無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀的開發(fā)與應(yīng)用

【摘 要】本文介紹的多功能無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀，主要用來(lái)測(cè)試弱電信號(hào)，既能對(duì)直流電路進(jìn)行測(cè)試，又能對(duì)交流電路進(jìn)行測(cè)試，克服了普通的測(cè)電筆不能進(jìn)行綜合測(cè)試的缺點(diǎn)。該設(shè)備還能在絕緣的工作線路中感應(yīng)到電信號(hào)，當(dāng)帶絕緣膠皮的線路斷路時(shí)，能快速檢測(cè)到斷路點(diǎn)。可以為汽車和數(shù)控機(jī)床的電氣方面的故障排除提供一種便捷的測(cè)試方法。

【關(guān)鍵詞】無(wú)線式 電器設(shè)備 檢測(cè)儀 綜合測(cè)試 斷路點(diǎn) 測(cè)試方法

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2017）01C-0187-02

隨著汽車制造業(yè)和數(shù)控技術(shù)的迅猛發(fā)展，家用汽車和數(shù)控機(jī)床的保有量逐年遞增，在進(jìn)行汽車和數(shù)控機(jī)床維修時(shí)電氣故障占有很大的比重。判斷汽車電氣線路的故障點(diǎn)目前常用的是試燈，市面上的試燈尾部都有1根引出線，需要尋找合適的搭鐵點(diǎn)，比較麻煩，另外主要靠氖管的發(fā)光來(lái)驗(yàn)電，有時(shí)候顯示不夠醒目，靈敏度不夠高。汽車檢測(cè)另一種常用的儀器是診斷儀，診斷儀價(jià)格昂貴，體積較大，需要定期升級(jí)才能使用。在判斷數(shù)控機(jī)床的電氣線路方面的故障時(shí)往往采用的是萬(wàn)用表，判斷是否有斷路點(diǎn)測(cè)電阻要求斷電測(cè)量，這就需要頻繁地開關(guān)機(jī)，迫于距離所限有時(shí)還需外加延長(zhǎng)線，效率很低。

本文介紹的無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀主要用于一些弱電信號(hào)的測(cè)試，例如汽車上經(jīng)常測(cè)試12V線路的導(dǎo)通，數(shù)控機(jī)床上經(jīng)常測(cè)定24V線路的通斷情況等。本設(shè)備是不需要引出線的，內(nèi)部主要靠三極管的放大作用，把微弱的電信號(hào)放大，根據(jù)發(fā)光二極管發(fā)光情況來(lái)判斷。

一、無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）外觀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本設(shè)備可在測(cè)電筆的基礎(chǔ)上改進(jìn)，也可設(shè)計(jì)為其他便攜的外觀結(jié)構(gòu)，如像手機(jī)形狀的。圖1為在測(cè)電筆的基礎(chǔ)上改進(jìn)的外觀結(jié)構(gòu)。

此無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀的外觀結(jié)構(gòu)主要由1-金屬平頭端頭、2-透明殼體、6-測(cè)試筆端組成。透明殼體2左端與金屬平頭端頭1相連，右端與測(cè)試端子6在外部相連。透明殼體2的內(nèi)部從左到右主要有電路板3、限流碳電阻4和彈簧5組成，彈簧的右側(cè)與測(cè)試筆端6內(nèi)部連接，這些部件共同組成了檢測(cè)儀的外觀結(jié)構(gòu)。

（二）電路板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電路板是無(wú)線式電器設(shè)備該檢測(cè)儀的核心部件，圖2為電路板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

電路板內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由7-3 V干電池，8-發(fā)光二極管，9-三極管，10-三極管、11-無(wú)極電容組成。電路板內(nèi)部的三極管10的基集b與限流碳電阻4連接，電路板的手摸極與金屬平頭端頭1連接，其中無(wú)極電容11起到抗信號(hào)干擾的作用，這些元件共同組成了該無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀的電路板。

二、無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀的工作原理

當(dāng)三極管10的基極b檢測(cè)到電流信號(hào)或感應(yīng)信號(hào)時(shí)，由于三極管10和三極管9的高倍放大作用，在三極管9上產(chǎn)生較大的集電極電流，推動(dòng)發(fā)光二極管8發(fā)光指示。

由于三極管10的發(fā)射極電流直接作為三極管9的基極電流，相當(dāng)于信號(hào)經(jīng)過(guò)兩次放大，電路的探測(cè)靈敏度提高。為了人體的安全，串接了限流碳電阻4。

三、無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀的用途及測(cè)試方法

（一）接觸正極測(cè)試

當(dāng)圖1中的測(cè)試筆端6接線路正極時(shí)，人體接觸金屬平頭端頭1時(shí)，相當(dāng)于和電路板的手摸極相連，形成正偏置電路。圖2中的三極管10的基極b有電流，其集電極c和發(fā)射極e導(dǎo)通，同時(shí)三極管9的基極b有電，其集電極c和發(fā)射極e也導(dǎo)通，電流從能充電的3 V干電池7的正極流向發(fā)光二極管8、三極管9通向能充電3 V干電池7的負(fù)極形成回路，發(fā)光二極管8有電流通過(guò)時(shí)點(diǎn)亮。若此線路沒(méi)有電流通過(guò)，三極管9、三極管10不導(dǎo)通，發(fā)光二極管8不發(fā)光。由此可斷定此線路為斷路。

（二）接觸負(fù)極測(cè)試

當(dāng)圖1中的測(cè)試筆端6接線路負(fù)極時(shí)，人體接觸金屬平頭端頭1時(shí)，能形成負(fù)偏置電路。圖2中的三極管10的基極b有電流，其集電極c和發(fā)射極e導(dǎo)通，同時(shí)三極管9的基極b有電，其集電極c和發(fā)射極e也導(dǎo)通，電流從能充電的3 V干電池7的正極流向發(fā)光二極管8、三極管9通向能充電3 V干電池7的負(fù)極形成回路，發(fā)光二極管8有電流通過(guò)時(shí)點(diǎn)亮。若此線路沒(méi)有電流通過(guò)，三極管9、三極管10不導(dǎo)通，發(fā)光二極管8不發(fā)光。也斷定此線路為斷路。

（三）接觸絕緣線路

當(dāng)有信號(hào)干擾時(shí)，就會(huì)接通三極管9和10的門檻電路，使相應(yīng)的集電極c和發(fā)射集b接通，這時(shí)發(fā)光二極管也會(huì)亮，引起錯(cuò)誤的提示。為了解決此問(wèn)題，在三極管10的基集b極與干電池正極之間加裝一個(gè)無(wú)極電容吸收干擾信號(hào)。

當(dāng)圖1中用測(cè)試筆端2接觸絕緣的線路，人體接觸平頭端頭1時(shí)，若此線路有電流通過(guò)就產(chǎn)生電弧及電信號(hào)，該檢測(cè)儀就能感應(yīng)到電信號(hào)，形成偏置電路。圖2中的三極管10的基極b有電流，其集電極c和發(fā)射極e導(dǎo)通，同時(shí)三極管9的基極b有電，其集電極c和發(fā)射極e也導(dǎo)通，電流從能充電的3 V干電池7的正極流向發(fā)光二極管8、三極管9通向能充電3 V干電池7的負(fù)極形成回路，發(fā)光二極管8有電流通過(guò)時(shí)點(diǎn)亮。若此線路沒(méi)有電流通過(guò)，三極管9、三極管10不導(dǎo)通，發(fā)光二極管8不發(fā)光。斷定此線路為斷路。

此無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀實(shí)現(xiàn)的上述三個(gè)技術(shù)問(wèn)題，無(wú)論是接觸正極、負(fù)極，還是絕緣層，只要有微弱的電信號(hào)，都能接通偏置電路，從而發(fā)光二極管上都能加上3 V的電壓，發(fā)出很亮的光，測(cè)試非常靈敏。市面上現(xiàn)有的交流測(cè)試電筆只能對(duì)交流電路進(jìn)行測(cè)試和直流測(cè)試電筆只能對(duì)直流電路進(jìn)行測(cè)試，不能進(jìn)行綜合測(cè)試，測(cè)錯(cuò)時(shí)不能工作，電路在工作時(shí)產(chǎn)生電弧及電信號(hào)，并且直流測(cè)試電筆和交流測(cè)試電筆都不能在絕緣的工作線路中感應(yīng)到電信號(hào)，當(dāng)帶絕緣膠的線路斷路時(shí)，無(wú)法檢測(cè)到斷路點(diǎn)。此無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀則很好地解決了這些問(wèn)題。

四、結(jié)語(yǔ)

本文所研究和開發(fā)的這種新型的無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀，已經(jīng)申請(qǐng)了相關(guān)的專利，并且還申請(qǐng)了2015年度廣西高校科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目。該產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮到了地域優(yōu)勢(shì)，主要針對(duì)電路檢測(cè)復(fù)雜的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)上結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，造價(jià)便宜，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，適合的領(lǐng)域比較廣泛，能夠適用于汽車、機(jī)床、生產(chǎn)線等電路、電器元件設(shè)備的線路斷路檢測(cè)，能使電氣技術(shù)人員的工作效率和安全性得到了很大的提高。該裝置無(wú)論是在技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益方面都有很好的推廣價(jià)值。首先，研發(fā)出來(lái)的檢測(cè)儀可以用來(lái)作為學(xué)校的實(shí)踐教學(xué)檢測(cè)設(shè)備，成本低，占地空間小，不受場(chǎng)地限制。其次，可以應(yīng)用到比賽訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)，如果應(yīng)用較好，可進(jìn)一步在汽車4S店、數(shù)控維修企業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

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[3]譚克誠(chéng)，于鐘凌，張麗麗，等.多功能電路測(cè)試電筆（專利號(hào)：ZL 2014 2 0785402.2），2015.5

【基金項(xiàng)目】2015年度廣西高校科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目“無(wú)線式電器設(shè)備檢測(cè)儀的開發(fā)與應(yīng)用”（KY2015YB473）

【作者簡(jiǎn)介】張麗麗（1979— ），女，河南淮陽(yáng)人，碩士，柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：電機(jī)與電氣控制、液壓與氣動(dòng)控制、PLC控制等。

（責(zé)編 黎 原）