Rel ?Re32 = 33 Ω ±5%，Vces ^ 0.1±0.05V。由图 2、图 3 分析可知:
[0095]Va = Is.(RT+Re) +Vces
[0096]Vb = Is.Re+Vces
[0097]因此可以计算出Va采样取值范围是0.353?0.598V，Vb的采样取值范围是0.348?0.384V。为此图6中选用0PA335运算放大器，其输入电压范围是O?3V(单电源供电时)，最大输入失调电压5 μ V。图6中运算放大器输出电压Vtl?V31可由下列公式计笪
ο
Rb +Rf R..ν, K,
[0098]V =」~^(」~上—~~
Rb R 丨+ 尺' Rb + R,
[0099]由于0PA335的最大输入失调电流是70pA，在设计中控制最大输入电流在0.1?ImA之间，选择Ra = Rb = 2k Ω ±5% ,R1 = Rf = 33k Ω ±5%，电压增益为16.5，输出电压范围O?3.6V。
[0100]在图7中，A/D转换电路模数转换的输入端IN0-1N7分别与图6中运算放大器的输出端\?V7连接，将模拟信号转化为8位数字输出信号，并传送给单片机的DO?D7端口，由单片机进行分析运算。32路模拟输出信号共需要4块模数转换电路进行模数转换。单片机P0.0?P0.7端口接收模数转换输出的8位数字信号后进行分析运算，并将运算结果输出到74LS373锁存器中备用。
[0101]存储与计数控制电路设计如图9所示。图中，74LS373锁存器的D0-D7端口分别与图7中单片机和模数转换的D0-D7对应连接，74LS163构成8位计数器，其输出端ADDA?ADDC分别与图7中模数转换的ADDA?ADDC对应连接。通过计数器同步控制模数转换、数据存储和分析计算。
[0102]标准等效电阻值确定
[0103]端子压接后电缆等效电阻的标准值因电缆长度不同而有差异。可采用预先设定标准值和自动确定标准值两种方法。对线径为0.4mm铜芯线电缆，预先设置标准值可按照下列公式进行计算:
[0104]Rt 标准=75+148.L
[0105]式中L是电缆长度，单位m，Rt?的单位是πιΩ。
[0106]自动确定标准值方法是以正常工艺在质量稳定情况下，将首根检验的压接端子的电缆作为样品，对32个芯线等效电阻进行自动检测对比，选取其中的最少值，然后进行乘以系数1.05作为标准值。
[0107]批量检测结果
[0108]分别对6米和20米压接端子的电缆共238根进行精密检测，检测结果如表所示。
[0109]
长度/m 数量/根标准值/mQ 平均值/mQ 最大值/mQ 不合格数/丰艮 68596396120838
2015330353032452121
[0110]通过精密检测发现，Rt平均符合标准要求。6m电缆的不合格率为9.41%，20m电缆的不合格率为13.73%, 0对超标准不合格的29根电缆进行解剖分析，发现接触电阻超标14根，压接电阻超标9根，缆线电阻超标6根。通过对等效电阻超标产生的原因进行分析，针对性制定工艺改进措施后，经过精密检测不合格率小于1.1 %，能够满足生产质量要求。
[0111]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，其特征是，包括:检测速度控制电路，所述检测速度控制电路与检测时序控制电路连接，所述检测时序控制电路与开路错位检测电路连接，所述开路错位检测电路与故障判断告警电路连接；所述检测时序控制电路还与取样比较放大电路连接，所述取样比较放大电路与A/D模数转换电路连接，所述A/D模数转换电路分别与存储/计数控制电路和CPU处理单元连接，所述存储/计数控制电路分别与CPU处理单元和液晶显示模块连接，所述CPU处理单元和液晶显示模块连接。
2.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，其特征是，所述开路错位检测电路包括:恒流源Is，所述恒流源Is的一端与电源V。连接，所述恒流源恒流源Is的另外一端通过滑动变阻器R1与32条芯线连接，所述每一条与滑动变阻器R1连接的芯线上均依次设有电阻R。”和发光二极管Dcd，所述发光二极管Dcd的正极与电阻Rcd连接，所述发光二极管Dcd的负极均通过依次连接的与门ICli和发光二极管Dtji与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另外一端与故障判断告警电路中三极管T2的基极T2b端连接在一起，以控制三极管T2导通或截止，所述发光二极管Dtji的正极与与门ICli的输出端连接，所述与门ICli的两个输入端分别与Qi和发光二极管Dcd的负极连接，其中，i = 1，2，……，32 ;检测时，被检测电缆一端的压接端子插入电缆插座Connecter-A中形成牢固连接。
3.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，其特征是，所述检测时序控制电路包括:检测时，被检测电缆另一端的压接端子插入电缆插座Connecter-B中形成牢固连接，电缆32条芯线中的每一个芯线通过三极管TBi和D触发器IC30i连接，D触发器IC3tli与的输入端ID与与非门IC21的输出端连接，所述与非门IC21的输入端Tle与故障判断告警电路中三极管T1的发射极Tle连接，所述三极管Tm的基极通过电阻Rbi与D触发器IC3tli的输出端连接，所述三极管TBi的基极还通过电阻Rbi与二极管Dbi的正极连接，二极管Dbi的负极与故障判断告警电路中三极管T1的基极Tlb连接，所述二极管Dbi的正极与通过电阻Rbi与三极管TBi的基极连接，所述三极管Tm的集电极通过电缆插座Connecter-B与电缆的每一个芯线连接,所述三极管TBi的发射极通过电阻Rei与地连接；第32个三极管Tb32的集电极还电阻R3与发光二极管D1的负极连接，发光二极管D1的正极连接电源V。。；所述D触发器IC3tll的输出端和D触发器IC3tl2输入端ID连接，32个D触发器的非输出端连在一起，32个D触发器的脉冲控制端CP连接在一起与检测速度控制电路中IC7的输出端CP连接。
4.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，其特征是，所述故障判断告警电路包括:三极管T1、三极管T2、三极管T3,电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7,电容C1、电容C2，蜂鸣器HA，与非门IC22、与非门IC23、与非门IC24;所述三极管T1的基极Tlb与检测时序控制电路中二极管Dw的负极Tlb连接，所述三极管T1的发射极Tle与检测时序控制电路中与非门IC21的输入端Tle连接，所述三极管T1的集电极与电源V。。连接，所述三极管T1的发射极T16还通过电阻R7接地； 三极管T2的基极T2b端通过电容C2接地，三极管T2的基极T2b端还与开路错位检测电路中电阻R2的T2b端连接；三极管T2的集电极连接电源V。。；三极管T2的发射极通过电阻R6接地；电阻R5的第一端分别接三极管T2的发射极和与非门IC22的两个输入端；电阻R5的另外一端连接三极管T3的基极；蜂鸣器HA的一端连接电源V。。；蜂鸣器HA的另外一端连接三极管T3的集电极，三极管T3的发射极接地；电阻R4的一端接电源V。。，电阻R4的另一端通过电容C1接地； 所述与非门IC22的两个输入端并联后与三极管T2的发射极连接,与非门IC22的输出端与与非门IC23的一个输入端连接，与非门IC23的另一个输入端和与非门IC24的输出端连接，与非门IC23的输出端和与非门IC24的一个输入端连接,与非门IC24的另一输入端分别和电阻R4、电容C1连接；与非门IC24的输出端Rd与检测速度控制电路中IC7的Rd连接。
5.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，其特征是，所述取样比较放大电路包括:32个运算放大器IC2citl-1C231，每个运算放大器的同相输入端分别通过电阻RActRA31按顺序对应连接到开路错位检测电路中电缆插座Connecter-A的A1-A32端，每个运算放大器的反相输入端分别通过电阻Rbc1-Rb31按顺序对应连接到检测时序控制电路中电缆插座Connecter-B的B1-B32端，每个运算放大器的输出端分别通过电容Cltl-C131接地，每个运算放大器的输出端还分别通过电阻Rftl-Rf31与自身的反向输入端连接，所述运算放大器的同相输入端还分别通过电阻Rltl-R131接地；运算放大器IC2tic1-1C2ci7的输出端Vtl-V7分别与A/D模数转换电路中IC2的Vtl-V7端口连接，运算放大器IC2tl8-1C215的输出端V8-V15分别与A/D模数转换电路中IC2的Vtl-V7端口连接，运算放大器IC216-1C223的输出端V16-V23分别与A/D模数转换电路中IC2的Vtl-V7端口连接，运算放大器IC224-1C231的输出端V24-V31分别与A/D模数转换电路中IC2的Vtl-V7端口连接。
6.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，其特征是，所述A/D模数转换电路与所述CPU处理单元包括:模数转换芯片IC2、单片机芯片IC3、非门IC4,与非门IC5、与非门IC6组成； 所述单片机芯片IC3的Pl.0端分别和与非门IC5的一个输入端及与非门IC6的一个输入端连接，单片机芯片IC3的Pl.0端还与检测速度控制电路中IC7的输出端CP连接，与非门IC5的另一个输入端分别与模数转换芯片IC2的START端和ALE端连接，与非门IC5的输出端与单片机芯片日端连接，与非门IC6的另一个输入端与单片机芯片IC3的端连接，与非门IC6输出端与模数转换芯片IC2的OUT端连接，模数转换芯片IC2的EOC端和非门IC4的输入端连接，非门IC4的输出端与单片机芯片的//V7'6>端连接; 所述单片机芯片IC3的XTALl端分别与电容C5的一端和晶体振子X的一端连接，单片机芯片IC3的XTAL2端分别与电容C4的一端和晶体振子X的另一端连接，电容C4的另一端和电容C5的另一端相连并接地；单片机芯片IC3的Pl.7端与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另外一端通过电容C3接电源\c，所述电阻R8的另外一端还接地，单片机芯片IC3的石/i//5/3端通过电阻R9接电源单片机芯片IC3的Ncc端接电源，单片机芯片IC3的GND端接地，单片机芯片IC3的/IL￡/f^OG端与存储/计数控制电路中IC9的ALE端连接； 所述模数转换芯片IC2的V。。和VREF+端口均接电源，模数转换芯片IC2的GND端口接地，模数转换芯片IC2的VREF-接0V，模数转换芯片IC2的ADDA、ADDB, ADDC分别对应与存储/计数控制电路中IC8的Q0、Q1、Q2端口连接，模数转换芯片IC2的fj—8端分别与单片机芯片IC3的P0.0-P0.7对应连接，模数转换芯片IC2的2^-2.8端分别与存储/计数控制电路中IC9的D0-D7对应连接； 所述模数转换芯片IC2中的IN0-1N7端分别与所述取样比较放大电路中运算放大器的输出端％17连接，将模拟信号转化为8位数字输出信号，并通过模数转换芯片IC2中的2^-2^8端分别对应传送给单片机芯片IC3的D0-D7端口和存储/计数控制电路中IC9的D0-D7端口 ；32路模拟输出信号共需要4块模数转换芯片进行模数转换；单片机芯片IC3的P0.0?P0.7端口接收模数转换芯片输出的8位数字信号后进行处理，并将处理结果输出到存储/计数控制电路中锁存器IC9内备用。
7.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，其特征是，所述存储/计数控制电路包括:计数器IC8和锁存器IC9，锁存器IC9的D0-D7端口分别与单片机芯片IC3的P0.0?P0.7端口和模数转换芯片IC2的D0-D7对应连接，计数器IC8的CP端与检测速度控制电路中IC7的OUT端连接，计数器IC8的输出端ADDA、ADDB和ADDC分别与模数转换芯片IC2的ADDA、ADDB和ADDC对应连接，计数器IC8的输出端ADDA与锁存器IC9的QO端连接，计数器IC8的输出端ADDB与锁存器IC9的Ql端连接，计数器IC8的输出端ADDC与锁存器IC9的Q2端连接，在CP脉冲信号控制下计数器IC8通过Q0-Q2端输出二进制8位计数信号。
8.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，其特征是，所述检测速度控制电路包括:555电路IC7、电阻Rltl、可变电阻Rn、电容C6和电容C7 ； 555电路IC7的VCC端接电源，555电路IC7的Vro端通过电容C7接地，555电路IC7的Disc端分别与电阻Rltl和可变电阻R11的一端连接，电阻Rltl的另一端接电源，可变电阻R11的另一端分别与电容C6的一端、555电路IC7的TR端和555电路IC7的TH端连接，电容C6的另一端接地，555电路IC7的END端接地； 555电路IC7中的Rd端与故障判断告警电路中的与非门IC24的输出端连接，555电路IC7的OUT端分别与存储/计数控制电路中IC8的CP端、A/D模数转换电路中单片机芯片IC3的Pl.0端口、检测时序控制电路中D触发器的CP端连接，提供同步时钟控制信号。
9.如权利要求1所述的一种多芯线电缆端子压接质量精密检测装置，其特征是，所述液晶显示模块包括:12864型液晶显示模块Jl、电阻R12和电阻R13 ； 液晶显示模块Jl的VDD接系统电源\c,液晶显示模块Jl的Vss接系统地；液晶显示模块Jl的BD0-BD7与单片机芯片IC3的P0.0?P0.7端口对应连接，液晶显示模块Jl的CS1、CS2、RSTB分别与单片机芯片IC3的Pl.2,Pl.3和Pl.4端口连接，液晶显示模块Jl的D/1、R/W、E端分别与单片机芯片IC3的Pl.5,Pl.6和Pl.7端口连接，液晶显示模块Jl的BLE端与单片机IC3的P3.7端口连接，液晶显示模块Jl的VO端分别与电阻R12、电阻R13的一端连接，电阻R13的另一端接地，电阻R12的另一端与液晶显示模块Jl的VOUT端连接。
【文档编号】G01R27/02GK204008941SQ201420342062
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】丛迎九, 鲁凤莲, 吴希杰, 王亚盛 申请人:威海职业学院, 王亚盛