Устройство для контроля правильности электрического монтажа

 

Изобретение относится к электроизмерениям и позволяет проверить пра1 ильность выполнения электромонта) :пых блоков и жгутов, в том числе правильность намотки витых пар проводов . Контроль правильности.монтажа обычных блоков и жгутов осуществляется сравнением сигналов, сформированных для подачи на объект, с сигналами , поступившими из объекта, что обеспечивается элементами И 5, 10, 11, 12 и анализаторами обрьша 6 и ошибочных соединений 7. В режиме контроля витых пар осуществляются подача с генератора импульсов 16 сигналов высокой частоты на один из проводов витой пары и анализ наведенного сигнала компаратором 14 во втором проводе, Зз. п. ф-лы, 10 илл. 1C Фиг. 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Л0„„1216782 (51) Д G Об F 15/46

i ф(P+ QQ ff 11 Я

1 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.1б

И5,чгОТ - ;, 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3724401/24-24 (22) 06.04.84 (46) 07.03.86. Вюл. У 9 (7l) Рижское ордена Ленина производственное объединение ВЭФ им. В.И.Ленина (721 P).И. Люверович (53) 681.326 ° 7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 6?74?4, кл. 0 01 В 31/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 917:188, кл. G 06 Р 15/46> 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРАВИЛЬНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО Г1ОНТАЖА (57) Изобретение относится к электроизмерениям и позволяет проверить правильность выполнения электромонтажных блоков и жгутов, в том числе правильность намотки витых пар проводов. Контроль правильности монтажа обычных блоков и жгутов осуществляется сравнением сигналов, сформированных для подачи на объект, с сигналами, поступившими из объекта, что обеспечивается элементами И 5, 10, 11, 12 и анализаторами обрыва 6 и ошибочных соединений 7. В режиме контроля витых пар осуществляются подача с генератора импульсов 16 сигналов высокой частоты на один из проводов витой пары и анализ наведенного сигнала компаратором 14 во втором проводе. Зз. п. ф-лы, 10 илл.

1 12!

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может найти применение в установках для технологического контроля монтажа блоков, жгутов, печатных плат.

Цель изобретения — расширение области применения устройства.

На фиг. 1 представлена схема уст" ройства; на фиг. 2 - схема анализатора обрыва; на фиг. 3 - схема анализатора ошибочных соединений; на фиг. 4 — схема элемента несовпадения; на фиг. 5 — схема четвертого элемента И; на фиг. 6 — схема ампли" тудного детектора, входящего в состав компаратора; на фиг. 7 — схема блока переключения; на фиг, 8 — схема блока индикации; на фиг. 9 - схема ключа питания; на фиг. 10 - диаграммы работы устройства.

Устройство содержит (фиг, !) генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 опроса, коммутатор 3 опроса, проверяемый блок 4, первые элементы И 5 -5„, анализатор 6 обрыва, анализатор 7 ошибочных соединений, элемент НЕ 8, элемент 9 несовпадения, вторые элементы И 10, -10„, третьи элементы И 11„ -11, четвертые элементы И 12 -12„, аналоговый коммутатор 13, компаратор 14, блох 15 переключения, генератор 16 импульсов, блок 17 индикации и ключ 18 питания.

Анализатор 6 содержит (фиг. 2) элементы -HE 19„ -19 и 20, элементы НЕ 21„ -21к . Анализатор 7 содержит (фиг. 3) элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 22, -22„, элементы НЕ 23„-23 и 24„-24, элементы И-НЕ 25„-25„ и 26.

Элемент 9 содержит (фиг. 4) элемент НЕ 27 и элемент И 28.

Четвертые элементы И 121-12„ содержат (фиг ° 5) элемент ИЛИ-НЕ 29 и транзисторный ключевой каскад 30.

Компаратор 14 предназначен для выявления соответствия измеряемого напряжения заданному диапазону. На входе компаратора установлен амплитудный детектор, который содержит (фиг. 6) диоды 31 и 32, RC-фильтр, состоящий из конденсаторов 33, 35 и резистора 34.

Блок 15 содержит (фиг. 7) третий управляющий ключ 36, НБ-триггеры 37 и 38, первый управляющий ключ 39, узлы 2-2И-2ИЛИ 40 и 41

6782 2 фронтальный D-триггер 42, элементы ИЛИ 43 и 44, элемент И 45, второй управляющий ключ 46.

Генератор 16 аналогичен генератору 1, но имеет более высокую частоту выходных импульсов.

Блок 17 индикации содержит (фиг. 8) цепочки светодиодов 47—

47„, ограничительные резисторы 48—

I0 48п, транзисторы 49„-49„°

Ключ 18 питания содержит (фиг.9) разделительные диоды 50„ -50„, транзисторный ключ 51 и согласующий элемент 52.

IS Устройство работает следующим образом.

Контролируемый блок 4 подключается к входам-выходам устройства. В исходном состоянии генератор 1 ос20 тановлен сигналом логического нуля с второго выхода блока 15. Выбирается режим работы устройства. Первый режим — проверка правильности монтажа на отсутствие обрывов, замы25 каний и перепутанных проводов. Второй режим — контроль правильности монтажа витых пар проводов в жгутах.

Контроль в первом режиме начинается нажатием на первый управляющий ключ 39 блока 15. С его выхода сигнал в виде короткого импульса поступает на первый вход элемента ИЛИ 43, $ -вход RS -триггера 37 и к -вход !!9-триггера Зф. С выхода

R S-триггера 37 сигнал логической единицы обеспечивает прохождение сигналов с выхода элемента 9 несовпадения через узел 2-2И-2ИЛИ 41 на Э -вход фронтального 3 -триггера 42, а также импульсов с выхода генератора 1 через узел 2-2И-2ИЛИ 40 на С-вход D-триггера 42.

С выхода элемента ИЛИ 43 импульс сбрасывает счетчик 2, а также через элемент ИЛИ 44 устанавливает D-триггер 42 в единичное состояние, который разрешает запуск генератора 1.

С выхода RS-триггера 38 уровнем

50 логического нуля запрещена подача сигналов через узлы 2-2И-2ИЛИ 40 и 41 с выхода счетчика 2 и компаратора 14.

После установки счетчика 2 в ну левое состояние и прихода первого импульса от генератора 1 код с выходов счетчика 2 поступает на входы коммутатора 3, что вызывает появле1216782 ние сигнала опроса на его первом выходе.

Так как контролирующим сигналом является сигнал логического нуля, рассмотрение работы устройства происходит в отрицательной логике. Это значит, что элементы 5„-5,10, -1Ом, 111 в 11, 12„- 12Ä, представляющие собой в положительной логике элементы ИЛИ, в отрицательной логике представляют собой элементы И.

Это относится тоже к анализатору 6, который в положительной логике представляет собой элемент И-НЕ, а в отрицательной логике — ИЛИ-HE.

Сигнал опроса, пройдя через первый элемент И 12 „ и через контролируемый блок 4 поступает на первый вход второго элемента И 10 1. На второй вход элемента И IO„ поступает сигнал опроса непосредственно с выхода четвертого элемента И 12„. На выходе второго элемента И 10 „ присутствует сигнал логического нуля.

На всех других выходах вторых элементов И 10 — !Ом присутствует сигнал логической единицы, так как только наличие на обоих входах второго элемента И 10, сигналов "логический нуль" дает на выходе этого элемента сигнал логического нуля.

Такое состояние сигналов на выходах вторых элементов И 10„ — 10 соответствует ситуации, когда в проверяемом блоке 4 в первой контролируемой цепи неисправность типа обрыв отсутствует.

Сигналы с выходов вторых элементов И 10„ — 10 поступают на входы анализатора 6. Анализатор 6 функционально представляет собой элемент

ИЛИ-НЕ для сигнала логического нуля, присутствующего в рассматриваемый момент времени, на выходе второго элемента И 10, На выходе анализатора 6 присутствует сигнал логической единицы, что соответствует отсутствию неисправности типа обрыв.

Если в проверяемом блоке 4 в первой контролируемой цепи цепь окажется оборванной, то это вызовет появление на первом входе второго элемента И 10 „ сигнала логической единицы и соответственно на его входе появится сигнал логической единицы.

Анализатор 6 при.этом формирует на выходе сигнал логического нуля, свидетельствующий о неисправности.

10 !

Сигнал с выхода анализатора 6 поступает на вход элемента НЕ 8 и на один из входов элемента 9 несовпадения, а именно, на вход элемента И 28.

Сигнал неисправности в виде логического нуля с выхода элемента 9 несовпадения поступает на первый вход блока 15.

Рассмотрим теперь функционирование анализатора 7. На входе этого блока находятся двухвходовые элементы ИСКЛИЧАН)Ц ЕЕ ИЛИ 22 -22„. На един вход каждого из двухвходовых элементов поступает сигнал непосредственно с выходов коммутатора 3, а на другой вход — сигнал с выходов четвертых элементов И 12.

На элемент 22, (фиг. 3 ) поступают два сигнала логического нуля: один с выхода элемента И 12 » дру» гой — с первого выхода коммутатора 3.

На все остальные элементы 2? -22> поступают сигналы логической единицы. При совпадении двух сигналов на входах каждого элемента 221-22 1 на выходе будет присутствовать сигнал логического нуля, в противном случае — сигнал логической единицы, Таким образом, в случае отсутствия замыкания между первой контролируемой цепью проверяемого блока 4 и любой другой, на выходах элементов 22, -22 будут присутствовать сигналы логического нуля. С выходов элементов 22>-22> сигналы поступают на элементы 23-26, которые формируют сигнал логического нуля свидетельствующий об отсутствии неисправности. В случае, если контролируемая цепь, т.е. цепь, на которую подается сигнал опроса, ошибочно соединена с какой-то другой, то на входе, соответствующего этой ошибочно подсоединенной цепи, элемента 22. будут присутствовать разноименные сигналы — сигнал логической единицы с выхода коммутатора 3 для неопрашиваемой цепи и сигнал логического нуля от замыкания с опрашиваемой цепью.

В результате появления разноименных сигналов на входе хотя.бы одного элемента схемы ИСКЛЮЧА10ЩЕЕ ИЛИ 22 на его выходе появится сигнал логи» ческой единицы.

Этот сигнал, проходя через элементы 23-26, поступает на выход ана1216782 лизатора 7, где принимает уровень логической единицы, свидетельствующий о наличии ложного соединения.

Сигнал 113амыкание" с выхода анализатора 7 поступает на второй вход элемента 9 несовпадения, с которого сигнал неисправности в виде логического нуля с выхода элемента 9 несовпадения поступает на четвертый вход блока 15.

В случае обнаружения неисправности счетчик 2 и коммутатор 3 сохраняют свое текущее состояние. Элемент индикации - светодиод в блоке 17 индикации, подключенный к выходу определенного четвертого элемента И 12) - 12„, на котором произошел останов, загорается и указывает номер неисправной цепи.

При работе в первом режиме сигнал с четвертого выхода блока 15 поступает на вход ключа 18, проходит через согласующий элемент 52, и открывает транзистор 51. Напряжение питания Е поступает через открытый транзистор 51 через разделительные диоды 50 - 50 на третьи входы блока 17. Этим обеспечивается работа индикации вне зависимости от состояния транзисторов 49q — 49< .

Блок 15 сигнал, поступающий с выхода элемента 9 несовпадения по положительному фронту импульса с генератора, записывает во фронтальный Э-триггер 42. В случае неисправности вЭ -триггер 42 записывается нуль, и сигнал с второго выхода блока 15 останавливает генератор.

При отсутствии неисправности элемент 9 несовпадения выделяет сигнал логической единицы, которая не изменяет единичного состояния

3-триггера 42. Генератор 1 отрицательным фронтрм импульса увеличивает содержание счетчика 2 на единицу. Коммутатор 3 выдает сигнал опроса на следующий выход и работа устройства продолжается.

На фиг. 10 диаграмма ц показывает работу генератора 1 и указаны моменты записи информации "Строб с элемента 9 несовпадения в Э -триггер 42. Диаграммы 8 и g показывают схему состояний первого и второго разрядов счетчика 2. Диаграммы 2 и fj показывают сигналы с выхода элемента 9 несовпадения на первом

5

45 и втором шагах контроля в случае от. сутствия неисправностей и моменты времени, когда осуществляется запись этой информации в Э -триггер 42.

В случае останова контроля в результате ошибки можно продолжить процесс контроля до выявления более полной картины состояния блока 4. Для этого необходимо нажать на третий управляющий ключ 36 в блоке 15. Формируемый им импульс через второй элемент ИЛИ 44 устанавливает3 -триггер 42 в состояние логической единицы, что вызывает запуск генератора 1. В этом случае коммутатор 3 выдает сигнал на свой следующий по порядку выход.

При отсутствии ошибок устройство прекращает контроль на N --м шаге, где И -1 — количество цепей в блоке 4, фиксируя наличие обрыв. Это сделано для того, чтобы упростить устройство избежав программирования счетчика 2, и контролировать изделия с различР ным количеством цепей.

При наличии в контролируемом блоке 4 разветвленных цепей все их контакты, кроме одного, необходимо подключить к входам одного из элементов И 5, с выхода которого сигнал поступает на входы третьих элементов И 11 в соответствии с нумерацией цепей. Это позволяет без ущерба качеству контроля избежать нерегулярности схемы устройства и расширить область применения.

В случае отсутствия ошибок при работе в первом режиме переходят к второму режиму. Для чего нажимают на второй управляющий ключ 46. Второй RS-триггер устанавливается в единичное состояние, а первый Й5-триггер сбрасывается, что разрешает прохождение сигнала с выхода коммутатора 13 через узел 2-2Н-2ИЛИ 41 на.D-вход фронтального3 -триггера 42 и сигнала с выхода первого разряда счетчика 2 через узел 2-2И-2ИЛИ 40 на С-вход фронтального D-триггера 42. Соответственно запрещено прохождение сигналов от элемента 9 несовпадения и сигнала с выхода генератора 1.

С выхода первого элемента ИЛИ 43 сигнал устанавливает в нулевое состояние счетчик 2 и этот же сигнал, пройдя через второй элемент ИЛИ 44, устанавливает в единичное состояние!

67bi

45 рами.

7

12 0 -триггер 42, который запускает генератор 1. Второй RS-триггер 38 с первого выхода блока 15 запускает генератор 16, С четвертого выхода блока 15 появляется сигнал логического нуля, ко торый поступает на вход ключа 18 и запирает транзистор 51. В результате напряжение питания Е не поступает на третьи входы блока 17. Теперь появление сигнала опроса уровнем логического нуля с выходов коммутатора 3 открывает транзисторы 49, которые запитывают только отдельные цепи из резисторов 48 и светодиодов 47 блока 17.

Входы аналогового коммутатора 13 подключены к блоку 4 не по порядку, а лишь к четным контактам, куда выводятся цепи экранирующих проводов, образующих скрученные пары. Управляющие входы аналогового коммутатора 13 подключены к выходам счетчика 2, исключая младший разряд, а к коммутатору 3 подключены все разряды счетчика 2. На фиг. 10 временная диаграмма 9- показывает импульс, в течение времени которого открыт первый канал коммутатора 13.

Счетчик 2 установлен в нулевое состояние, что вызывает появление импульса опроса на первом выходе коммутатора 3, который обеспечивает прохождение импульсов от генератора 16 через элемент И 12„. На фиг.10 диаграмма мс показывает сигнал на выходе элемента И 12,. Этот сигнал, проходя по первому проводу скручен» ной пары проводов, наводит во втором проводе ЭДС.

Амплитудный детектор, входящий в состав компаратора 14, будучи подключен к выходу аналогового коммутатора 13, выделяет высокочастотный сигнал, прошедший на разделительный конденсатор 35. Выпрямленный диодами 31 и 32 (фиг. 10, р, м ) сигнал поступает на конденсатор 33 и заряжает его (фиг. 10 к) . Уровень заряда пропорционален амплитуде входного напряжения, что анализируется компаратором 14. Сигнал с выхода компаратора 14 в момент времени "Строб 2" фиг. 1О 8) по сигна— лу с выхода счетчика 2, поступающего через узел 2-2И-2ИЛИ 40 на С-вход

D-триггера 42, записывается в последний. При отсутствии ошибки, когда

I0 !

35 скрученные пары запаяны правильно, уровень наведенного сигнала в экранирующем проводе находится в пределах допуска компаратора 14. В то же время наведенный сигнал от возбуж" дающего провода, превосходя но уровню сигналы, присутствующие на невоз" бужденных проводах, ниже уровня сиг" нала в возбужденном проводе.

При неисправности, когда витые пары проводов запаяны ошибочно, на выходе компаратора 14 присутствует сигнал логического нуля, который в соответствующий момент времени записывается в 9 -триггер 42, что вызывает останов генераторов 1 и 16.

Останов происходит на следующем канале коммутатора 3. На этом канале производилось измерение сигнала компаратором 14. В блоке 17 при этом

I загорается соответствующий светодиод, указывающий на номер неисправной цепи.

Нажатием на третий управляющий ключ 36 можно продолжить процесс контроля для получения более полной картины о состоянии блока 4.

Останов контроля при отсутствии не- . исправности в витых парах произойдет на а +1 канале, где — количество контролируемых витых пар, в виду того, что на выходе компаратора 14 будет сигнал логического нуля, обусловленный отсутствием входного сигнала аналогичного изображенному на временной диаграмме (фиг. 10 К), что расценивается как неисправность °

Таким образом, устройство за счет введенных элементов и блоков а также определенным образом организованной структуры способно проверять электрический монтаж как обычных блоков и жгутов, так и с разветвленными цепями и витыми паФормула изобретения!. Устройство для контроля правильности электрического монтажа, содержащее генератор тактовых импульсов, соединенный выходом со счетным входом счетчика опроса, вью" ходы которого подключены к адресным входам коммутатора опроса, первые элементы И, анализатор обрыва, анализатор ошибочных соединений, 12!6782

1О элемент НЕ, выход которОго является первым выходом устройства сигнализации наличия обрыва, а вход соединен с выходом анализатора обрыва и первым входом элемента несовпадения, соединенного вторым входом с выходом анализатора ошибочных соединений, служащим вторым выходом устройства сигнализации наличия лишних соединений, вторые и третьи элементы И, соединенные выходами с входами анализатора обрыва, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения, в него введены четвертые элементы И, аналоговый коммутатор,компаратор, блок переключения, генератор импульсов, блок индикации и ключ питания, входы первых элементов И соединены с соответствующими первыми входами устройства, первые входы вторых и третьих элементов И, а также первые входы из кажцой пары входов анализатора ошибочных соединений с первыми входами блока индикации подключены к выходам четвертых элементов И, являющимися информационными

1 выходами устройства, вторые входы блока индикации, вторые входы каждой пары входов анализатора ошибочных соединений и первые входы четвертых элементов И соединены с выходами коммутатора опроса, вторые входы четвертых элементов И подключены к выходу генератбра импульсов, управляющим входом соединенного с первым выходом блока переключения, вто рой выход которого связан с управляющим входом генератора тактовых импульсов, третий выход - с входом сброса счетчика опроса, а четвертый выход - с входом ключа питания, соединенного выходами с третьими входами блока индикации, первый вход блока переключения соединен с выходом элемента несовпадения, второй вход - с выходом генератора тактовых импульсов и счетным входом счетчика .опроса, третий вход - с выходом компаратора, а четвертый вход — с младшим разрядом выходов счетчика опроса, остальные выходы которого соединены с соответствующими адресными входами аналогового коммутатора, соединенного выходом с входом компаратора, а информационными входами — с соответствующими из вторых входов вторых элементов И, все вторые входы которых являются также вхо дами устройства.

10 2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок переключения содержит первый управляющий ключ, выход которого соединен с g -входом первого R S-триггера К -входом второго RS-триггера и первым входом первого элемента ИЛИ, вторым входом соединенного с выходом второго управляющего ключа, R -входом первого и 3-входом второ рого RS-триггеров, прямой выход первого RS-триггера соединен с первыми входами первых элементов И каждого из двух узлов 2-2И-2ИЛИ, прямой вы ход второго RS-триггера соединен с

2S первыми входами вторых элементов И каждого из узлов 2-2И-2ИЛИ и первым входом пятого элемента И, первый вхоц блока соединен с вторым входом первого элемента И первого узла

2-2И-2ИЛИ, второй вход — с вторым входом первого элемента И второго узла 2-2И-2ИЛИ, третий вход — с вторым вхоцом второго элемента И первого узла 2-2И-2ИЛИ, а четвертый входс вторым входом второго элемента И

35 .второго узла 2-2И-2ИЛИ, выходы узлов 2-2И-2ИЛИ соединены соответственно с входами ) и С фронтального

D-триггера, выход пятого элемента И является первым выходом блока, второй .вход пятого элемента И соединен с прямым выходом фронтального ) -триггера, который является вторым выходом блока, 5 -вход фронтального

5 -триггера соединен с выходом второго элемента ИЛИ, первым входом подключенного к выходу третьего управляющего ключа, вторым входом— к выходу первого элемента ИЛИ, являющегося третьим выходом блока, выход первого -триггера является четвертым выходом блока.

1216782

Л

I z1

Фиг 5

ЮхГ дх4

4Риг. 7

1216782

p:1

Фиг. 8 вниипи Заказ 1001/58

Тираж 673 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4