排线测试装置的设计与应用

孙绪英

许继电气股份有限公司柔性输电分公司 河南省许昌市461000控制电路、通讯板等 PCB 板之间的连接大多有排线连接，其排线端头压接的好坏与控制及通讯质量密切相关，在调试的过程中，由排线故障引起的电路故障时常发生甚至会引起元器件损毁，排线的排查若采用人工手动测试，对压接后的线缆逐一进行接线通电检测，操作较为繁琐。

寻求解决方法

市面上利用 cpu 的 IO 检测装置成本较高，利用电压比较器的方法其电路又比较复杂，而利用排针作为回路触点，自行设计、开发、安装简易排线测试装置，成为降低生产成本，提高效率的有效途径排线的压接，是将一排线缆置于 ffc 连接器端子上，利用压接钳将排线压合在 ffc 端子上，由于操作者原因会导致排线压接出现质量问题，一种是导通不良，另一种是出现短路故障，导通不良容易检测出来，而短路故障测试时，若采用手动测试，每个插针端子均要与其相邻的端子进行测试，以判别是否发生短路现象，如图一，端子 1 与 2、3 测试，3与 1、2、4、5 测试……

而对于 40 针的排线，其测试次数为：

C401×4-39-4=121

一个 40 针排线测试需耗时 10 分钟。

设计测试工装

确定装置的结构

1） 指示灯

装置要有一组显示排线导通良好的指示灯，以显示每根排线端子压接良好。

2） ffc 连接器端子

一组连接器端子

3） 测试按钮

4） 电源

短路故障原因一：排线的插针，其结构形式为两排，两排插针的排列并非横向对齐，而是相互交错，且上层的第一针与下层的第一、二针均有重叠部分。

如图二所示，红色标注表示上下排针重现的重叠现象，由于操作者原因，在插针上放置排线时，其排线的弧形凸起没有放置进插针的 V 性槽内，压接出现错位，如图三所示导线同时与压针 1、2 接通，其表现形式为上排插针与下排插针出现短路

短路故障原因二：由于插针为片式形状，当压接上端口与排针碰触、挤压时其容易出现弯曲，弯曲方向一般表现为平弯，由于上下两列排针间距只有1mm，而排针高度是 2.5mm，从而引起上下两层插针的连接，即图示三中 1与 2 所在的两排压针短接。

由产生短路的两种原因分析得出结论，短路的表现形式就是排针两列短接！只要测出两列排针出现短接，即可判别排线出现故障。则将排线的两列排针一列并联接入正电源，另一列分别串入电路中进行测试，如图四所示

导通测试时使用一对插座，一个插座的奇数端与另一插座的偶数端接入负极，另一端分别串联至电阻线路中，通过两个端子实现对排线整个端子的导通测试，排线每个端子压接良好，则发光二极管全部点亮。而短路测试只需要使用一个端子即可判别端子的压接出现故障，在实际的电路设计中，是将红色标注区域借用了导通测试中的线路及元件（如图四）。

由此我们设计出排线的测试电路图如图示五，其为 26 针排线插座，为减少使用的发光二极管数量，使面板上观察测试信号容易辨别，采用 10 针、16针、20 针、26 针公用 40 针的信号灯线路，因会发生线路板线路的交叉，使用一层 PCB 板无法完成线路布局，所以决定采用 4 层 PCB 板进行电路设计;电路中上下插座分别将奇数、偶数端接至负电，两个插座的另一端分别串入电阻及信号灯电路中，插入排线导通线路后，信号灯即可点亮，表明端子压接良好，如有信号灯不亮，则可判别端子压接不良;而下部的端子为短路测试用。

短路测试时，将排线一端插入短路测试的插座上后，按下測试按钮后发光二极管点亮，则说明两列插针有出现短路现象，经实践验证，对出现的不良排线进行测试，仅用时 10 秒;故障检出率百分之百。

测试时，每个排针均要串入发光二极管，每次测试浪费电池能量较大，使用寿命有限，更换电池会比较频繁，用电池作为直流电源方案不可取，而采取购置直流电源的方法，又会花费几百元，采用个人废弃的手机充电器作为装置测试的直流电源，经实验切实可行，其参数如下：

输入：AC 110～220V 0.1A 输出：DC 6V，300mA

串联分压电阻参数为 ： 5.1k ， I/ 8w

发光二极管参数为： 2mA

本文提出了一种基于排线端子串接于线路中的设计方法，分析了端子压接测试原理，设计了能够简捷地判别端子压接好坏的测试装置，其实验的结果表明了本设计方案的正确性和可行性。