本发明涉及电子雷管,尤其涉及电子雷管延期模块发火元件精密测量电路及其方法。
背景技术:
1、电子雷管延期模块的发火元件是电子雷管延期模块中的一颗核心元件,通常有发火电阻和发火桥丝两种形态,其功能是将电能转换为热能起到引燃药头的作用。发火元件由其电阻值来表征,发火元件的阻值一致性可以确保电子雷管延期模块品质的稳定可靠。因此在生产过程中必须对发火元件进行准确测量。
2、通常的发火元件测试方式按照图2原理示意图来实现,这种测试方式假定顶针和发火元件焊盘测试点间的接触电阻r1、r2近似为0ω可以忽略不计,但实际生产中,接触电阻有些时候可能达到0.1ω左右,而多数小阻值的发火元件阻值在1~2ω左右,这样相对发火元件来说引入的误差超过5%,这种情况是无法接受的。对此虽然理论上也可以采取校准的方式来消除接触电阻r1、r2的影响,但是由于顶针和测试点的接触过程是一个随机过程,所以校准时刻得到的r1、r2值在实际测试时就会改变,所以也校准的方式也不能很好的消除接触电阻带来的影响。
3、公布号为cn117517789a一种电子雷管桥丝测量电路及其方法的发明专利在通用的测试方法上进行了改进,理论上在进行测试时顶针和发火元件焊盘测试点间的接触电阻是稳定不变的,通过开关的切换将接触电阻消除掉。
4、但实际生产环境中存在一定的机械震动,导致接触电阻并非固定值,所以上述测量方式仍存在一定概率测试误差大的情况,需要通s1~s8路开关来进行切换,增加了成本。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供电子雷管延期模块发火元件精密测量电路及其方法,旨在解决现有电子雷管延期模块发火元件测试方法,成本较高的问题。
2、为实现上述目的,第一方面,本发明提供了电子雷管延期模块发火元件精密测量电路,包括电源dc1、开关s1、恒流源u1、电阻r10、发火元件rs、接触电阻r1、接触电阻r2、接触电阻r3、接触电阻r4、放大器、adc、顶针1、顶针2、顶针3、顶针4、测试点tp1、测试点tp2、测试点tp3和测试点tp4;
3、所述开关s1分别与所述电源dc1、所述电阻r10和所述恒流源u1连接,所述电阻r10和所述恒流源u1连接,所述发火元件rs分别与所述测试点tp1、所述测试点tp2、所述测试点tp3和所述测试点tp4连接,所述顶针1分别与所述恒流源u1和所述接触电阻r1连接,所述接触电阻r1与所述测试点tp1连接,所述接触电阻r3分别与所述测试点tp3和所述顶针3连接,所述接触电阻r2分别与所述测试点tp2和所述顶针2连接,所述接触电阻r4分别与所述测试点tp4和所述顶针4连接,所述放大器分别与所述顶针2、所述顶针4和所述adc连接。
4、其中,所述放大器包括运放u2、电阻r5、电阻r6、电阻r7和电阻r8,所述运放u2分别与所述电阻r5、所述电阻r6、所述电阻r7和所述电阻r8连接。
5、第二方面,本发明还提供了电子雷管延期模块发火元件测量方法,包括以下步骤:
6、取校准用的电子雷管延期模块置于测试台上,对所述恒流源u1进行校准,得到恒流源电流i1;
7、将待测所述发火元件rs置于所述测试台上;
8、所述adc读取所述运放u2的电压v2,并基于所述恒流源电流i1计算所述发火元件rs的阻值。
9、其中,所述取校准用的电子雷管延期模块置于测试台上,对所述恒流源u1进行校准,得到恒流源电流i1的具体方式:
10、取校准用的电子雷管延期模块,将其上的发火元件换成高精度已知电阻rc,并至于测试台上;
11、将所述测试点tp1、所述测试点tp2、所述测试点tp3和所述测试点tp4与所述顶针1、所述顶针2、所述顶针3、所述顶针4分别接触,导通所述开关s1;
12、通过所述adc读取所述运放u2的值vc;
13、基于所述电阻rc和所述vc计算所述恒流源u1的输出电流i1。
14、其中,所述adc读取所述运放u2的电压v2,并基于所述恒流源电流i1计算所述发火元件rs的阻值的具体方式:
15、将所述发火元件rs替换已知电阻rc;
16、将所述测试点tp1、所述测试点tp2、所述测试点tp3和所述测试点tp4与所述顶针1、所述顶针2、所述顶针3、所述顶针4分别接触,导通所述开关s1;
17、通过所述adc读取所述运放u2的值v2;
18、基于所述电流i1和所述v2计算所述发火元件rs的阻值。
19、本发明的电子雷管延期模块发火元件精密测量电路,所述dc1给所述恒流源u1提供工作电压,使恒流源能稳定工作,通过所述r10调整恒流源的输出电流i1,使电路能正常工作,并且满足不让发火元件rs融断,i1电流调整为3ma左右,所述恒流源u1输出电流i1经过所述电阻r1流经所述发火元件rs,再由所述r3流经所述顶针到地,
20、由于所述运放u2输入阻抗非常大,所以流经所述顶针2,所述发火元件rs,所述顶针4的电流近似为0。
21、所述发火元件rs上的总电流电流为i1,流经所述发火元件rs产生压差v1:
22、v1=i1*发火元件rs (公式1)
23、由所述运放u2的工作原理可以知道所述运放u2和所述r5,所述r6,所述r7,所述r8组成的所述放大器的放大倍数为amp:
24、
25、所述adc采样到所述运放u2输出的电压v2,可以得到:
26、v2=amp*v1 (公式3)
27、结合公式1、2、3可以求解得到发火元件阻值:
28、
29、该电路采用四顶针的方式来测量发火元件的阻值,利用恒流源电流稳定和运算放大器输入阻抗为高阻抗的特点,其中两顶针将被测发火元件串入恒流源的回路中,那么发火元件两端的电压只和恒流源电流有关,另外两顶针用来将发火元件两端接入运算放大器的输入端来采样发火元件两端的电压,解决顶针和测试焊盘测试点间接触阻抗带来的影响,且电路简单成本低,一次采样就可以完成测试,生产效率高。
1.电子雷管延期模块发火元件精密测量电路,其特征在于,
2.如权利要求1所述的电子雷管延期模块发火元件精密测量电路,其特征在于,
3.电子雷管延期模块发火元件测量方法,应用于如权利要求1-2任意一项所述的电子雷管延期模块发火元件精密测量电路,其特征在于,包括以下步骤:
4.如权利要求3所述的电子雷管延期模块发火元件测量方法,其特征在于,
5.如权利要求3所述的电子雷管延期模块发火元件测量方法,其特征在于,