專利名稱：一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)，屬于熱電阻測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，熱電阻作為重要的溫度參考標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于溫度的測(cè)量和控制之中，而測(cè)量熱電阻的方法有兩線制，三線制，四線制三種方法。在這三種方法中，四線制測(cè)量方法可完全消除引線的電阻影響，主要用于高精度的溫度檢測(cè)；在掃描開關(guān)的設(shè)計(jì)中，四線制的缺點(diǎn)是引線較多，實(shí)現(xiàn)低電勢(shì)多通道的測(cè)量中較為困難。目前市場(chǎng)上有電子開關(guān)，但是寄生電勢(shì)比較大，不能滿足要求；普通的機(jī)械式的多通道開關(guān)或因通道數(shù)目太少，或因寄生電勢(shì)問(wèn)題，或因無(wú)法進(jìn)行三線、四線的熱電阻的自動(dòng)檢測(cè)等問(wèn)題而不能滿足需求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了提出一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型的一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)，該掃描開關(guān)包括后面板、低電勢(shì)接線端子、多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)、柔性連接器、支撐架、步進(jìn)電機(jī)、前面板控制顯示板、C8051F單片機(jī)控制電路板和通訊串口 ；其中前面板控制顯示板包括數(shù)碼管通道顯示板和鍵盤；所述的低電勢(shì)接線端子固定在后面板；低電勢(shì)接線端子和多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)通過(guò)信號(hào)線連接；多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)與步進(jìn)電機(jī)通過(guò)支撐架和柔性連接器連接；數(shù)碼管通道顯示板顯示來(lái)自鍵盤的信號(hào)，C8051F單片機(jī)控制電路板接收鍵盤信號(hào)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)將多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的通道；通訊串口通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。所述的前面板控制顯示板上的左側(cè)上面為顯示屏1、左側(cè)下面為正三角和倒三角；右側(cè)為輸出端子4和電源開關(guān)3 ;中間部分為按鍵5 ;按鍵5分為三行，最上一行從左到右依次為Rl、CHOO、CHO1、CH02、CH03 ;中間一行從左到右依次為正向、反向、R2、CH04、CH05、CH06、CH07 ;最下一行從左到右依次為手動(dòng)、設(shè)置、確認(rèn)、復(fù)位、CH08、CH09、CHlO+, CHlO-；所述的C8051F單片機(jī)控制電路板從上到下依次為，最上邊為2號(hào)電機(jī)接口 6 ;6的下邊為I號(hào)電機(jī)的接口 7 ；7的下邊從左到右依次為，左側(cè)為三聯(lián)段開關(guān)信號(hào)線接口 15，；中間為五連段開關(guān)信號(hào)線接口 16 ;右側(cè)為開關(guān)電源接口 8 ；8的下邊為232串口 9 ；9的下邊為485串口接口 10 ;最下邊的右側(cè)為按鍵接口 12 ;左側(cè)為數(shù)碼管顯示接口 11 ；12的上邊為編程接口 13 ；13的上邊為正反向燈接口 14。所述的多聯(lián)段開關(guān)、步進(jìn)電機(jī)、柔性連接器、支撐架，從左到右依次為；最上邊的左側(cè)為五連段開關(guān)17 ;中間為柔性連接器A19 ;右側(cè)為I號(hào)電機(jī)20 ;下邊左側(cè)為三連段開關(guān)18 ;中間為柔性連接器B22 ;右側(cè)為2號(hào)電機(jī)21 ；[0013]支撐架23用于支撐五連段開關(guān)17、三連段開關(guān)18、1號(hào)電機(jī)20、2號(hào)電機(jī)21和柔性連接器B22 ；所述的低電勢(shì)接線端子在后面板上的排布為:左側(cè)上邊為串口通信，下邊為電源輸入；右側(cè)的上一行從左至右依次為，低電勢(shì)接線端子的排布和前面板控制顯示板上的按鍵相對(duì)應(yīng)。本實(shí)用新型的有益效果是:以單片機(jī)為主的控制系統(tǒng)，對(duì)五聯(lián)段開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)二十通道的轉(zhuǎn)換，對(duì)三聯(lián)段開關(guān)的控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反向的自由換向。低電勢(shì)多通道掃描開關(guān)既可以實(shí)現(xiàn)四線制熱電阻檢測(cè)，也可以實(shí)現(xiàn)三線制熱電阻的檢測(cè)，具有極低的寄生電勢(shì)。開關(guān)可以進(jìn)行手動(dòng)轉(zhuǎn)換，也可以進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換，自動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)鉬電阻檢測(cè)的完全自動(dòng)檢定。該自動(dòng)掃描開關(guān)具有極低的寄生電勢(shì)和通道間電勢(shì)差。本低電勢(shì)多通道的掃描開關(guān)涉及熱電阻的自動(dòng)檢定系統(tǒng)的核心組成部分，更具體的說(shuō)是，在熱電阻的測(cè)量中，特別是要求低寄生電勢(shì)和通道間電勢(shì)差的應(yīng)用中，通過(guò)二十通道的自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)了多支熱電阻的自動(dòng)檢定。而本文設(shè)計(jì)的掃描開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)多達(dá)二十通道的四線制、三線制熱電阻的檢測(cè)，多路切換可以通過(guò)RS232串口實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的程序控制，手動(dòng)控制等多種方式，其寄生電勢(shì)為指標(biāo)參數(shù)的1/3，優(yōu)于指標(biāo)。低電勢(shì)自動(dòng)掃描開關(guān)所解決的技術(shù)問(wèn)題是在溫度測(cè)量中實(shí)現(xiàn)低電勢(shì)的二十通道的自由切換，實(shí)現(xiàn)了三線和四線制熱電阻的測(cè)量。

圖1為本實(shí)用新型的組成示意圖；圖2為C8051F單片機(jī)控制電路板的示意圖；圖3為多聯(lián)段開關(guān)、步進(jìn)電機(jī)、柔性連接器、支撐架之間的排布俯視圖；圖4為多聯(lián)段開關(guān)、步進(jìn)電機(jī)、柔性連接器、支撐架之間的排布側(cè)視圖；圖5為低電勢(shì)接線端子的組成示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)，如圖1所示，該掃描開關(guān)包括后面板、低電勢(shì)接線端子、多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)、柔性連接器、支撐架、步進(jìn)電機(jī)、前面板控制顯示板、C8051F單片機(jī)控制電路板和通訊串口 ；其中前面板控制顯示板包括數(shù)碼管通道顯示板和鍵盤；所述的低電勢(shì)接線端子固定在后面板；低電勢(shì)接線端子和多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)通過(guò)信號(hào)線連接；多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)與步進(jìn)電機(jī)通過(guò)支撐架和柔性連接器連接；數(shù)碼管通道顯示板顯示來(lái)自鍵盤的信號(hào)，C8051F單片機(jī)控制電路板接收鍵盤信號(hào)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)將多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的通道；通訊串口通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。所述的前面板控制顯示板上的左側(cè)上面為顯示屏、左側(cè)下面為正三角和倒三角；右側(cè)為輸出端子和電源開關(guān)；中間部分為按鍵；按鍵分為三行，最上一行從左到右依次為RU CHOO, CHO1、CH02、CH03 ;中間一行從左到右依次為正向、反向、R2、CH04、CH05、CH06、CH07 ;最下一行從左到右依次為手動(dòng)、設(shè)置、確認(rèn)、復(fù)位、CH08、CH09、CHlO+, CHlO-；如圖2所示，所述的C8051F單片機(jī)控制電路板從上到下依次為，最上邊為2號(hào)電機(jī)接口 6 ；6的下邊為I號(hào)電機(jī)的接口 7 ；7的下邊從左到右依次為，左側(cè)為三聯(lián)段開關(guān)信號(hào)線接口 15，；中間為五連段開關(guān)信號(hào)線接口 16 ;右側(cè)為開關(guān)電源接口 8 ;8的下邊為232串口9 ；9的下邊為485串口接口 10 ;最下邊的右側(cè)為按鍵接口 12 ;左側(cè)為數(shù)碼管顯示接口 11 ；12的上邊為編程接口 13 ；13的上邊為正反向燈接口 14。如圖3和圖4所示，所述的多聯(lián)段開關(guān)、步進(jìn)電機(jī)、柔性連接器、支撐架，從左到右依次為；最上邊的左側(cè)為五連段開關(guān)17 ;中間為柔性連接器A19 ;右側(cè)為I號(hào)電機(jī)20 ;下邊左側(cè)為三連段開關(guān)18 ;中間為柔性連接器B22 ;右側(cè)為2號(hào)電機(jī)21 ；支撐架23用于支撐五連段開關(guān)17、三連段開關(guān)18、1號(hào)電機(jī)20、2號(hào)電機(jī)21和柔性連接器B22 ；如圖5所示，所述的低電勢(shì)接線端子在后面板上的排布為:左側(cè)上邊為串口通信，下邊為電源輸入；右側(cè)的上一行從左至右依次為，低電勢(shì)接線端子的排布和前面板控制顯示板上的按鍵相對(duì)應(yīng)。二十通道的低電勢(shì)掃描開關(guān)分為前面板，后面板，機(jī)箱內(nèi)部及組件三大結(jié)構(gòu)，在制作好后面板，機(jī)箱及內(nèi)部組件后，前面板實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。首先制作電路板，焊接好元器件。然后連接相應(yīng)的接口，圖3是電路板的按對(duì)應(yīng)的接口圖，電路板中6和7通過(guò)引線接口和2號(hào)電機(jī)和I號(hào)電機(jī)相連，制作排線或者引線，連接其他相應(yīng)接口，直至電路板14通過(guò)引線連接紅綠LED燈。圖5為后面板，首先用AB膠等將紅黑端子固定于后面板上，注意區(qū)分正負(fù)極，后面板正負(fù)極有相應(yīng)的標(biāo)識(shí)，紅為正極，黑為負(fù)極。將裝有保險(xiǎn)的電源插座安裝于后面板上，串口也安裝于后面板對(duì)應(yīng)的接口，串口引出的和電路板上的9接口相連。在機(jī)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，制作及焊接的順序如下，取長(zhǎng)為35cm的鍍銀導(dǎo)線(內(nèi)徑為
0.35mm2)，將其鍍上焊錫，然后再將其焊接在五聯(lián)段開關(guān)的通道上，第一層和第四層為黃色導(dǎo)線，為負(fù)；第二層和第三層為紅色導(dǎo)線，為正；導(dǎo)線的另一端連接相應(yīng)的端子上，五聯(lián)段開關(guān)通道I對(duì)應(yīng)著后面板Rl的通道0，通道2對(duì)應(yīng)著后面板R2的通道0，通道3對(duì)應(yīng)著Rl的通道1，通道4對(duì)應(yīng)著R2的通道2以此類推，直到通道19對(duì)應(yīng)Rl的9通道，通道20對(duì)應(yīng)著R2的9通道，輸出端的電壓引線和后面板的電壓輸出端子相連，電流引線和后面板的電流輸出端子相連。并且每個(gè)通道四個(gè)端子的電壓電流的正負(fù)極對(duì)應(yīng)連接。第五層為判定層，焊接后引出排線和電路板的4接口相連。將另一個(gè)三聯(lián)段的開關(guān)，選擇1，2通道，使得I通道的I層和2通道的2層短接，I通道的2層和2通道的I層短接，輸出端子和五聯(lián)段的開關(guān)的電流輸出端子相連，第三層為判定層引出線后和主電路板的5接口相連。在焊接時(shí)，首先選取與截取好的導(dǎo)線，即長(zhǎng)為35cm的鍍銀導(dǎo)線(內(nèi)徑為0.35mm2)，每段導(dǎo)線兩端剝?nèi)ゼs5mm。然后給每段導(dǎo)線的兩端上錫。將五聯(lián)段開關(guān)的電刷轉(zhuǎn)到24通道的位置，然后給I 20通道每層上的接觸點(diǎn)上錫，上錫使用斜線式上錫方法，即先給I通道I層上錫，然后給2通道的2層上錫，再然后是3通道的3層上錫，以此類推，直到5通道的5層；接著從I通道2層，然后是2通道3層，最后是5通道的I層；以此方式直到把前20個(gè)通道的5層全焊接完。同樣，以此方式進(jìn)行焊接導(dǎo)線，注意焊接時(shí)壓好線，使得接觸面充分接觸。焊接時(shí)注意應(yīng)用間歇式的焊接方法，即焊接10分鐘后，間歇2分鐘，再繼續(xù)焊接。焊接完畢后，不要?jiǎng)与娝?，待五?lián)段開關(guān)溫度完全降至室溫后再轉(zhuǎn)動(dòng)，大約需要6小時(shí)；同樣的方法焊接三聯(lián)段開關(guān)。將步進(jìn)電機(jī)和多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)固定于支撐架上；并通過(guò)柔性連接器進(jìn)行連接(見圖3,4)。步進(jìn)電機(jī)分為I號(hào)電機(jī)和2號(hào)電機(jī),I號(hào)電機(jī)插于電路板的7接口，I號(hào)電機(jī)插于電路板的6接口。步進(jìn)電機(jī)所需功率由開關(guān)電源提供，所用電源具有電壓波紋小，功率穩(wěn)定等特點(diǎn)，為步進(jìn)電機(jī)提供24V的直流電壓。前面板為功能鍵盤，實(shí)施如下，電源開關(guān)控制著掃描開關(guān)通斷電，即啟動(dòng)還是關(guān)閉；顯示屏顯示的是當(dāng)前開關(guān)所轉(zhuǎn)的通道號(hào)，通過(guò)數(shù)碼管顯示；通道按鍵分為Rl和R2兩組，各十個(gè)通道，通過(guò)按鍵可以進(jìn)行手動(dòng)選擇通道；按鍵有正向反向鍵，控制電機(jī)的正反向轉(zhuǎn)，按鍵有復(fù)位鍵和波特率的設(shè)定鍵，可以進(jìn)行復(fù)位；在和數(shù)表等設(shè)備相連的時(shí)候，可以對(duì)通訊的波特率進(jìn)行設(shè)置，手動(dòng)鍵可以在手動(dòng)和自動(dòng)上進(jìn)行轉(zhuǎn)化。手動(dòng)時(shí)，人工調(diào)整通道，自動(dòng)時(shí)，連接數(shù)表后進(jìn)行自動(dòng)采集；端子的輸出和數(shù)表連接后顯示當(dāng)前通道的電壓電流數(shù)值輸出，該通道在機(jī)箱內(nèi)部通過(guò)導(dǎo)線和后面板的輸出端子相連；二十通道低電勢(shì)掃描開關(guān)既可以通過(guò)手動(dòng)按鍵選擇通道，也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件設(shè)定進(jìn)行自動(dòng)檢定，最終實(shí)現(xiàn)熱電阻的三線和四線制熱電阻的檢測(cè)。
權(quán)利要求1.一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)，其特征在于:該掃描開關(guān)包括后面板、低電勢(shì)接線端子、多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)、柔性連接器、支撐架、步進(jìn)電機(jī)、前面板控制顯示板、C8051F單片機(jī)控制電路板和通訊串口 ；其中前面板控制顯示板包括數(shù)碼管通道顯示板和鍵盤；所述的低電勢(shì)接線端子固定在后面板； 低電勢(shì)接線端子和多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)通過(guò)信號(hào)線連接； 多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)與步進(jìn)電機(jī)通過(guò)支撐架和柔性連接器連接； 數(shù)碼管通道顯示板顯示來(lái)自鍵盤的信號(hào)，C8051F單片機(jī)控制電路板接收鍵盤信號(hào)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)將多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)轉(zhuǎn)到相應(yīng)的通道；通訊串口通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)，其特征在于:前面板控制顯示板上的左側(cè)上面為顯示屏、左側(cè)下面為正三角和倒三角；右側(cè)為輸出端子和電源開關(guān)；中間部分為按鍵；按鍵分為三行，最上一行從左到右依次為Rl、CHOO, CHOl、CH02、CH03 ;中間一行從左到右依次為正向、反向、R2、CH04、CH05、CH06、CH07 ;最下一行從左到右依次為手動(dòng)、設(shè)置、確認(rèn)、復(fù)位、CH08、CH09、CHlO+, CH10-。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)，其特征在于:C8051F單片機(jī)控制電路板從上到下依次為，最上邊為2號(hào)電機(jī)接口 ；2號(hào)電機(jī)接口的下邊為I號(hào)電機(jī)的接口 ；1號(hào)電機(jī)的接口的下邊從左到右依次為，左側(cè)為三聯(lián)段開關(guān)信號(hào)線接口 ；中間為五連段開關(guān)信號(hào)線接口 ；右側(cè)為開關(guān)電源接口 ；開關(guān)電源接口的下邊為232串口 ；232串口的下邊為485串口接口 ；最下邊的右側(cè)為按鍵接口 ；左側(cè)為數(shù)碼管顯示接口 ；按鍵接口的上邊為編程接口 ；編程接口的上邊為正反向燈接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)，其特征在于:所述的低電勢(shì)接線端子在后面板上的排布為:左側(cè)上邊為串口通信，下邊為電源輸入；右側(cè)的上一行從左至右依次為，低電勢(shì)接線端子的排布和前面板控制顯示板上的按鍵相對(duì)應(yīng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種低電勢(shì)二十通道的掃描開關(guān)，屬于熱電阻測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。該掃描開關(guān)包括后面板、低電勢(shì)接線端子、多聯(lián)段低電勢(shì)開關(guān)、柔性連接器、支撐架、步進(jìn)電機(jī)、前面板控制顯示板、C8051F單片機(jī)控制電路板和通訊串口；其中前面板控制顯示板包括數(shù)碼管通道顯示板和鍵盤；所述的低電勢(shì)接線端子固定在后面板。以單片機(jī)為主的控制系統(tǒng)，對(duì)五聯(lián)段開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，從而實(shí)現(xiàn)二十通道的轉(zhuǎn)換，對(duì)三聯(lián)段開關(guān)的控制，實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反向的自由換向。
文檔編號(hào)G01K7/16GK202995338SQ201220646349
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者金振濤, 呂國(guó)義, 楊新圓, 鞏娟 申請(qǐng)人:中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所