专利名称：数字直读式电缆校线器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种校线装置，特别是涉及一种可以在待测多芯电缆端直接任意读 取线号信息，避免寻找线号操作的数字直读式电缆校线器。
背景技术：
在自动化工程施工中，大量使用多芯电缆作为各种现场控制仪表、设备与中控室控 制系统之间的信号传输介质，在施工接线时，需要对电缆进行绝缘、导通性能测试，尤 其需要确认每一根芯线所对应的电缆线号是否两端对应，以保证仪表上各种信号、电源 的电缆正确连接，这种确认过程称其为校线工序。
传统的校线方法是需要两名技术熟练的、并且对图纸清楚的、配合默契的技术人员， 使用对讲机和万用表，在电缆一端利用屏蔽线等公共线，通过逐一短接电缆一端的芯线， 用万用表在另一端进行寻找对应芯线并测量通断的方法，通过对讲机通信沟通，进行多 次测量短接、断开操作来确认并标记线号。
但在实际工作中发现，由于人员的技术熟练程度不一样，在嘈杂环境中使用对讲机 进行语音沟通过程中，难免造成错误或误差，在随后的上电调试中发现仪表不能正常工 作，甚至由于错误接线造成仪表烧毁情况时有发生，査找接线错误并改正又会浪费大量 工时，进而影响整个工程进度的顺利进行。
发明内容
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种仅需一人操作，不用对讲 机，只要点触任意芯线就可以直读出电缆线号数字，大大提高校线工作效率和准确性的 数字直读式电缆校线器。
本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是 一种数字直读 式电缆校线器，包括有发送器和接收器，所述的发送器分别与被测多芯电缆同一端的公 共线及被测芯线相连，通过电缆传送信号，所述的接收器分别与被测多芯电缆另一端的 公共线及被测芯线相连，接收所传送的信号。
所述的发送器向被测多芯电缆的每一芯线发送不同的串行数据编码，并为公共线提 供中点参考电压。
所述的发送器包括有第一单片机U1、 2.5V公共线输出单元、与第一单片机输入端相 连的地址设定单元、以及分别与第一单片机输出端及2. 5V公共线输出单元的输出端相连 的用于连接被测的多芯电缆同一端的公共线及被测芯线的接线端子。
所述的发送器还设置有与第一单片机输出端相连的用于显示发送器工作状态的发光二极管。
所述的发送器设置有一个或一个以上。
所述的接收器包括有第二单片机、输入端分别与被测芯线及公共线相连、输出端与 第二单片机的输入端相连的电缆数据信号处理放大电路、以及与第二单片机的输出端相
连的显示电路。
所述的接收器还设置有电池单元。
所述的接收器为笔形结构，其中，与被测芯线相连的探针探头和与公共线相连的线 夹设置在笔形结构的端部，第二单片机、信号处理放大电路、显示电路、电池单元设置 在笔形结构的内部，显示电路的显示部分设置在笔壳上。
本实用新型具有的优点和积极效果是本实用新型的数字直读式电缆校线器，结构 简单，成本低廉，仅需一人操作，不用对讲机，并且使用类似试电笔型的便携仪器，点 触任意芯线就可以直读出电缆线号数字，大大提高校线工作效率和准确性。可以在待测 多芯电缆端直接任意读取线号信息，避免寻找线号操作，直接高效。


图1是本实用新型发送器的电路原理图； 图2是本实用新型接收器的电路原理图。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合 附图详细说明本实用新型的数字直读式电缆校线器如下-
本实用新型的数字直读式电缆校线器，是根据如下原理进行设计的
一般单片机之间可以利用本身自带的串行输入输出端口进行通信，但是每个单片机 只自带一套串口，而本设计需要发送器在每一个用到的端口发送不同的串行编码。而接 收器直接利用单片机的串行接口作为接收端口 ，发送器要求在每一个端口都要模拟出串 行输出信号，并且每一个端口都要有不同编码，为了能够在普通端口仿真出串行输出口 来，需要分析串行数据协议如下
在无数据通讯时，端口电平保持高电平。开始传输数据时，首先由一个低电平作为 起始位，紧接着由低位到高位按照顺序进行八位数据位传输，最后由高电平结束这一个 字节的传输。每一位电平维持时间由比特率决定。
本实用新型的数字直读式电缆校线器，基本型所使用的串行数据格式包含一个八位 的二进制数据，高四位代表发送器的地址设定，以便于扩展可测量端口数量，最多可有 16个发送器同时发送，低四位代表本发送器的端口地址号，共有16条芯线可以编码，前
后两者结合起来可以对总共256芯的屏蔽电缆进行同时校线。
为了解决长距离串行数据可靠传输问题，本实用新型的数字直读式电缆校线器采用
4在发送器产生一稳定的2.5V中间电压值作为公共线，在每一端口输出高低电平时，对于 公共线将产生一个或正或负的偏压，通过长线电缆后，在接收器的终端电阻上将产生电 流分压，通过运算放大器对这个分压进行放大后输入接收器单片机进行解码显示，因此 仅使用普通运放做收发器件，成本低廉。
为克服现场各种各样类型的数据干扰，比特率选择尽量降低，根据实际测试感觉， 所有通道在一秒钟左右刷新一次比较合适，经计算每一位时间大约为7ms，发送器和接收 器将按照约定的比特率进行通讯。
本实用新型的数字直读式电缆校线器，包括有发送器和接收器，所述的发送器分别 与被测多芯电缆同一端的公共线及被测芯线相连，通过电缆传送信号，即，向多芯电缆 每一芯线发送不同的双线差动电压格式的串行数据编码。所述的接收器分别与被测多芯 电缆另一端的公共线及被测芯线相连，接收所传送的信号，在接收器中进行数据解码并 显示。
所述的发送器向被测多芯电缆的每一芯线发送不同的串行数据编码，并为公共线提 供中点参考电压。
如图l所示，所述的发送器包括有第一单片机U1、 2.5V公共线输出单元S1、与第一 单片机Ul输入端相连的地址设定单元DIP、以及分别与第一单片机Ul输出端及2. 5V公 共线输出单元S1的输出端相连的用于连接被测的多芯电缆同一端的公共线及被测芯线的 接线端子Jll、 J12。
所述的发送器还设置有与第一单片机U1输出端相连的用于显示发送器工作状态的发 光二极管LEDl-8、 LED9-16。
图1中，BT1: 4节镍镉充电电池串联组成5V电源；Sl:电源开关；U1A: LM358运
放，用于产生中点电压输出，电阻R18/R19:用于分压；地址设定单元DIP:用于发送器
地址设定；第一单片机U1、晶振X1、电容C1、 C2、 C3和电阻R17:微处理器最小系统；
Jll、 J12:输出接线端子。
本实用新型的数字直读式电缆校线器，将主要在现场使用，因此使用可充电电池比较
经济方便，微处理器供电要求范围在4.0-5.5V，可直接用四节5H镍镉电池串联得到，更 换充电也很方便。
地址设定单元DIP由4位DIP开关设定，连接到第一单片机Ul输入端口 。 2. 5V公共线输出单元Sl由两只等值电阻R18/R19产生1/2VCC电压，经运算放大器 U3A扩流稳定后输出给公共线使用。
通过第一单片机Ul的16个通用端口将分别连接LED指示输出状态，并通过两只9 针串口D型连接器输出，配套的每个9针连接器连接快速接线端子排(或8只小鳄鱼夹， 为避免短路，连线长度应不同)和一条公共线，方便根据现场被测芯线数量需要进行组 合插接，当因频繁使用损坏后也方便更换。
如图2所示，所述的接收器包括有第二单片机U2、输入端分别与被测芯线及公共线
5相连、输出端与第二单片机U2的输入端相连的电缆数据信号处理放大电路S2、以及与第 二单片机U2的输出端相连的显示电路S3。所述的接收器还设置有电池单元S4。
接收器外观考虑到便携和使用方便，所述的接收器为笔形结构，其中，与被测芯线 相连的探针探头Jl和与公共线相连的公共线夹J2设置在笔形结构的壳体的端部，第二 单片机U2、信号处理放大电路S2、显示电路S3、电池单元S4设置在笔形结构的内部， 显示电路S3的显示部分设置在笔壳上，可以做成前部壳体上设有两位数的数码管LED， 壳体中部拇指部位是一个电源按钮。
图2中，BT2: 4节充电电池串联组成5V电源；SW1:电源开关；LED17、电阻R26: 电源供电显示；Jl:检测用探针探头；J2:公共线夹，连接发送器的中点电压公共线； 电阻R23:信号检测电阻；U4A: LM358运放；用于放大检测电阻R23上的电流分压；电 阻R24、 R25:用于提供正确的初始电压给单片机；Ql、 Q2:数码管推动三极管；电阻R21、
R22:三极管限流电阻；DS3:双位LED数码管，用于显示线号信息；第二单片机U2、晶
振X2、电容C4、 C5、 C6和电阻R20:微处理器最小系统。
显示电路S3采用LED数码管可保证在复杂现场光线条件下清晰可靠阅读，两位数字 的前一位代表发送器的编码地址，后一位代表了所测线芯的编号，数字采取16进制显示， 如果没有数据接收到，短暂延时后LED将不显示，等待接收下一位数据，实际使用中随 着数据传送，大约每一秒闪烁显示一次数据。
信号处理放大部分由一只普通运放U4A实现，终端电阻R23接运放U4A的正负输入 端，运放U4A的输出接第二单片机U2的串行数据接收端，为保证无信号时输出为高电平， 加入电阻R24、 R25实现微弱电平迁移，当发送器发送过来高低电平时，在终端电阻R23 上将产生电流分压，此微弱差动电压经运放U4A放大成标准TTL电平后输入给第二单片 机U2解码显示。
本实用新型的数字直读式电缆校线器的使用方法
在电缆一端处理好端头，对应图纸套好线号标签，选择电缆屏蔽线或有标识的芯线 作为公共线与发送器公共线连接，使用发送器接线端子按照编号顺序连接电缆其它芯线， 打开电源，开始对电缆发送编码数据，在另一端使用接收器的公共线与电缆公共线连接， 即可使用探针逐一测试其它芯线，读取芯线编码，对照图纸套好对应线号标签，即完成 一次校线工作，如果需要效验的芯线超过16芯，可以用两台以上发送器，设定不同地址， 一次完成所有工作。
权利要求1.一种数字直读式电缆校线器，其特征是包括有发送器和接收器，所述的发送器分别与被测多芯电缆同一端的公共线及被测芯线相连，通过电缆传送信号，所述的接收器分别与被测多芯电缆另一端的公共线及被测芯线相连，接收所传送的信号。
2. 根据权利要求l所述的数字直读式电缆校线器，其特征是所述的发送器向被测 多芯电缆的每一芯线发送不同的串行数据编码，并为公共线提供中点参考电压。
3. 根据权利要求1所述的数字直读式电缆校线器，其特征是所述的发送器包括有 第一单片机(Ul) 、 2.5V公共线输出单元(Sl)、与第一单片机(Ul)输入端相连的地址设定单元(DIP)、以及分别与第一单片机(Ul)输出端及2.5V公共线输出单元(Sl) 的输出端相连的用于连接被测的多芯电缆同一端的公共线及被测芯线的接线端子(Jll、 J12)。
4. 根据权利要求2所述的数字直读式电缆校线器，其特征是所述的发送器还设置 有与第一单片机(Ul)输出端相连的用于显示发送器工作状态的发光二极管(LEDl-8、 LED9-16)。
5. 根据权利要求l所述的数字直读式电缆校线器，其特征是所述的发送器设置有 一个或一个以上。
6. 根据权利要求l所述的数字直读式电缆校线器，其特征是所述的接收器包括有第二单片机(U2)、输入端分别与被测芯线及公共线相连、输出端与第二单片机(U2) 的输入端相连的电缆数据信号处理放大电路(S2)、以及与第二单片机(U2)的输出端 相连的显示电路(S3)。
7. 根据权利要求l所述的数字直读式电缆校线器，其特征是所述的接收器还设置 有电池单元(S4)。
8. 根据权利要求6或7所述的数字直读式电缆校线器，其特征是所述的接收器为 笔形结构，其中，与被测芯线相连的探针探头和与公共线相连的线夹设置在笔形结构的 端部，第二单片机(U2)、信号处理放大电路(S2)、显示电路(S3)、电池单元(S4) 设置在笔形结构的内部，显示电路(S3)的显示部分设置在笔壳上。
专利摘要一种数字直读式电缆校线器，有发送器和接收器，发送器分别与被测多芯电缆同一端的公共线及被测芯线相连，通过电缆传送信号，接收器分别与被测多芯电缆另一端的公共线及被测芯线相连，接收所传送的信号。发送器有第一单片机、公共线输出单元、与第一单片机输入端相连的地址设定单元、分别与第一单片机输出端及公共线输出单元的输出端相连的用于连接被测的多芯电缆同一端的公共线及被测芯线的接线端子。接收器有第二单片机、输入端分别与被测芯线及公共线相连、输出端与第二单片机的输入端相连的电缆数据信号处理放大电路、与第二单片机的输出端相连的显示电路。本实用新型结构简单，只通过笔型的便携仪器，点触任意芯线就可以直读出电缆线号数字。
文档编号G01R31/02GK201421483SQ20092009589
公开日2010年3月10日 申请日期2009年3月17日 优先权日2009年3月17日
发明者魏桐国 申请人:魏桐国