專利名稱：：插栓式測試引線檢測電路及其方法
技術領域：
：本發(fā)明是關于一種電子測量儀器，特別是關于測試引線(testlead)檢測電路。
背景技術：
：各種電子測量儀器中，都需要利用測試引線(testlead)與電子測量儀器耦合，借以連接至待測物上測量。一般測試引線接包括兩端，一端連接至待測物，另一端用以插入電子測量儀器的插座內，以便將待測物上的各種物理量(例如電壓、電流以及功率等)通過測試引線傳輸至電子測量儀器，測量其所需的參數(shù)值。通常電子測量儀器大都有多個插座，用于測量不同的物理量；測量電壓時，用此一插座；測量電流時，使用另一插座。于測量電流時，因為連接至電流測量插座的測量電路電阻很低，故把一高電壓值的電壓施加于電流測量插座，可能會導致一極高的電流值流過電流測量電路，造成電子測量儀器損壞。
發(fā)明內容本發(fā)明揭露一種插栓式測試引線檢測電路，用于檢測一測試引線(testlead)是否存在于電子測量儀器的分離式接觸金屬片的插口中狀況，該插栓式測試引線檢測電路，包含一分流器(shunt)，耦合于接地線與該分離式接觸金屬片插口的一端；一振蕩單元，通過一防護單元耦合至該分離式接觸金屬片另一端，用于產生脈沖或靜態(tài)輸出；一識別單元，耦合至該振蕩單元，接收自該振蕩單元所傳送的輸出信號，用于判斷利用該振蕩電路的插栓式測試引線檢測電路的狀態(tài)。本發(fā)明又揭露一種利用振蕩電路的插栓式測試引線檢測方法，包含由該識別單元設定該插栓式測試引線檢測電路的操作模式；測試引線有無插入該分離式接觸金屬片的插口，該振蕩羊元都會發(fā)送信號至該識別單元；識別單元接收自振蕩單元的信號后，判斷該插栓式測試引線檢測電路的狀態(tài)；識別單元依其判斷結果，發(fā)送信息通知使用者。圖1是一系統(tǒng)圖，根據(jù)本發(fā)明的實施例，用以敘述本發(fā)明的低誤差插栓式測試？I線檢測電路其架構。圖2是一電路圖，根據(jù)本發(fā)明的實施例，用以敘述圖1架構的電路圖。圖3是一流程圖，根據(jù)本發(fā)明的實施例，用以說明本發(fā)明的插栓式測試引線檢測方法。圖4是一根據(jù)本發(fā)明的實施例，用以敘述利用本發(fā)明的應用實例。圖5是圖4振蕩電路產生的一預期頻率的波形圖。圖6是圖4振蕩電路產生的靜態(tài)電壓圖。符號說明100插栓式測試引線檢測電路102分流器104熔絲106分離式接觸金屬片插口108防護單元110振蕩單元112識別單元114金屬片116金屬片118中央處理機120輸入/輸出埠122隨機存取存儲器124計數(shù)定時器400應用電路術振蕩電路404識別單元錫中央處理機408輸入/輸出埠410計數(shù)器412計數(shù)定時器步驟S100、S120、S140、S160。具體實施方式本發(fā)明將配合其較佳實施例與隨附的圖示詳述于下，應理解者為本發(fā)明中所有的較佳實施例僅為例示之用，因此除文中之較佳實施例外，本發(fā)明亦可廣泛地應用在其它實施例中。且本發(fā)明并不受限于任何實施例，應以隨附的申請專利范圍及其同等領域而定。貫穿本專利說明書中，『較佳實施例』意指描述關于較佳實施例的一特殊特征、結構或一特性，在本發(fā)明中，其較佳實施例數(shù)目，至少為一個。因此，本說明書中出現(xiàn)『較佳實施例中』，不必完全參照同一實施例。再者，其特殊特征、結構或特性可使用任何適當方法混合于較佳實施例中。參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，描述一系統(tǒng)方塊圖，用以說明一插栓式測試引線檢測電路100。插栓式測試引線檢測電路100包括一分流器(shunt)102,連接至接地線，用以分流與測量待測物體的電流值；一振蕩單元IIO,用于產生脈沖或靜態(tài)輸出；一識別單元112,耦合至振蕩單元110，接收自振蕩單元110所傳送的輸出信號，用于判斷插栓式測試引線檢測電路100的狀態(tài)；一熔絲(fuse)104,串聯(lián)至分流器102,用于預防過量電流通過熔絲流至分流器102;—防護單元108，耦合至振蕩單元IIO，其防護單元108具有高阻抗值，防止誤差電流自振蕩羊元IIO流經分流器102;—分離式接觸金屬片插口(jack)106，具有兩片接觸金屬片114與116,金屬片114通過熔絲104與分流器102的串聯(lián)路徑，耦合至接地線，而金屬片116耦合至防護單元108。再參照圖1,根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，若測試引線接腳插入接頭或具有分離式接觸金屬片的插口106內，則其測試引線橋接起金屬片116與金屬片114間，創(chuàng)造出一電路路徑，使防護單元108、熔絲104與分流器102連接成一串聯(lián)路徑，耦合至接地線。而后其振蕩單元110將自動停止振蕩，并維持靜態(tài)(quiescentstate)輸出，傳送至識別單元112。反之，若其測試引線接腳不插入接頭或具有分離式接觸金屬片的插口，則金屬片114與116呈開路(open)，則振蕩單元IIO將產生一預期頻率的脈沖，傳送至識別單元112。而后識別單元112接收自振蕩單元110所傳送的信號(振蕩信號或靜態(tài)輸出)，識別其振蕩單元110的狀態(tài)。參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，細部敘述圖1架構的電路圖。圖2詳細描述分流器102、防護單元108、振蕩單元110與識別單元112。闡明于圖2的分流器102包含一電阻，具有極微小的電阻值，若與防護單元108的阻抗值比較，其分流器電阻值可近似忽略；防護單元108包含一高電阻值的電阻R3，用以防止無預期的高電壓施加于分離式接觸金屬片插口106;振蕩單元110包含一運算放大器(OPA)、電阻R1、R2、R5、R6以及一電容C的振蕩電路，借由電阻R6與電容C產生充放電現(xiàn)象，借以不斷地改變輸出狀態(tài)，以達到輸出振蕩信號的功能；識別單元112含有一中央處理機118，用于判斷識別其插栓式測試引線檢測電路100狀態(tài)、一輸入/輸出埠(I/Oport)120，做為中央處理機118對外溝通橋梁、一隨機存取存儲器(RAM)(本文亦可稱計數(shù)器(counter))122，計數(shù)自振蕩單元110輸出的信號周期，并儲存其振蕩單元110的輸出狀態(tài)，隨后通過輸入/輸出端口120傳送計數(shù)信息至中央處理機118、一計數(shù)定時器(timer)124,預先設置一設定時間(settime)，當?shù)竭_其設定時間，其計數(shù)定時器124停止計數(shù)，并通過輸入/輸出端口120，傳送信息通知中央處理機118。參照圖2,首先，當測試引線未插入分離式接觸金屬片插口106時，金屬片114與金屬片116并未接觸，意即金屬片114通過熔絲104與分流器102的串聯(lián)路徑，以及金屬片116耦合至防護單元的電阻R3路徑呈開路狀態(tài)，因此無自振蕩單元(于本文亦可稱振蕩電路)110的電流流經電阻R3、分離式接觸金屬片插口106、熔絲104以及分流器102的串聯(lián)路徑至接地線。參照圖2,振蕩電路110的運算放大器第4端點具有電壓K，第8端點具有電壓「+,其運算放大器的輸出端為第1端，其輸出電壓K視其運算放大器第2端對地的電壓(意指電容C對地的電壓K)與參考電壓、/(其參考電壓為輸出電壓K施加于通過電阻R2、Rl的串聯(lián)路徑耦合至接地，其電阻R1相對于電阻Rl串聯(lián)電阻R2耦合至接地，其所分配到的輸出電壓=^^xF。),其比較結果而定。當測試引線未插入分離式接觸金屬片插口106，若電容C電壓K.-O，此時輸出電壓K等于第8端的電壓K+,則電容C借由自輸出端連接至電阻R6、電容c耦合至接地路徑儲存電荷，直到電容c電壓^;大于參考電壓f^，則輸入于運算放大器第2端電壓大于第3端，則運算放大器的輸出電壓r。轉態(tài)成為電壓K，則電容C放電并依照相同路徑逆向充電，直到當電容C電壓^小于)^,此時輸入于運算放大器第3端電壓大于第2端，則輸出電壓K等于電壓K+，則電容C又按此路徑充電。則按上述情況反復循環(huán)，則輸出電壓匕不斷地于電壓F+與電壓K—間變換振蕩。若測試引線插入分離式接觸金屬片插口106，則其測試引線橋接起金屬片116與金屬片114間，創(chuàng)造出一電路路徑，使防護單元108電阻R3、溶絲104與分流器102連接成一串聯(lián)路徑，耦合至接地線。則由輸出端通過電阻R6流經電容器的電流，將流向電阻R3、熔絲104與分流器102連接成一串聯(lián)路徑并耦合至接地線，則電容C停止反復充放電，維持一與節(jié)點A相同的電位，則振蕩電路11Q停止振蕩，并輸出一靜態(tài)電壓值至識別羊元112。識別單元112接收自振蕩電路110傳送的信號(振蕩信號或靜態(tài)輸出)，識別其振蕩單元110的狀態(tài)。識別單元112可由濾波器傳送(filtertransfer)或位準移位元(levelshift)等方式，使用模擬數(shù)字轉換器(A/Dconverter)或比較器(comparator)等類似裝置識別其插栓式測試引線檢測電路100的狀態(tài)，亦可僅使用頻率或工作周期(dutycircle)或脈沖寬度的測量裝置計數(shù)(count)后，交由中央處理機(CPU)或微處理機(MPU)識別其狀態(tài)。參照圖2與圖3，根據(jù)本發(fā)明的實施例，用以說明本發(fā)明的插栓式測試引線檢測方法。首先，使用者經由識別單元112設定插栓式測試引線檢測電路100的操作模式(步驟S100)。插栓式測試引線檢測電路100包含三個操作模式，分別為測試引線檢測模式、熔絲開路檢測模式以及電流測量模式，使用者可根據(jù)需求任選一操作模式。使用者經由識別單元112設定插栓式測試引線檢測電路100的操作模式后，無論處于何種操作模式下，測試引線有無插入分離式接觸金屬片的插口106，振蕩單元皆會發(fā)送信號至識別單元112(步驟S120)。使用者將測試引線插入分離式接觸金屬片的插口106,則振蕩電路110將停止振蕩，并輸出一靜態(tài)電壓值至識別單元ll2。反之，若其測試引線接腳不插入接頭或具有分離式接觸金屬片的插口，則金屬片114與116呈開路(open)，則振蕩單元110將產生一預期頻率的脈沖，傳送至識別單元112。識別單元112接收自振蕩單元110的信號，依其使用者先前所設定的操作模式，判斷插栓式測試引線檢測電路100的狀態(tài)(步驟S140)。因有不同的操作模式，則識別單元112接收的振蕩脈沖或靜態(tài)電壓在不同模式下，具有不同的意義。例如使用者經由識別單元112設定插栓式測試引線檢測電路100為測試引線檢測模式，若使用者將測試引線插入分離式接觸金屬片的插口106,則振蕩單元110將傳送靜態(tài)電壓至識別單元112,識別單元112接收自振蕩單元110的靜態(tài)電壓判斷為使用者誤將測試引線插入，發(fā)送信息告知使用者請勿將測試引線插入分離式接觸金屬片的插口106內(步驟160)?；蚶绮逅ㄊ綔y試引線檢測電路100為電流量測模式，若測試引線未插入分離式接觸金屬片的插口106，振蕩單元110將傳送振蕩信號至識別單元112，識別單元112接收自振蕩單元110的振蕩信號判斷為熔絲熔斷或使用者未將測試引線插入分離式接觸金屬片的插口106，識別單元112將發(fā)送信息提醒使用者插入測試引線或檢查熔絲104是否熔斷(blown)(步驟S160)?；蚶绮逅ㄊ綔y試引線檢測電路100為熔絲開路模式，當測試引線插入分離式接觸金屬片的插口106時，若熔絲104不存在，振蕩單元110將傳送振蕩信號至識別單元112,識別單元112接收自振蕩單元110的振蕩信號判斷為熔絲104是開路或熔斷，識別單元112將發(fā)送信息提醒使用者更換熔絲。(步驟S160)參照圖4，才艮據(jù)本發(fā)明的實施例，為利用本發(fā)明的應用實例。于圖4的應用電路400,包括一電阻R4，連接至接地線，具有極微小的電阻值，若與R3的阻抗值(2.5MQ)比較，其R4電阻值可近似忽略；一熔絲F(最大流經電流量為15A)，串聯(lián)至R4，用于預防過量電流通過熔絲F流至R4;—分離式接觸金屬片插口A-INPUT,具有上、下兩片接觸金屬片，下金屬片通過熔絲F與R4的串聯(lián)路徑，耦合至接地線，而上金屬片耦合至R3;R3為一高電阻值的電阻，用以防止無預期的高電壓施加于分離式接觸金屬片插口A-INPUT;一振蕩電路402與R3耦合，為包含一運算放大器(型號為TL062)、電阻R1、R2、R5、R6以及一電容C的電路，借由電阻R6與電容C產生充放電現(xiàn)象，借以不斷地改變輸出狀態(tài)，以達到輸出振蕩信號的功能；一識別單元404，耦合至振蕩電路402輸出端(運算放大器的第l端)，含有一中央處理機406，用于判斷識別其插栓式測試引線檢測電路400狀態(tài)、一輸入/輸出埠408，做為中央處理機406對外溝通橋梁、一計數(shù)器410，計數(shù)自振蕩電路402輸出的信號周期，并儲存其振蕩電路402的輸出狀態(tài)，隨后通過輸入/輸出端口408傳送計數(shù)信息至中央處理機406、一計數(shù)定時器412，預先設置一設定時間，當?shù)竭_其設定時間，其計數(shù)定時器412停止計數(shù)，并通過輸入/輸出端口408，傳送信息通知中央處理機406。表一為圖4振蕩電路402的各項參數(shù):<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表一其中的振蕩頻率，可用振蕩頻率公式算出其振蕩頻率。參照圖4，首先，當測試引線未插入分離式接觸金屬片插口A-INPUT時，上、下金屬片并未接觸，意即下金屬片通過熔絲F與電阻R4的串聯(lián)路徑，以及上金屬片耦合至電阻R3路徑呈開路狀態(tài)，因此無自振蕩電路402的電流流經電阻R3、分離式接觸金屬片插口A-INPUT、熔絲F以及電阻R4的串聯(lián)路徑至接地線。則振蕩電路402將產生一預期頻率的波形的識別單元404，如圖5的波形。若測試引線插入分離式接觸金屬片插口A-INPUT時，則其測試引線橋接起上、下金屬片間，創(chuàng)造出一電路路徑，使電阻R3、熔絲與電阻R4連接成一串聯(lián)路徑，耦合至接地線。則由運算放大器輸出端(第l端)通過電阻R6流經電容器C的電流，將流向電阻R3、熔絲F與電阻R4連接成一串聯(lián)路徑并耦合至接地線，則電容C停止反復充放電，維持一與節(jié)點A相同的電位，則振蕩電路402停止振蕩，并輸出一靜態(tài)電壓值至識別單元404,其輸出的靜態(tài)電壓可為『高準位』或『低準位』，如囝6的波形。識別單元404接收自振蕩電路402傳送的信號(振蕩信號或靜態(tài)輸出)，識別其振蕩電路402的狀態(tài)。中央處理機406根據(jù)分離式接觸金屬片插口A-INPUT插入與否，檢測振蕩狀態(tài)或計數(shù)振蕩電路402的頻率或脈沖寬度或工作周期。以下為中央處理機406判斷振蕩信號的判斷步驟的例示1.設定每6.6毫秒，檢測一次自振蕩電路402輸出的信號。2.設定計數(shù)定時器412的設定時間為264毫秒。3.初始化計數(shù)定時器412,并設定計數(shù)器410至零，儲存振蕩電路402輸出狀態(tài)至計數(shù)器410。4.每6.6毫秒檢測一次自振蕩電路402輸出的信號，計數(shù)器410將增加一次瞬時輸出，并儲存輸出狀態(tài)。5.計數(shù)定時器412達到設定時間，判斷計數(shù)器410狀態(tài)。a.計數(shù)器次數(shù)〉1，是代表測試引線未插入分離式接觸金屬片插口A-INPUT。b.計數(shù)器次數(shù)<1，是代表測試引線插入分離式接觸金屬片插口A-INPUT。6.重復步驟3至5，循環(huán)檢測其信號。本發(fā)明以較佳實施例說明如上，然其并非用以限定本發(fā)明所主張的專利權利范圍。其專利保護范圍當視申請專利范圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域的技藝者，在不脫離本專利精神或范圍內，所作的更動或潤飾，均屬于本發(fā)明所揭示精神下所完成的等效改變或設計，且應包含在申請專利范圍內。權利要求1.一種插栓式測試引線檢測電路，用于檢測一測試引線是否存在于電子測量儀器的至少包括兩片分離式接觸金屬片的插口中狀況，該插栓式測試引線檢測電路，包含一分流器，耦合于接地線與該分離式接觸金屬片插口的一端；一振蕩單元，通過一防護單元耦合至該分離式接觸金屬片另一端，用于產生脈沖或靜態(tài)輸出；及一識別單元，耦合至該振蕩單元，接收自該振蕩單元所傳送的輸出信號，用于判斷利用該振蕩單元的插栓式測試引線檢測電路的狀態(tài)。2.如權利要求1所述的插栓式測試引線檢測電路，其中該分流器包含一電阻。3.如權利要求1所述的插栓式測試引線檢測電路，其中該防護單元，耦合至振蕩單元，具有高阻抗值，防止誤差電流自振蕩單元流經分流器，且該防護單元阻抗值比較分流器阻抗值，其分流器阻抗值可忽略。4.如權利要求1所述的插栓式測試引線檢測電路，其中還包括一熔絲。5.—種插栓式測試引線檢測方法，包含由識別單元設定插栓式測試引線檢測電路的操作模式；測試引線有無插入該分離式接觸金屬片的插口，振蕩單元發(fā)送信號至該識別單元；識別單元接收自振蕩單元的信號后，判斷該插栓式測試引線檢測電路的狀態(tài)；及識別單元依其判斷結果，發(fā)送信息通知使用者。6.如權利要求5所述的插栓式測試引線檢測方法，其中所述的插栓式測試引線檢測電路的操作模式，包括測試引線檢測模式、熔絲開路檢測模式以及電流測量模式。7.如權利要求5所述的插栓式測試引線檢測方法，其中所述的測試引線插入分離式接觸金屬片的插口，則該振蕩單元將停止振蕩，并輸出一靜態(tài)電壓值至識別單元；測試引線不插入分離式接觸金屬片的插口，則該振蕩單元將產生一預期頻率的脈沖，傳送至該識別單元。8.如權利要求5所述的插栓式測試引線檢測方法，其中所述的插栓式測試引線檢測電路的操作模式為測試引線檢測模式，若測試引線插入分離式接觸金屬片的插口，則該振蕩單元將傳送靜態(tài)電壓至該識別單元，該識別單元發(fā)送信息告知使用者請勿將測試引線插入分離式接觸金屬片的插口。9.如權利要求5所述的插栓式測試引線檢測方法，其中所述的插栓式測試引線檢測電路的操作模式為電流量測模式，若測試引線未插入該分離式接觸金屬片的插口，該振蕩單元將傳送振蕩信號至該識別單元，該識別單元將發(fā)送信息提醒使用者插入測試引線或檢查熔絲是否熔斷。10.如權利要求5所述的插栓式測試引線檢測方法，其中所述的插栓式測試引線檢測電路的操作模式為熔絲開路模式，當測試引線插入該分離式接觸金屬片的插口時，若熔絲不存在，該振蕩單元將傳送振蕩信號至該識別單元，該識別單元接收自該振蕩單元的振蕩信號判斷為熔絲系開路或熔斷，該識別單元將發(fā)送信息提醒使用者更換熔絲。全文摘要一種低錯誤率，插栓式測試引線(testlead)檢測電路及其方法。操作于測試引線檢測模式或熔絲破壞模式期間，其檢測電路插入測試引線接腳而停止振蕩。于測試引線檢測模式期間，若測試引線接腳插入具有分離式接觸金屬片的插口(jack)，其振蕩單元將自動停止振蕩，并維持靜態(tài)(quiescentstate)輸出。反之，若其測試引線接腳不插入具有分離式接觸金屬片的插口，振蕩單元將依據(jù)振蕩電路產生一預期頻率的波形。操作于熔絲破壞模式期間，測試引線插入輸入插口。于電流測量模式期間，當一測試引線接腳插入具有分離式接觸金屬片的差口，則防護單元與分流器形成一串并聯(lián)電路。比較分流器與防護單元的阻抗，其分流器阻抗可忽略，且跨接分流器兩端的電壓降與注入電流成比例關系。文檔編號G01R31/00GK101126788SQ20061011591公開日2008年2月20日申請日期2006年8月18日優(yōu)先權日2006年8月18日發(fā)明者武震裕,蕭文清,蔡森貴申請人:威華電子股份有限公司