摘 要： 采用快速檢測(cè)儀器檢驗(yàn)電纜端子壓接等效電阻RT時(shí),，可能出現(xiàn)超出標(biāo)準(zhǔn)值13.4 Ω以下時(shí)仍被判定為合格品的風(fēng)險(xiǎn),，導(dǎo)致檢驗(yàn)誤判。為此,，通過(guò)對(duì)通信電纜端子壓接的等效電阻分析,，設(shè)計(jì)了應(yīng)用單片機(jī)控制的精密檢測(cè)電路和相關(guān)程序，應(yīng)用效果證明能夠滿足企業(yè)進(jìn)行批量電纜端子壓接質(zhì)量檢驗(yàn)要求,。
關(guān)鍵詞： 通信電纜,；壓接質(zhì)量；等效電阻,；檢驗(yàn)誤判,；精密檢測(cè)
0 引言
對(duì)于小于4芯的電纜端子壓接質(zhì)量檢測(cè)，一般采取壓接壓力檢測(cè),、壓接斷面光學(xué)成像分析方法,。而對(duì)于8～128芯的數(shù)字通信電纜端子壓接質(zhì)量檢測(cè)采取上述方法檢測(cè)則會(huì)因芯線多、線徑小等導(dǎo)致檢測(cè)效率非常低,、誤差大,，無(wú)法應(yīng)用于企業(yè)批量生產(chǎn)之中。針對(duì)企業(yè)用于局用數(shù)字程控交換機(jī)的32芯0.4 mm線徑的數(shù)字通信電纜端子壓接質(zhì)量問(wèn)題,，通過(guò)端子壓接質(zhì)量分析研究,，設(shè)計(jì)開發(fā)了一種通信電纜端子壓接質(zhì)量快速與精密檢測(cè)儀器。
1 電纜壓接后檢測(cè)參數(shù)選擇
1.1 端子壓接后等效電阻結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)要求
用于局用數(shù)字程控交換機(jī)的用戶電纜和中繼電纜一般采用32芯或64芯電纜,，線徑0.4 mm,，由于機(jī)房大小、結(jié)構(gòu)布局不同,，需要的電纜長(zhǎng)度一般在4～30 m之間,。試驗(yàn)證明，可以通過(guò)檢測(cè)壓接端子后的電纜等效電阻值判定壓接質(zhì)量,。等效電阻RT由端子與插座插接后的接觸電阻RT1,、端子與銅線壓接后的壓接電阻RT2和銅芯線電阻RT3三部分串聯(lián)構(gòu)成。
根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和電纜長(zhǎng)度,、線徑等可確定允許的最大直流等效電阻可用下列公式進(jìn)行計(jì)算：
RT=2×（RT1+RT2）+RT3（1）
對(duì)線徑為0.4 mm的銅芯線電纜而言,，RT1＝36 mΩ，RT2＝1.5 mΩ,，4～30 m對(duì)應(yīng)的RT3＝592～4 440 mΩ,。通過(guò)式（1）可知，RT的取值范圍是667～4 515 mΩ,。設(shè)計(jì)時(shí)按照500～5 000 mΩ考慮,。
1.2 精密檢測(cè)取樣參數(shù)與電路設(shè)計(jì)
快速檢測(cè)具有檢測(cè)速度快、效率高的優(yōu)點(diǎn),，但對(duì)于端子壓接工藝和質(zhì)量不穩(wěn)定情況下,，會(huì)存在很大誤判斷問(wèn)題,，這時(shí)應(yīng)采取精密檢測(cè)方法保障檢測(cè)效果。精密檢測(cè)取樣電路由圖1和圖2構(gòu)成[1],。
在圖1中，當(dāng)電纜沒有開路,、錯(cuò)位質(zhì)量故障時(shí),，A0～A31端的電纜等效電阻RT≤7 000 mΩ時(shí)，對(duì)A0～A31端分別取樣進(jìn)行精密測(cè)量,。在綜合考慮IC100～I(xiàn)C131輸入端低電平應(yīng)≤0.7 V和圖2中運(yùn)算放大器輸入靈敏度兼容情況下,，取恒流源IS的輸出電流為10±0.5 mA，Re0～Re31＝33 Ω±5%,，Vces≤0.1±0.05 V,。由圖1分析可知[2]：
VA=IS·（RT+Re）+Vces（2）
VB=IS·Re+Vces（3）
因此可以計(jì)算出VA采樣取值范圍是0.353～0.566 V，VB的采樣取值范圍是0.348～0.384 V,。為此圖2中選用OPA335運(yùn)算放大器,，其輸入電壓范圍是0～3 V（單電源供電時(shí)），最大輸入失調(diào)電壓為5 μV,。圖2中運(yùn)算放大器輸出電壓V0～V31可由式（4）計(jì)算,。
由于OPA335的最大輸入失調(diào)電流是70 pA，在設(shè)計(jì)中控制最大輸入電流在0.1～1 mA之間,，選擇RA＝RB＝2 kΩ±5%,，R1＝RF＝33 kΩ±5%，電壓增益為16.5,，輸出電壓范圍0～3.6 V,。
2 測(cè)量分析電路設(shè)計(jì)
2.1 A/D轉(zhuǎn)換與分析電路設(shè)計(jì)
在圖3中，A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0809的輸入端IN0~IN7分別與圖2中運(yùn)算放大器的輸出端V0～V7連接,，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為8位數(shù)字輸出信號(hào),，并傳送給單片機(jī)的D0～D7端口，由單片機(jī)進(jìn)行分析運(yùn)算,。32路模擬輸出信號(hào)共需要4塊ADC0809電路進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換,。單片機(jī)P0.0～P0.7端口接收ADC0809輸出的8位數(shù)字信號(hào)后進(jìn)行分析運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出到74LS373鎖存器中備用,。
2.2 存儲(chǔ)與計(jì)數(shù)控制電路設(shè)計(jì)
存儲(chǔ)與計(jì)數(shù)控制電路設(shè)計(jì)如圖4所示,。圖中，74LS373鎖存器的D0~D7端口分別與圖3中單片機(jī)和ADC0809的D0~D7對(duì)應(yīng)連接,，74LS163構(gòu)成8位計(jì)數(shù)器,，其輸出端ADDA～ADDC分別與圖3中ADC0809的ADDA～ADDC對(duì)接。通過(guò)計(jì)數(shù)器同步控制模數(shù)轉(zhuǎn)換,、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析計(jì)算,。
3 電纜等效電阻檢測(cè)程序設(shè)計(jì)
3.1 標(biāo)準(zhǔn)等效電阻值確定
端子壓接后電纜等效電阻的標(biāo)準(zhǔn)值因電纜長(zhǎng)度不同而有差異,。可采用預(yù)先設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值和自動(dòng)確定標(biāo)準(zhǔn)值兩種方法,。對(duì)線徑為0.4 mm的銅芯線電纜,，預(yù)先設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)值RT標(biāo)準(zhǔn)可按照式（5）進(jìn)行計(jì)算：
RT標(biāo)準(zhǔn)=75+148·L（5）
其中，L是電纜長(zhǎng)度,，單位為m,；RT標(biāo)準(zhǔn)的單位是mΩ。
自動(dòng)確定標(biāo)準(zhǔn)值方法是以正常工藝在質(zhì)量穩(wěn)定情況下,，將首根檢驗(yàn)的壓接端子的電纜作為樣品,，對(duì)32個(gè)芯線等效電阻進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)對(duì)比，選取其中的最小值,，然后乘以系數(shù)1.05作為標(biāo)準(zhǔn)值,。
3.2 自動(dòng)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)值程序設(shè)計(jì)
標(biāo)準(zhǔn)等效電阻值存放于I2C存儲(chǔ)器AT24C08中。讀,、寫函數(shù)如下[3],。
sbit SDA=P1^1；
sbit SCL=P1^2,；
//寫數(shù)據(jù)
bit write 8 bit（unsigned char input）
{unsigned char temp,；
for（temp=8；temp!=0,；temp--）{
SDA=（bit）（input&0x80）,；
SCL=1；
SCL=0,；
input=input<<1,；
}
}
//讀數(shù)據(jù)
unsigned char Read8Bit（）
{unsigned char temp，rbyte=0,；
for（temp=8,；temp!=0；temp--）{
SCL=1,；
rbyte=rbyte<<1,；
rbyte=rbyte|（（unsigned char）（SDA））；
SCL=0,；
}
}
3.3 檢測(cè)程序設(shè)計(jì)
多路通信電纜端子精密檢測(cè)的主程序流程圖如圖5所示,。
以下為采集的主要函數(shù)，假設(shè)通道數(shù)為36路,。
#include<absacc.h>
#include<red51.h>
#include IN0 XBYTE[0x7ff8]
sbit AD_EOC=P3^2,；
void ad0809（unsigned char*x）
{unsigned char i；
unsigned char*ad_adr；
ad_adr=&IN0,；
for（i=0,；i<36；i++）
{*ad_adr=0,；
_Nop（）,；
_Nop（）；
while（AD_EOC==0）,；
x[i]=*ad_adr,；
ad_adr++；
}
}
4 批量檢測(cè)結(jié)果分析
分別對(duì)6 m和20 m壓接端子的電纜共238根進(jìn)行精密檢測(cè),，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。
通過(guò)精密檢測(cè)發(fā)現(xiàn),，RT平均符合標(biāo)準(zhǔn)要求,。6 m電纜的不合格率為9.41%，20 m電纜的不合格率為13.73%,。對(duì)超標(biāo)準(zhǔn)不合格的29根電纜進(jìn)行解剖分析,，發(fā)現(xiàn)接觸電阻超標(biāo)14根，壓接電阻超標(biāo)9根,，纜線電阻超標(biāo)6根,。通過(guò)對(duì)等效電阻超標(biāo)產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，有針對(duì)性地制定工藝改進(jìn)措施后,，經(jīng)過(guò)精密檢測(cè)不合格率小于1.1%,，能夠滿足生產(chǎn)質(zhì)量要求。
參考文獻(xiàn)
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