專利名稱：一種通用開關檢測儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于測試設備領域，具體涉及一種通用開關檢測儀。
背景技術：
隨著開關模塊的應用范圍越來越廣，對開關模塊批量生產過程的測試效率的要求進一步提高。通常情況下，當進行開關模塊的導通和斷開狀態時，需要將萬用表與開關模塊連接成一個測試系統，對于開關模塊通道的通斷狀態是分開進行測試的，這種測試方式對于批量生產過程中的老煉測試和檢驗測試較為適用，但由于這種測試方式的測試流程復雜、測試時間較長，在進行調試、試驗過程中不能實時觀察開關模塊通道的通斷狀態是否正常。此外，這種測試方式對于不同種類的開關模塊，需要采用不同的測試工裝、測試電纜以及自動測試程序，這樣不但增加了工裝的設計和加工時間，還增加了成本。在進行檢測過程中，對于多種開關類模塊，需要設計不同的轉接線纜和測試工裝， 這樣通過引出線纜直接檢測時，需要采用儀表對開關模塊各個通道的通斷狀態進行逐個測量，以驗證同一時刻只有一個開關閉合或斷開，從而測試效率比較低。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種通用開關檢測儀，可作為產品自動測試的測試工裝使用，能夠達到提高開關模塊的測試效率的目的。本發明為實現上述目的，采用如下技術方案一種通用開關檢測儀，包括控制板、指示燈板、電阻測試板、導通電阻測量模塊、通信模塊、實時監控模塊，其中該檢測儀各組成部分的連接關系為外部被測開關模塊分別通過控制板與指示燈板連接、通過電阻測試板與導通電阻測量模塊連接，通信模塊分別與導通電阻測量模塊、實時監控模塊、電阻測試板連接，實時監控模塊與指示燈板連接，外部上位機與通信模塊進行信息交互。所述控制板和電阻測試板均為可替換的模塊，控制板包括采樣開關控制板和矩陣開關控制板，電阻測試板包括采樣開關導通電阻測試板和矩陣開關導通電阻測試板，外部被測開關模塊包括采樣開關模塊和矩陣開關模塊，當外部被測開關模塊為采樣開關模塊時，控制板處連接采樣開關控制板且電阻測試板處連接采樣開關導通電阻測試板，當外部被測開關模塊為矩陣開關模塊時，控制板處連接矩陣開關控制板且電阻測試板處連接矩陣開關導通電阻測試板。控制板通過背板插口直接插在指示燈板的背面，用于根據外部被測開關模塊中各開關的開關狀態，控制指示燈板內相應的發光二極管的亮或滅。指示燈板由256個發光二極管組成，這些發光二極管作為指示燈按順序排列并從所述檢測儀的前面板伸出，在前面板上對每個發光二極管的序號進行標注，所述序號對應于外部被測開關模塊內部的開關編號。各發光二極管根據控制板的控制，進行亮或滅的響應并將該發光二極管的響應狀態發送至實時監控模塊。實時監控模塊，用于實時記錄指示燈板中的各個發光二極管響應狀態并通過數據線傳送至通信模塊。電阻測試板，用于在通信模塊的控制下，采用內部的多選一電路選通外部被測開關模塊中的開關并獲取所選通開關兩端的電阻值。導通電阻測量模塊，用于從所述電阻測試板獲取所選通開關的電阻值，根據該電阻值，采用內部恒流源將得到電壓值，對該電壓值進行A/D轉換，通過數據線將經A/D轉換后的電壓值傳送至通信模塊。通信模塊，用于接收來自外部上位機的開關控制指令、指示燈板的發光二極管響應狀態和導通電阻測量模塊的電壓值，根據該電壓值計算得到導通電阻值，并根據所述開關控制指令控制電阻測試板內部的多選一電路切換狀態，同時發送發光二極管響應狀態和導通電阻值至外部上位機。當外部被測開關模塊為NXM矩陣開關模塊時，所述矩陣開關控制板、所述矩陣開關導通電阻測試板與所述指示燈板的電路連接關系為該NXM矩陣開關模塊的第i行接口端Comi, i = 1，. . .，N，Comi通過矩陣開關控制板內的端口 ZYi連接到繼電器SYi的線圈的一端，該線圈的另一端接地；該NXM矩陣開關模塊的第j列接口端Chj, j = 1，. . .，M，Chj 通過矩陣開關控制板的端口 &連接到繼電器1的線圈一端，該線圈的另一端接至電源VCC， VCC = 5V。對應于所述NXM矩陣開關模塊，選取所述指示燈板上的NXM個發光二極管陣列； 電源VCC通過h的開關連接至線路端點Xj，從該端點Xj弓丨出兩路分別通過指示燈板的端口連接至指示燈板內的兩個發光二極管的正極，即該NXM矩陣開關模塊的第j列對應于所述 NXM個發光二極管陣列的第j列；該NXM個發光二極管陣列的第i行的各發光二極管的負極通過指示燈板的一個端口引出，并通過SYi的開關接地，最終使得所述NXM個發光二極管陣列中的發光二極管編號與所述NXM矩陣開關模塊的開關編號一致。指示燈板上的端口共有2M+N個，從端點& Xm引出的線路通過的端口不相同，且每兩個端點Xj引出的線路通過的端口不重合。矩陣開關導通電阻測試板內連接有N選一電路和M選一電路，Com1 ComN與所述 N選一電路的選通端1 N —對一連接，Ch1 ChM與所述M選一電路的選通端1 M —對一連接；N選一電路的公共端為電阻測試端Cl，M選一電路的公共端為電阻測試端C2，Cl、 C2均連接至所述導通電阻測量模塊。當外部被測開關模塊為R通道采樣開關模塊時，采樣開關控制板、采樣開關導通電阻測試板與指示燈板的電路連接關系為所述采樣開關控制板包括直通線路、接地線路和接電源VCC線路，該R通道采樣開關模塊的第r個通道Chp r = l,...,R, Chr通過所述采樣開關控制板的直通線路連接所述指示燈板的端口，并通過該端口連接至指示燈板內的發光二極管A的正極的負極通過指示燈板的端口連接所述接地線路。所述R通道采樣開關模塊的開關公共端Com連接所述接電源VCC線路。所述端口共有R+2個。所述采樣開關導通電阻測試板內連接有R選一電路，Ch1 C、與該R選一電路的選通端1 R—對一連接；R選一電路的公共端為電阻測試端X，所述開關公共端Com連接采樣開關導通電阻測試板內的電阻測試端Y，X、Y均連接至所述導通電阻測量模塊。
有益效果通過采用本發明所提供的檢測儀，可進行觀察指示燈的點亮情況來判斷采樣開關、矩陣開關的通斷狀態；此外，本測試儀通過一個轉接板，可實現開關模塊與本發明的連接，這樣通過采用集成測試儀器即可完成對開關模塊的各個通道的導通電阻、絕緣電阻的測試，從而達到了提高開關模塊的測試效率的目的。本發明可作為產品自動測試的測試工裝使用。通過編制自動測試程序，并將該程序用于開關模塊、測試儀器以及本發明所構成自動測試系統，實現導通電阻和絕緣電阻的自動測試；同時，通過采用一個實時檢測模塊，本發明具備對開關通斷狀態的實時檢測功能，可實現對開關的通道狀態進行一萬次歷史狀態的記錄。
圖1為本發明所提供的一種通用開關檢測儀的結構框圖；圖2為本發明用于測試2X2矩陣開關的檢測儀電路圖；圖3為本發明用于測試4通道采樣開關的檢測儀電路原理圖；其中，1-第I 二選一電路；2-第II 二選一電路。
具體實施例方式下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。本發明提供了一種通用開關檢測儀，包括控制板、指示燈板、電阻測試板、導通電阻測量模塊、通信模塊、實時監控模塊，其中該檢測儀各組成部分的連接關系為外部被測開關模塊分別通過控制板與指示燈板連接、通過電阻測試板與導通電阻測量模塊連接，通信模塊分別與導通電阻測量模塊、實時監控模塊、電阻測試板連接，實時監控模塊與指示燈板連接，外部上位機與通信模塊進行信息交互。所述控制板和電阻測試板均為可替換的模塊，控制板包括采樣開關控制板和矩陣開關控制板，電阻測試板包括采樣開關導通電阻測試板和矩陣開關導通電阻測試板，外部被測開關模塊包括采樣開關模塊和矩陣開關模塊，當外部被測開關模塊為采樣開關模塊時，控制板處連接采樣開關控制板且電阻測試板處連接采樣開關導通電阻測試板，當外部被測開關模塊為矩陣開關模塊時，控制板處連接矩陣開關控制板且電阻測試板處連接矩陣開關導通電阻測試板。控制板通過背板插口直接插在指示燈板的背面，用于根據外部被測開關模塊中各開關的開關狀態，控制指示燈板內相應的發光二極管的亮或滅。指示燈板由256個發光二極管組成，這些發光二極管作為指示燈按順序排列并從所述檢測儀的前面板伸出，在前面板上對每個發光二極管的序號進行標注，所述序號對應于外部被測開關模塊內部的開關編號。各發光二極管根據控制板的控制，進行亮或滅的響應并將該發光二極管的響應狀態發送至實時監控模塊。實時監控模塊，用于實時記錄指示燈板中的各個發光二極管響應狀態并通過數據線傳送至通信模塊。電阻測試板，用于在通信模塊的控制下，采用內部的多選一電路選通外部被測開關模塊中的開關并獲取所選通開關兩端的電阻值。導通電阻測量模塊，用于從所述電阻測試板獲取所選通開關的電阻值，根據該電阻值，采用內部恒流源將得到電壓值，對該電壓值進行A/D轉換，通過數據線將經A/D轉換后的電壓值傳送至通信模塊。通信模塊，用于接收來自外部上位機的開關控制指令、指示燈板的發光二極管響應狀態和導通電阻測量模塊的電壓值，根據該電壓值計算得到導通電阻值，并根據所述開關控制指令控制電阻測試板內部的多選一電路切換狀態，同時發送發光二極管響應狀態和導通電阻值至外部上位機。當外部被測開關模塊為NXM矩陣開關模塊時，所述矩陣開關控制板、所述矩陣開關導通電阻測試板與所述指示燈板的電路連接關系為該NXM矩陣開關模塊的第i行接口端Comi, i = 1，. . .，N，Comi通過矩陣開關控制板內的端口 ZYi連接到繼電器SYi的線圈的一端，該線圈的另一端接地；該NXM矩陣開關模塊的第j列接口端Chj, j = 1，. . .，M，Chj 通過矩陣開關控制板的端口 &連接到繼電器1的線圈一端，該線圈的另一端接至電源VCC， VCC = 5V。對應于所述NXM矩陣開關模塊，選取所述指示燈板上的NXM個發光二極管陣列； 電源VCC通過h的開關連接至線路端點Xj，從該端點Xj弓丨出兩路分別通過指示燈板的端口連接至指示燈板內的兩個發光二極管的正極，即該NXM矩陣開關模塊的第j列對應于所述 NXM個發光二極管陣列的第j列；該NXM個發光二極管陣列的第i行的各發光二極管的負極通過指示燈板的一個端口引出，并通過SYi的開關接地，最終使得所述NXM個發光二極管陣列中的發光二極管編號與所述NXM矩陣開關模塊的開關編號一致。指示燈板上的端口共有2M+N個，從端點& Xm引出的線路通過的端口不相同，且每兩個端點Xj引出的線路通過的端口不重合。矩陣開關導通電阻測試板內連接有N選一電路和M選一電路，Com1 ComN與所述 N選一電路的選通端1 N —對一連接，Ch1 ChM與所述M選一電路的選通端1 M —對一連接；N選一電路的公共端為電阻測試端Cl，M選一電路的公共端為電阻測試端C2，Cl、 C2均連接至所述導通電阻測量模塊內的電流源。當外部被測開關模塊為R通道采樣開關模塊時，采樣開關控制板、采樣開關導通電阻測試板與指示燈板的電路連接關系為所述采樣開關控制板包括直通線路、接地線路和接電源VCC線路，該R通道采樣開關模塊的第r個通道Ctv r = l,...,R, Chr通過所述采樣開關控制板的直通線路連接所述指示燈板的端口，并通過該端口連接至指示燈板內的發光二極管A的正極的負極通過指示燈板的端口連接所述接地線路。所述R通道采樣開關模塊的開關公共端Com連接所述接電源VCC線路。所述端口共有R+2個。所述采樣開關導通電阻測試板內連接有R選一電路，Ch1 C、與該R選一電路的選通端1 R—對一連接；R選一電路的公共端為電阻測試端X，所述開關公共端Com連接采樣開關導通電阻測試板內的電阻測試端Y，X、Y均連接至所述導通電阻測量模塊內的電流源。綜上，本發明所提供的檢測儀具有開關通斷指示功能、開關通道導通電阻的測量功能、開關通斷狀態的記錄功能。圖2是本發明用于測試2X2矩陣開關的檢測儀電路圖。
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2X2矩陣開關模塊包括Chi、Ch2、Coml和Com2四個端口，Chl通過端口 Zl連接至繼電器Sl的線圈的一端，Sl線圈的另一端連接至VCC，Ch2通過端口 Z2連接至繼電器S2 的線圈的一端，S2線圈的另一端連接至VCC，Coml通過端口 ZYl連接至繼電器SYl的線圈的一端，SYl線圈另一端連接至GND，Com2通過端口 ZY2連接至繼電器SY2的線圈的一端， SY2線圈另一端連接至GND。VCC分別通過閉合Sl的開關連接至XI、通過閉合S2的開關連接至X2。Xl分別通過指示燈板的端口 Y2連接至發光二極管Dl的正極、通過指示燈板的端口 TO連接至發光二極管D3的正極。X2分別通過指示燈板的端口 Yl連接至發光二極管D2 的正極、通過指示燈板的端口 W連接至發光二極管D4的正極。Dl和D2的負極均依次通過指示燈板的端口 Y3、閉合SYl的開關連接至GND，D3和D4的負極均依次通過指示燈板的端口 Y6、閉合SY2的開關連接至GND。VCC = +5V。2X2矩陣開關的Coml和Com2均與第I 二選一電路1連接，2X2矩陣開關的Chl 和Ch2與第II 二選一電路2連接，從第I 二選一電路1的開關KTl 一端引出測試端Cl，從第II 二選一電路2的開關KT2 —端引出測試端C2。當用戶通過上位機設置第I 二選一電路1切換至1端，且第II 二選一電路2切換至3端時，相應導通閉合電路上的開關Kl閉合，此時，Sl和SYl的線圈有電流通過，Sl和 SYl閉合，Dl的正極與VCC = +5V接通，Dl的負極與GND接通，此時對應于被測2X2矩陣開關第一行第一列的指示燈板上的Dl被“點亮”，由于S2和SY2沒有電流通過，D2、D3和 D4不會被“點亮”。所以，用戶觀測到指示燈板上的發光二極管Dl被“點亮”，同時通過上位機得到被測2X2矩陣開關Kl閉合的信息，Kl的開關通道中相應的導通電阻的阻值范圍為 1. 1 Ω 1· 3Ω。同樣地，用戶通過上位機進行設置，使得當被測2X2矩陣開關中的Κ2、Κ3和Κ4分別接通時，采用該開關檢測儀進行檢測，用戶可觀測指示燈板上的發光二極管的響應狀態， 并通過上位機得到相應開關的狀態信息以及相應的開關通道中的導通電阻的阻值范圍為 1. 1 Ω 1· 3Ω。圖3是本發明用于測試4通道采樣開關的檢測儀電路原理圖。4通道的采樣開關控制板的開關公共端Com —端連接至電源VCC = 5V。通道 1 (CHl)通過端口 Y2連接發光二極管Dl的正極，通道2 (CH2)通過端口 Yl連接發光二極管 D2的正極，通道3(CH3)通過端口 TO連接發光二極管D3的正極，通道4(CH4)通過端口 W 連接發光二極管D4的正極。Dl和D2的負極均通過指示燈板的端口 TO連接至GND，D3和 D4的負極均通過指示燈板的端口 Y6連接至GND。4通道的采樣開關控制板的開關公共端Com在采樣開關導通電阻測試板中的引出端為測試端Y端，從CHI、CH2、CH3和CH4分別引出一端連接至采樣開關導通電阻測試板中的四選一電路，該四選一電路的開關KT3 —端引出測試端X。當用戶通過上位機設置四選一電路切換至5端，Com端的開關K5切換至CH1，CHl 接通，使Dl被“點亮”，此時，由于其他通道未接通，D2 D4不會被“點亮”，所以，用戶觀測到指示燈板上的發光二極管Dl被“點亮”，同時通過上位機得到開關K5選通CHl的信息，在 CHl開關通道中相應的導通電阻的阻值范圍為0. 7 Ω 0. 9 Ω。同樣地，用戶通過上位機進行設置，當Com端的開關K5分別與CH2、CH3、CH4接通時，采用該開關檢測儀進行檢測，用戶可觀測指示燈板上的發光二極管的響應狀態，并通過上位機得到開關K5選通通道的狀態信息以及相應的開關通道中的導通電阻的阻值范圍為 0. 7Ω 0. 9Ω。 綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種通用開關檢測儀，其特征在于，包括控制板、指示燈板、電阻測試板、導通電阻測量模塊、通信模塊、實時監控模塊；其中該檢測儀各組成部分的連接關系為外部被測開關模塊分別通過控制板與指示燈板連接、通過電阻測試板與導通電阻測量模塊連接，通信模塊分別與導通電阻測量模塊、實時監控模塊、電阻測試板連接，實時監控模塊與指示燈板連接；外部上位機與通信模塊進行信息交互；所述控制板和電阻測試板均為可替換的模塊，控制板包括采樣開關控制板和矩陣開關控制板；電阻測試板包括采樣開關導通電阻測試板和矩陣開關導通電阻測試板；外部被測開關模塊包括采樣開關模塊和矩陣開關模塊；當外部被測開關模塊為采樣開關模塊時，控制板處連接采樣開關控制板且電阻測試板處連接采樣開關導通電阻測試板；當外部被測開關模塊為矩陣開關模塊時，控制板處連接矩陣開關控制板且電阻測試板處連接矩陣開關導通電阻測試板；控制板通過背板插口直接插在指示燈板的背面，用于根據外部被測開關模塊中各開關的開關狀態，控制指示燈板內相應的發光二極管的亮或滅；指示燈板由256個發光二極管組成，這些發光二極管作為指示燈按順序排列并從所述檢測儀的前面板伸出，在前面板上對每個發光二極管的序號進行標注，所述序號對應于外部被測開關模塊內部的開關編號；各發光二極管根據控制板的控制，進行亮或滅的響應并將該發光二極管的響應狀態發送至實時監控模塊；實時監控模塊，用于實時記錄指示燈板中的各個發光二極管響應狀態并通過數據線傳送至通信模塊；電阻測試板，用于在通信模塊的控制下，采用內部的多選一電路選通外部被測開關模塊中的開關并獲取所選通開關兩端的電阻值；導通電阻測量模塊，用于從所述電阻測試板獲取所選通開關的電阻值，根據該電阻值， 采用內部恒流源將得到電壓值，對該電壓值進行A/D轉換，通過數據線將經A/D轉換后的電壓值傳送至通信模塊；通信模塊，用于接收來自外部上位機的開關控制指令、指示燈板的發光二極管響應狀態和導通電阻測量模塊的電壓值，根據該電壓值計算得到導通電阻值，并根據所述開關控制指令控制電阻測試板內部的多選一電路切換狀態，同時發送發光二極管響應狀態和導通電阻值至外部上位機。
2.如權利要求1所述的一種通用開關檢測儀，其特征在于，當外部被測開關模塊為 NXM矩陣開關模塊時，所述矩陣開關控制板、所述矩陣開關導通電阻測試板與所述指示燈板的電路連接關系為該NXM矩陣開關模塊的第i行接口端Comi, i = l,..., N, Comi通過矩陣開關控制板內的端口 ZYi連接到繼電器SYi的線圈的一端，該線圈的另一端接地；該 NXM矩陣開關模塊的第j列接口端Chj, j = 1，. . .，M，Chj通過矩陣開關控制板的端口 τ、 連接到繼電器h的線圈一端，該線圈的另一端接至電源VCC ；對應于所述NXM矩陣開關模塊，選取所述指示燈板上的NXM個發光二極管陣列；電源 VCC通過h的開關連接至線路端點Xj,從該端點Xj引出兩路分別通過指示燈板的端口連接至指示燈板內的兩個發光二極管的正極，即該NXM矩陣開關模塊的第j列對應于所述NXM 個發光二極管陣列的第j列；該NXM個發光二極管陣列的第i行的各發光二極管的負極通過指示燈板的一個端口引出，并通過SYi的開關接地，最終使得所述NXM個發光二極管陣列中的發光二極管編號與所述NXM矩陣開關模塊的開關編號一致；所述指示燈板上的端口共有2M+N個，從端點& Xm引出的線路通過的端口不相同，且每兩個端點Xj引出的線路通過的端口不重合；所述矩陣開關導通電阻測試板內連接有N選一電路和M選一電路，Com1 ComN與所述 N選一電路的選通端1 N —對一連接，Ch1 ChM與所述M選一電路的選通端1 M —對一連接；N選一電路的公共端為電阻測試端Cl，M選一電路的公共端為電阻測試端C2，Cl、 C2均連接至所述導通電阻測量模塊。
3.如權利要求1所述的一種通用開關檢測儀，其特征在于，當外部被測開關模塊為R 通道采樣開關模塊時，所述采樣開關控制板、所述采樣開關導通電阻測試板與所述指示燈板的電路連接關系為所述采樣開關控制板包括直通線路、接地線路和接電源VCC線路，該 R通道采樣開關模塊的第r個通道Ctv r= l,...,R,Chr通過所述采樣開關控制板的直通線路連接所述指示燈板的端口，并通過該端口連接至指示燈板內的發光二極管A的正極， Dr的負極通過指示燈板的端口連接所述接地線路；所述R通道采樣開關模塊的開關公共端 Com連接所述接電源VCC線路；所述端口共有R+2個；所述采樣開關導通電阻測試板內連接有R選一電路，Ch1 C、與該R選一電路的選通端1 R—對一連接；R選一電路的公共端為電阻測試端X，所述開關公共端Com連接采樣開關導通電阻測試板內的電阻測試端Y，X、Y均連接至所述導通電阻測量模塊。
4.如權利要求2或3所述的一種通用開關檢測儀，其特征在于，所述電源VCC為+5V。
全文摘要
本發明公開了一種通用開關檢測儀，能夠達到提高開關模塊的測試效率的目的；包括控制板、指示燈板、電阻測試板、導通電阻測量模塊、通信模塊、實時監控模塊；控制板根據各開關的開關狀態，控制指示燈板內相應發光二極管；實時監控模塊記錄各發光二極管響應狀態并傳送至通信模塊；電阻測試板在通信模塊的控制下，采用多選一電路選通被測開關并獲取所選通開關兩端的電阻值；導通電阻測量模塊獲取所選通開關的電阻值，計算得到電壓值并進行A/D轉換，同時傳送至通信模塊；通信模塊接收上位機的開關控制指令、發光二極管響應狀態和電壓值，計算得到導通電阻值并控制所述多選一電路切換狀態，同時發送發光二極管響應狀態和導通電阻值至上位機。
文檔編號G01R31/327GK102520348SQ20111043336
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者劉洋, 張曉 , 李靜, 毛進, 王聰, 趙硯博, 黃月芳 申請人:北京航天測控技術有限公司