排線測試裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

孫緒英

許繼電氣股份有限公司柔性輸電分公司 河南省許昌市461000控制電路、通訊板等 PCB 板之間的連接大多有排線連接，其排線端頭壓接的好壞與控制及通訊質(zhì)量密切相關(guān)，在調(diào)試的過程中，由排線故障引起的電路故障時常發(fā)生甚至?xí)鹪骷p毀，排線的排查若采用人工手動測試，對壓接后的線纜逐一進(jìn)行接線通電檢測，操作較為繁瑣。

尋求解決方法

市面上利用 cpu 的 IO 檢測裝置成本較高，利用電壓比較器的方法其電路又比較復(fù)雜，而利用排針作為回路觸點(diǎn)，自行設(shè)計(jì)、開發(fā)、安裝簡易排線測試裝置，成為降低生產(chǎn)成本，提高效率的有效途徑排線的壓接，是將一排線纜置于 ffc 連接器端子上，利用壓接鉗將排線壓合在 ffc 端子上，由于操作者原因會導(dǎo)致排線壓接出現(xiàn)質(zhì)量問題，一種是導(dǎo)通不良，另一種是出現(xiàn)短路故障，導(dǎo)通不良容易檢測出來，而短路故障測試時，若采用手動測試，每個插針端子均要與其相鄰的端子進(jìn)行測試，以判別是否發(fā)生短路現(xiàn)象，如圖一，端子 1 與 2、3 測試，3與 1、2、4、5 測試……

而對于 40 針的排線，其測試次數(shù)為：

C401×4-39-4=121

一個 40 針排線測試需耗時 10 分鐘。

設(shè)計(jì)測試工裝

確定裝置的結(jié)構(gòu)

1） 指示燈

裝置要有一組顯示排線導(dǎo)通良好的指示燈，以顯示每根排線端子壓接良好。

2） ffc 連接器端子

一組連接器端子

3） 測試按鈕

4） 電源

短路故障原因一：排線的插針，其結(jié)構(gòu)形式為兩排，兩排插針的排列并非橫向?qū)R，而是相互交錯，且上層的第一針與下層的第一、二針均有重疊部分。

如圖二所示，紅色標(biāo)注表示上下排針重現(xiàn)的重疊現(xiàn)象，由于操作者原因，在插針上放置排線時，其排線的弧形凸起沒有放置進(jìn)插針的 V 性槽內(nèi)，壓接出現(xiàn)錯位，如圖三所示導(dǎo)線同時與壓針 1、2 接通，其表現(xiàn)形式為上排插針與下排插針出現(xiàn)短路

短路故障原因二：由于插針為片式形狀，當(dāng)壓接上端口與排針碰觸、擠壓時其容易出現(xiàn)彎曲，彎曲方向一般表現(xiàn)為平彎，由于上下兩列排針間距只有1mm，而排針高度是 2.5mm，從而引起上下兩層插針的連接，即圖示三中 1與 2 所在的兩排壓針短接。

由產(chǎn)生短路的兩種原因分析得出結(jié)論，短路的表現(xiàn)形式就是排針兩列短接！只要測出兩列排針出現(xiàn)短接，即可判別排線出現(xiàn)故障。則將排線的兩列排針一列并聯(lián)接入正電源，另一列分別串入電路中進(jìn)行測試，如圖四所示

導(dǎo)通測試時使用一對插座，一個插座的奇數(shù)端與另一插座的偶數(shù)端接入負(fù)極，另一端分別串聯(lián)至電阻線路中，通過兩個端子實(shí)現(xiàn)對排線整個端子的導(dǎo)通測試，排線每個端子壓接良好，則發(fā)光二極管全部點(diǎn)亮。而短路測試只需要使用一個端子即可判別端子的壓接出現(xiàn)故障，在實(shí)際的電路設(shè)計(jì)中，是將紅色標(biāo)注區(qū)域借用了導(dǎo)通測試中的線路及元件（如圖四）。

由此我們設(shè)計(jì)出排線的測試電路圖如圖示五，其為 26 針排線插座，為減少使用的發(fā)光二極管數(shù)量，使面板上觀察測試信號容易辨別，采用 10 針、16針、20 針、26 針公用 40 針的信號燈線路，因會發(fā)生線路板線路的交叉，使用一層 PCB 板無法完成線路布局，所以決定采用 4 層 PCB 板進(jìn)行電路設(shè)計(jì);電路中上下插座分別將奇數(shù)、偶數(shù)端接至負(fù)電，兩個插座的另一端分別串入電阻及信號燈電路中，插入排線導(dǎo)通線路后，信號燈即可點(diǎn)亮，表明端子壓接良好，如有信號燈不亮，則可判別端子壓接不良;而下部的端子為短路測試用。

短路測試時，將排線一端插入短路測試的插座上后，按下測試按鈕后發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則說明兩列插針有出現(xiàn)短路現(xiàn)象，經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，對出現(xiàn)的不良排線進(jìn)行測試，僅用時 10 秒;故障檢出率百分之百。

測試時，每個排針均要串入發(fā)光二極管，每次測試?yán)速M(fèi)電池能量較大，使用壽命有限，更換電池會比較頻繁，用電池作為直流電源方案不可取，而采取購置直流電源的方法，又會花費(fèi)幾百元，采用個人廢棄的手機(jī)充電器作為裝置測試的直流電源，經(jīng)實(shí)驗(yàn)切實(shí)可行，其參數(shù)如下：

輸入：AC 110～220V 0.1A 輸出：DC 6V，300mA

串聯(lián)分壓電阻參數(shù)為 ： 5.1k ， I/ 8w

發(fā)光二極管參數(shù)為： 2mA

本文提出了一種基于排線端子串接于線路中的設(shè)計(jì)方法，分析了端子壓接測試原理，設(shè)計(jì)了能夠簡捷地判別端子壓接好壞的測試裝置，其實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明了本設(shè)計(jì)方案的正確性和可行性。