专利名称：一种低电势二十通道的扫描开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低电势二十通道的扫描开关，属于热电阻测量技术领域。
背景技术：
在工业生产中，热电阻作为重要的温度参考标准，广泛应用于温度的测量和控制之中，而测量热电阻的方法有两线制，三线制，四线制三种方法。在这三种方法中，四线制测量方法可完全消除引线的电阻影响，主要用于高精度的温度检测；在扫描开关的设计中，四线制的缺点是引线较多，实现低电势多通道的测量中较为困难。目前市场上有电子开关，但是寄生电势比较大，不能满足要求；普通的机械式的多通道开关或因通道数目太少，或因寄生电势问题，或因无法进行三线、四线的热电阻的自动检测等问题而不能满足需求。
实用新型内容本实用新型的目的是为了提出一种低电势二十通道的扫描开关。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。本实用新型的一种低电势二十通道的扫描开关，该扫描开关包括后面板、低电势接线端子、多联段低电势开关、柔性连接器、支撑架、步进电机、前面板控制显示板、C8051F单片机控制电路板和通讯串口 ；其中前面板控制显示板包括数码管通道显示板和键盘；所述的低电势接线端子固定在后面板；低电势接线端子和多联段低电势开关通过信号线连接；多联段低电势开关与步进电机通过支撑架和柔性连接器连接；数码管通道显示板显示来自键盘的信号，C8051F单片机控制电路板接收键盘信号来控制步进电机将多联段低电势开关转到相应的通道；通讯串口通过计算机实现自动控制。所述的前面板控制显示板上的左侧上面为显示屏1、左侧下面为正三角和倒三角；右侧为输出端子4和电源开关3 ;中间部分为按键5 ;按键5分为三行，最上一行从左到右依次为Rl、CHOO、CHO1、CH02、CH03 ;中间一行从左到右依次为正向、反向、R2、CH04、CH05、CH06、CH07 ;最下一行从左到右依次为手动、设置、确认、复位、CH08、CH09、CHlO+, CHlO-；所述的C8051F单片机控制电路板从上到下依次为，最上边为2号电机接口 6 ;6的下边为I号电机的接口 7 ；7的下边从左到右依次为，左侧为三联段开关信号线接口 15，；中间为五连段开关信号线接口 16 ;右侧为开关电源接口 8 ；8的下边为232串口 9 ；9的下边为485串口接口 10 ;最下边的右侧为按键接口 12 ;左侧为数码管显示接口 11 ；12的上边为编程接口 13 ；13的上边为正反向灯接口 14。所述的多联段开关、步进电机、柔性连接器、支撑架，从左到右依次为；最上边的左侧为五连段开关17 ;中间为柔性连接器A19 ;右侧为I号电机20 ;下边左侧为三连段开关18 ;中间为柔性连接器B22 ;右侧为2号电机21 ；[0013]支撑架23用于支撑五连段开关17、三连段开关18、1号电机20、2号电机21和柔性连接器B22 ；所述的低电势接线端子在后面板上的排布为:左侧上边为串口通信，下边为电源输入；右侧的上一行从左至右依次为，低电势接线端子的排布和前面板控制显示板上的按键相对应。本实用新型的有益效果是:以单片机为主的控制系统，对五联段开关实现自动控制，从而实现二十通道的转换，对三联段开关的控制，实现电机正反向的自由换向。低电势多通道扫描开关既可以实现四线制热电阻检测，也可以实现三线制热电阻的检测，具有极低的寄生电势。开关可以进行手动转换，也可以进行自动转换，自动转换时，可以通过计算机对其进行自动控制，从而实现钼电阻检测的完全自动检定。该自动扫描开关具有极低的寄生电势和通道间电势差。本低电势多通道的扫描开关涉及热电阻的自动检定系统的核心组成部分，更具体的说是，在热电阻的测量中，特别是要求低寄生电势和通道间电势差的应用中，通过二十通道的自动切换，实现了多支热电阻的自动检定。而本文设计的扫描开关能够实现多达二十通道的四线制、三线制热电阻的检测，多路切换可以通过RS232串口实现计算机的程序控制，手动控制等多种方式，其寄生电势为指标参数的1/3，优于指标。低电势自动扫描开关所解决的技术问题是在温度测量中实现低电势的二十通道的自由切换，实现了三线和四线制热电阻的测量。
图1为本实用新型的组成示意图；图2为C8051F单片机控制电路板的示意图；图3为多联段开关、步进电机、柔性连接器、支撑架之间的排布俯视图；图4为多联段开关、步进电机、柔性连接器、支撑架之间的排布侧视图；图5为低电势接线端子的组成示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。一种低电势二十通道的扫描开关，如图1所示，该扫描开关包括后面板、低电势接线端子、多联段低电势开关、柔性连接器、支撑架、步进电机、前面板控制显示板、C8051F单片机控制电路板和通讯串口 ；其中前面板控制显示板包括数码管通道显示板和键盘；所述的低电势接线端子固定在后面板；低电势接线端子和多联段低电势开关通过信号线连接；多联段低电势开关与步进电机通过支撑架和柔性连接器连接；数码管通道显示板显示来自键盘的信号，C8051F单片机控制电路板接收键盘信号来控制步进电机将多联段低电势开关转到相应的通道；通讯串口通过计算机实现自动控制。所述的前面板控制显示板上的左侧上面为显示屏、左侧下面为正三角和倒三角；右侧为输出端子和电源开关；中间部分为按键；按键分为三行，最上一行从左到右依次为RU CHOO, CHO1、CH02、CH03 ;中间一行从左到右依次为正向、反向、R2、CH04、CH05、CH06、CH07 ;最下一行从左到右依次为手动、设置、确认、复位、CH08、CH09、CHlO+, CHlO-；如图2所示，所述的C8051F单片机控制电路板从上到下依次为，最上边为2号电机接口 6 ；6的下边为I号电机的接口 7 ；7的下边从左到右依次为，左侧为三联段开关信号线接口 15，；中间为五连段开关信号线接口 16 ;右侧为开关电源接口 8 ;8的下边为232串口9 ；9的下边为485串口接口 10 ;最下边的右侧为按键接口 12 ;左侧为数码管显示接口 11 ；12的上边为编程接口 13 ；13的上边为正反向灯接口 14。如图3和图4所示，所述的多联段开关、步进电机、柔性连接器、支撑架，从左到右依次为；最上边的左侧为五连段开关17 ;中间为柔性连接器A19 ;右侧为I号电机20 ;下边左侧为三连段开关18 ;中间为柔性连接器B22 ;右侧为2号电机21 ；支撑架23用于支撑五连段开关17、三连段开关18、1号电机20、2号电机21和柔性连接器B22 ；如图5所示，所述的低电势接线端子在后面板上的排布为:左侧上边为串口通信，下边为电源输入；右侧的上一行从左至右依次为，低电势接线端子的排布和前面板控制显示板上的按键相对应。二十通道的低电势扫描开关分为前面板，后面板，机箱内部及组件三大结构，在制作好后面板，机箱及内部组件后，前面板实现相应的功能。首先制作电路板，焊接好元器件。然后连接相应的接口，图3是电路板的按对应的接口图，电路板中6和7通过引线接口和2号电机和I号电机相连，制作排线或者引线，连接其他相应接口，直至电路板14通过引线连接红绿LED灯。图5为后面板，首先用AB胶等将红黑端子固定于后面板上，注意区分正负极，后面板正负极有相应的标识，红为正极，黑为负极。将装有保险的电源插座安装于后面板上，串口也安装于后面板对应的接口，串口引出的和电路板上的9接口相连。在机箱内部结构中，制作及焊接的顺序如下，取长为35cm的镀银导线(内径为
0.35mm2)，将其镀上焊锡，然后再将其焊接在五联段开关的通道上，第一层和第四层为黄色导线，为负；第二层和第三层为红色导线，为正；导线的另一端连接相应的端子上，五联段开关通道I对应着后面板Rl的通道0，通道2对应着后面板R2的通道0，通道3对应着Rl的通道1，通道4对应着R2的通道2以此类推，直到通道19对应Rl的9通道，通道20对应着R2的9通道，输出端的电压引线和后面板的电压输出端子相连，电流引线和后面板的电流输出端子相连。并且每个通道四个端子的电压电流的正负极对应连接。第五层为判定层，焊接后引出排线和电路板的4接口相连。将另一个三联段的开关，选择1，2通道，使得I通道的I层和2通道的2层短接，I通道的2层和2通道的I层短接，输出端子和五联段的开关的电流输出端子相连，第三层为判定层引出线后和主电路板的5接口相连。在焊接时，首先选取与截取好的导线，即长为35cm的镀银导线(内径为0.35mm2)，每段导线两端剥去约5mm。然后给每段导线的两端上锡。将五联段开关的电刷转到24通道的位置，然后给I 20通道每层上的接触点上锡，上锡使用斜线式上锡方法，即先给I通道I层上锡，然后给2通道的2层上锡，再然后是3通道的3层上锡，以此类推，直到5通道的5层；接着从I通道2层，然后是2通道3层，最后是5通道的I层；以此方式直到把前20个通道的5层全焊接完。同样，以此方式进行焊接导线，注意焊接时压好线，使得接触面充分接触。焊接时注意应用间歇式的焊接方法，即焊接10分钟后，间歇2分钟，再继续焊接。焊接完毕后，不要动电刷，待五联段开关温度完全降至室温后再转动，大约需要6小时；同样的方法焊接三联段开关。将步进电机和多联段低电势开关固定于支撑架上；并通过柔性连接器进行连接(见图3,4)。步进电机分为I号电机和2号电机,I号电机插于电路板的7接口，I号电机插于电路板的6接口。步进电机所需功率由开关电源提供，所用电源具有电压波纹小，功率稳定等特点，为步进电机提供24V的直流电压。前面板为功能键盘，实施如下，电源开关控制着扫描开关通断电，即启动还是关闭；显示屏显示的是当前开关所转的通道号，通过数码管显示；通道按键分为Rl和R2两组，各十个通道，通过按键可以进行手动选择通道；按键有正向反向键，控制电机的正反向转，按键有复位键和波特率的设定键，可以进行复位；在和数表等设备相连的时候，可以对通讯的波特率进行设置，手动键可以在手动和自动上进行转化。手动时，人工调整通道，自动时，连接数表后进行自动采集；端子的输出和数表连接后显示当前通道的电压电流数值输出，该通道在机箱内部通过导线和后面板的输出端子相连；二十通道低电势扫描开关既可以通过手动按键选择通道，也可以通过计算机软件设定进行自动检定，最终实现热电阻的三线和四线制热电阻的检测。
权利要求1.一种低电势二十通道的扫描开关，其特征在于:该扫描开关包括后面板、低电势接线端子、多联段低电势开关、柔性连接器、支撑架、步进电机、前面板控制显示板、C8051F单片机控制电路板和通讯串口 ；其中前面板控制显示板包括数码管通道显示板和键盘；所述的低电势接线端子固定在后面板； 低电势接线端子和多联段低电势开关通过信号线连接； 多联段低电势开关与步进电机通过支撑架和柔性连接器连接； 数码管通道显示板显示来自键盘的信号，C8051F单片机控制电路板接收键盘信号来控制步进电机将多联段低电势开关转到相应的通道；通讯串口通过计算机实现自动控制。
2.根据权利要求1所述的一种低电势二十通道的扫描开关，其特征在于:前面板控制显示板上的左侧上面为显示屏、左侧下面为正三角和倒三角；右侧为输出端子和电源开关；中间部分为按键；按键分为三行，最上一行从左到右依次为Rl、CHOO, CHOl、CH02、CH03 ;中间一行从左到右依次为正向、反向、R2、CH04、CH05、CH06、CH07 ;最下一行从左到右依次为手动、设置、确认、复位、CH08、CH09、CHlO+, CH10-。
3.根据权利要求1所述的一种低电势二十通道的扫描开关，其特征在于:C8051F单片机控制电路板从上到下依次为，最上边为2号电机接口 ；2号电机接口的下边为I号电机的接口 ；1号电机的接口的下边从左到右依次为，左侧为三联段开关信号线接口 ；中间为五连段开关信号线接口 ；右侧为开关电源接口 ；开关电源接口的下边为232串口 ；232串口的下边为485串口接口 ；最下边的右侧为按键接口 ；左侧为数码管显示接口 ；按键接口的上边为编程接口 ；编程接口的上边为正反向灯接口。
4.根据权利要求1所述的一种低电势二十通道的扫描开关，其特征在于:所述的低电势接线端子在后面板上的排布为:左侧上边为串口通信，下边为电源输入；右侧的上一行从左至右依次为，低电势接线端子的排布和前面板控制显示板上的按键相对应。
专利摘要本实用新型涉及一种低电势二十通道的扫描开关，属于热电阻测量技术领域。该扫描开关包括后面板、低电势接线端子、多联段低电势开关、柔性连接器、支撑架、步进电机、前面板控制显示板、C8051F单片机控制电路板和通讯串口；其中前面板控制显示板包括数码管通道显示板和键盘；所述的低电势接线端子固定在后面板。以单片机为主的控制系统，对五联段开关实现自动控制，从而实现二十通道的转换，对三联段开关的控制，实现电机正反向的自由换向。
文档编号G01K7/16GK202995338SQ201220646349
公开日2013年6月12日 申请日期2012年11月30日 优先权日2012年11月30日
发明者金振涛, 吕国义, 杨新圆, 巩娟 申请人:中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所
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