CN100565217C - 接触型单面探针装置及测试导线开路或短路的设备和方法 - Google Patents

接触型单面探针装置及测试导线开路或短路的设备和方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种用于测试导线开路和短路的设备和方法。探针被引入以与每一导线的一端相接触，施加AC电源，并且使用在所述探针中测量的电子变化来测试所述导线。当测试PCB导电线图、数据传输线或电缆时，通过使用单面探针装置可以显著地减少探针的数目，并且可以显著地减少用于测试开路或短路的必要的时间和人力。由于只在导线的一端执行测量来测试导线的开路或短路，所以当单面探针装置安装在电子装置的输入/输出端口时，可以进行开路或短路的自我诊断。

Description

接触型单面探针装置及测试导线开路或短路的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种接触型单面探针装置，以及使用该装置测试导线的开路或短路的设备和方法，更特别的是涉及一种接触型单面探针装置，所述装置将探针引入以与多条导线中的每一条导线的一端相接触，其中所述导线包括PCB导电线图、数据传输线和电缆，所述装置还向所述导线施加交流(AC)电源，并且使用由所述探针测量的电子变化值测试导线的开路和短路，还特别涉及一种非接触型单面探测装置及使用该装置测试模式电极的开路和短路的设备和方法。
背景技术
通常，为了测试多线电缆如数据传输线路的开路或短路，将该电缆与其他电路隔离，并测量在该电缆两端之间的阻抗。此时，至少两个操作员是必需的。如果电缆线的数目很大，该线的号码可能会被忘记。据此，由于需要重复检测，可靠性降低并且操作时间增加。
为了检测如液晶显示器(LCD)或等离子显示面板(PDP)等的平板显示装置的透明电极的开路和短路，如图1所示，电流被施加到导线10中的每一导线的一端，并且在导线10中的每一导线的另一端测量电压，这样来测试导线10的开路和短路。
为了测试导线开路和短路，至少需要两个探针。也就是说，由于需要很大数目的探针，成本增加。另外，如果导线的长度很长，至少需要两个在不同位置检测开路和短路的操作器，这样就需要大量的时间和人力。
发明内容
因此，本发明是针对上述问题完成的，并且本发明的目的是提供一种接触型单面探针装置以及使用该装置测试导线开路和短路的设备和方法，所述的装置将探针引入以与多条导线中每一导线的一端相接触，其中所述的导线包括PCB导电线图、数据传输线和电缆，所述装置还向所述导线施加AC电源，并使用由所述探针测量的电子变化值测试导线的开路和短路。
根据本发明的一方面，上述和其他目的可以通过提供一种接触型单面探针装置完成。所述接触型单面探针装置包括：探针，该探针被引入以与待测导线相接触；电源馈送部件，该电源馈送部件向所述探针施加AC电源；以及传感器，该传感器测量所述探针的电子变化值。
作为优选，所述的电源馈送部件可以包括用于施加AC电流的AC电流源，并且所述传感器可以测量电压变化。
作为优选，所述的电源馈送部件可以包括用于施加AC电压的AC电压源，并且所述传感器可以测量所述AC电压源与所述探针之间的电流变化。
作为优选，所述的电源馈送部件可以包括用于施加AC电压的AC电压源和置于所述AC电压源与所述探针之间的阻抗元件，并且所述传感器可以测量电压变化。
作为优选，所述阻抗元件可以是电容或电阻。
作为优选，所述阻抗元件可以是容量可变的类型。
根据本发明的另一方面，提供了一种使用接触型单面探针装置测试导线开路和短路的设备，该设备包括：单面探针装置，该单面探针装置将探针引入以与每一导线的一端接触；存储部件，该部件存储了由所述单面探针装置测量的电子变化值；信号处理部件，该信号处理部件在所述存储部件中存储由所述单面探针装置测量的电子变化值，并通过由所述单面探针测量的电子变化值判定开路或短路，或通过比较由所述单面探针装置测量的电子变化值与存储在所述存储部件中的电子变化值来判定开路或短路；显示部件，该显示部件显示由所述单面探针装置测量的电子变化值和所述信号处理部件的工作状态；按键输入部件，该按键输入部件选择所述信号处理部件的工作状态。
作为优选，所述接触型单面探针装置可以包括探针，该探针被引入以与待测试的每一导线相接触；电源馈送部件，该部件向所述探针施加AC电源；以及传感器，该传感器测量所述探针的电子变化值。
作为优选，所述电源馈送部件可以包括用于施加AC电流值的AC电流源，并且所述传感器可以测量电压变化。
作为优选，所述电源馈送部件可以包括用于施加AC电压的AC电压源，并且所述传感器可以测量所述AC电压源与所述探针之间的电流变化。
作为优选，所述电源馈送部件可以包括用于施加AC电压的AC电压源和置于所述AC电压源与所述探针之间的阻抗元件，并且所述传感器可以测量电压变化。
作为优选，所述阻抗元件可以是电容或电阻。
作为优选，所述阻抗元件可以是容量可变的类型。
根据本发明的又一方面，提供了一种使用接触型单面探针装置来测试导线开路和短路的方法，其中所述接触型单面探针装置用于将探针引入以与导线的一端相接触，施加AC电源，并测量所述探针的电子变化值，所述方法包括：将所述单面探针装置的探针引入以与具有相同长度的多条导线中的每一导线的一端相接触；施加AC电源；使用所述单面探针装置测量电子变化值；以及测试导线的开路和短路。
作为优选，如果所测量的电子变化值是电压，则当该电压的幅值增大时可以判定导线是开路的，而当该电压的幅值降低时判定导线是短路的。
作为优选，如果所测量的电子变化值是电流，则当该电流的幅值降低时可以判定导线是开路的，而当该电流的幅值增大时判定导线是短路的。
根据本发明的又一方面，本发明提供了一种使用接触型单面探针装置测试导线开路和短路的方法，其中所述接触型单面探针装置用于将探针引入与导线一端相接触，施加AC电源，并测量所述探针的电子变化值，所述方法包括：将所述单面探针装置的探针引入以与形成在电路板上并具有不同长度的多条导线中的每一导线的一端相接触；施加AC电源；按导线存储由所述单面探针装置测量的对应的电子变化值；以相同次序测量具有相同图案的另一电路板的电子变化值，并将所测量的电子变化值与所存储的电子变化值相比较；以及测试导线的开路和短路。
作为优选，如果所测量的电子变化值是电压，则当该电压的幅值增大时可以判定导线是开路的，而当该电压的幅值降低时判定导线是短路的。
作为优选，如果所测量的电子变化值是电流，则当该电流的幅值降低时可以判定导线是开路的，而当该电流的幅值增大时判定导线是短路的。
根据本发明，由于接触型单面探针装置的探针被引入以与多条导线中的每一导线的一端相接触，施加了AC电源，并且使用在导线中测量的电子变化值来测试导线的短路和开路，这样通过单一的扫描过程同时测试多个开路和短路以及虽然测量只在导线的一端进行但判定开路和短路是可行的。
附图说明
本发明的上述和其他目的、特征以及其他优点，将结合附图由接下来更详细的说明而被更清楚地理解，其中：
图1显示的是测量导线的开路和短路的常规方法图；
图2显示的是根据本发明第一实施方式的接触型单面探针装置的结构图；
图3显示的是根据本发明第二实施方式的接触型单面探针装置的结构图；
图4显示的是根据本发明第三实施方式的接触型单面探针装置的结构图；
图5显示的是根据本发明的使用所述接触型单面探针装置测试具有相同长度的导线时所测得的测试波形；
图6显示的是根据本发明的使用所述接触型单面探针装置测试导线开路和短路的设备框图；以及
图7显示的是测量形成在电路板上且具有不同长度的导线的开路和短路的示例，该示例使用了根据本发明的所述接触型单面探针装置来测量导线开路和短路的设备。
具体实施方式
本发明已经根据优选实施方式进行了展示和描述，本领域技术人员可以理解的是，不同的变化和修改可以进行而不偏离本发明的范围和实质。这样，本发明的保护范围不应被理解为局限在本发明的实施方式中。现有技术的相同部分以相同的引用数字和术语表示。
图2显示的是根据本发明第一实施方式的接触型单面探针装置的结构图。
如图所示，根据本实施方式的接触型单面探针装置20包括与待测试的每一导线10相接触的探针220，用于向探针220施加AC电流的AC电流源212，以及用于测量探针220的电压变化的传感器230。
电源馈送部件210包括用于施加AC电流的AC电流源212。AC电流源212向探针220施加AC电流，以便通过探针220测量的电压变化来检测导线10的开路或短路。
图3显示的是根据本发明第二实施方式的接触型单面探针装置的结构图。
如图所示，根据本实施方式的接触型单面探针装置20包括与待测试的每一导线10相接触的探针220，用于向探针220施加AC电压的AC电压源214，以及用于测量AC电压源214与探针220之间的电流变化的传感器230。
电源馈送部件210包括AC电压源214。测量在AC电压源214与探针220之间的电流变化以便检测导线10的开路或短路。
图4显示的是根据本发明第三实施方式的接触型单面探针装置的结构图。
如所示，根据本实施方式的接触型单面探针装置20包括与待测试的每一导线10相接触的探针220，用于向探针220施加AC电压的AC电压源214，阻抗元件216，置于AC电压源214与探针220之间的阻抗元件216，以及用于测量探针220的电压变化的传感器230。
阻抗元件216包括电容或电阻作为被动元件，并且优选为容量可变的类型，这样可以测得与待测导线10表面区域相应的显著的电子变化。
图5显示的是当使用接触型单面探针装置20测试具有相同长度的导线10时测量的电压值，其中电源馈送部件210包括AC电压源214和阻抗元件216。
也就是说，根据本发明的接触型单面探针装置20被引入以与导线10中每一导线的一端相接触，施加AC电源，并且通过检测到的电子变化测量电压值的情况将被描述。
这时，正常导线10的电压值为VPP-N，如图5A所示。如果导线10开路，如图5B所示，导线10的电极区域降低，并且在导线10电极区域和临近导线10周围范围之间形成的寄生电容240的电容降低。因此，在这种情况下，所测的导线10的电压值为VPP-O，该电压值比正常导线10的电压值VPP-N高。
同时，如果导线10与临近的导线10短路，如图5C所示，导线10的电极区域增加，并且在导线10电极区域和临近导线10周围范围之间形成的寄生电容240的电容增加。因此，在这种情况下，所测的导线10的电压值为VPP-S，该电压值比正常导线10的电压值VPP-N低。
当使用接触型单面探针装置20测试具有相同长度的导线10的开路或短路时，确定在导线10一端检测的电压值是否变化。也就是说，如果电压值增加，导线10被判定为开路，而如果电压值降低，导线10被判定为短路。
尽管在本实施方式中应用的是正弦波的AC电源，并通过电压变化来判定导线的开路或短路，但判定导线的开路和短路可以使用矩形波(阶梯波)、脉冲波和白噪声。
同时，当根据本发明的接触型单面探针装置20被提供在电子装置(未示出)的输入/输出端口时，探针可以被用于与内部电路或其他装置的开路或短路的自我诊断。
图6显示的是根据本发明的使用所述接触型单面探针装置测试导线开路和短路的设备框图。
如图所示，所述设备包括单面探针装置20，用于将探针220引入以与每一导线10的一端相接触，施加AC电源，以及测量探针220的电子变化值；存储部件30，用于存储由单面探针装置20测量的电子变化值；信号处理部件40，用于存储在存储部件30中由单面探针装置20测量的电子变化值，并通过由单面探针装置20测量的电子变化值判定开路或短路，或通过比较由单面探针装置20测量的电子变化值与存储在存储部件30中的电子变化值来判定开路或短路；显示部件50，用于显示由单面探针装置20测量的电子变化值和信号处理部件40的工作状态；以及按键输入部件，用于选择信号处理部件40的工作状态。
在使用所述接触型单面探针装置用于测试导线的设备中，当测量具有相同图案的多个电路板70时，虽然形成在电路板70上的导线10的长度不同，但所测量的电子变化值被存储在存储部件30中，并与在具有相同模型的其他电路板70中测量的电子变化值相比较来判定导线10的电子变化，从而测试开路或短路。
也就是说，如图7所示，尽管连接到电路板一个IC芯片80的导线10的长度不同，导线10的电子变化值使用单面探针装置20被依次测量并存储在存储部件30中，另一具有相同图案的电路板70的电子变化值被以相同次序依次地测量，并与先前存储在存储部件30中的电子变化值相比较，从而测试导线10的开路或短路。
举例来说，当由电子变化值度量的是电压值，如果该电压值比先前重复测量的导线10的电压值小，则信号处理部件40判定导线是短路的，并在显示部件50上显示判定的结果。相反，如果测量的电压值比先前重复测量的导线10的电压值大，则信号处理部件40判定导线是开路的，并在显示部件50上显示所判定的结果。当电压值与先前重复测量的导线10的电压值相等时，该导线被判定为正常导线。据此，可以测试具有不同长度的导线10的开路或短路。
当信号处理部件40的所处理的状态通过按键输入部件60控制时，这样所测量的值被立即显示，用户可以在测量具有相同长度导线10时通过显示部件50立即检查测量值的变化。测量值的变化被存储在存储部件30中，并被比较以判定开路或短路。
由上所述，由于探针被引入以与多条导线中的每一导线的一端相接触，其中所述导线包括PCB导电图、数据传输线和电缆，施加了AC电源，以及使用由所述探针对测量的电子变化值来测试导线的开路或短路，因此与使用两个探针的情况相比，装置的数量和操作员的人数可以明显减少。
即使当待测导线的长度很长时，一个操作员就可以测试开路或短路。据此，由很少人数的操作员来执行测试是可行的。
由于只在导线的一端执行操作来测试导线的开路或短路，因此当在电子装置的输入/输出端口安装单面探针装置时，开路或短路的自我诊断是可行的。
尽管为例证目的公开了本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以理解不同的修改、增加和代替是可行的，并不超出所附权利要求书中所公开的本发明的范围和实质。

Claims (21)

1.一种接触型单面探针装置，包括：
单个探针，该探针被引入以与待测导线相接触；
电源馈送部件，该部件向所述探针施加交流电源；以及
传感器，该传感器测量所述探针的电子变化值。
2.根据权利要求1所述的接触型单面探针装置，其中所述电源馈送部件包括用于施加交流电流的交流电流源，并且所述传感器测量的是电压的变化。
3.根据权利要求1所述的接触型单面探针装置，其中所述电源馈送部件包括用于施加交流电压的交流电压源，并且所述传感器测量的是该交流电压源与所述探针之间的电流的变化。
4.根据权利要求1所述的接触型单面探针装置，其中所述电源馈送部件包括用于施加交流电压的交流电压源和置于该交流电压源与所述探针之间的阻抗元件，并且所述传感器测量的是电压的变化。
5.根据权利要求4所述的接触型单面探针装置，其中所述阻抗元件是电容。
6.根据权利要求4所述的接触型单面探针装置，其中所述阻抗元件是电阻。
7.根据权利要求4-6中任一项权利要求所述的接触型单面探针装置，其中所述阻抗元件是容量可变的类型。
8.一种使用接触型单面探针装置来测试导线开路和短路的设备，该设备包括：
单面探针装置，该单面探针装置将探针引入以与每一导线的一端相接触；
存储部件，该存储部件存储由所述单面探针装置测量的电子变化值；
信号处理部件，该信号处理部件通过由所述单面探针测量的电子变化值判定开路或短路，或通过比较由所述单面探针装置测量的电子变化值与存储在所述存储部件中的电子变化值来判定开路或短路；
显示部件，该显示部件显示由所述单面探针装置测量的电子变化值和所述信号处理部件的工作状态；
按键输入部件，该按键输入部件选择所述信号处理部件的工作状态。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述接触型单面探针装置包括：
探针，该探针被引入以与每一待测导线相接触；
电源馈送部件，该电源馈送部件向所述探针施加交流电源；
传感器，该传感器测量所述探针的电子变化值。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述电源馈送部件包括用于施加交流电流的交流电流源，并且所述传感器测量的是电压的变化。
11.根据权利要求9所述的设备，其中所述电源馈送部件包括用于施加交流电压的交流电压源，并且所述传感器测量的是所述交流电压源与所述探针之间电流的变化。
12.根据权利要求9所述的设备，其中所述电源馈送部件包括用于施加交流电压的交流电压源和置于该交流电压源与所述探针之间的阻抗元件，并且传感器测量的是电压的变化。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述阻抗元件是电容。
14.根据权利要求12所述的设备，其中所述阻抗元件是电阻。
15.根据权利要求12-14中任一项权利要求所述的设备，其中所述阻抗元件是容量可变的类型。
16.一种使用接触型单面探针装置来测试导线开路和短路的方法，其中所述接触型单面探针装置用于将探针引入以与导线的一端相接触，施加交流电源，以及测量所述探针的电子变化值，所述方法包括：
将所述单面探针装置的探针引入以与具有相同长度的多条导线中的每一导线的一端相接触；
施加交流电源；
使用所述单面探针装置测量电子变化值；以及
测试导线的开路和短路。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，如果所测量的电子变化值是电压，则当该电压的幅值增大时判定导线是开路的，而当该电压的幅值降低时判定导线是短路的。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，如果所测量的电子变化值是电流，则当该电流的幅值降低时判定导线是开路的，而当该电流的幅值增大时判定导线是短路的。
19.一种使用接触型单面探针装置测试导线开路和短路的方法，该接触型单面探针装置用于将探针引入以与导线一端相接触，施加交流电源，并测量所述探针的电子变化值，所述方法包括：
将所述单面探针装置的探针引入以与形成在电路板上并具有不同长度的多条导线中的每一导线的一端相接触；
施加交流电源；
按导线存储由所述单面探针装置测量的对应的电子变化值；
以相同次序测量具有相同图案的另一电路板的电子变化值，并将所测量的电子变化值与所存储的电子变化值相比较；以及
测试导线的开路和短路。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，如果所测量的电子变化值是电压，则当该电压的幅值增大时判定导线是开路的，而当该电压的幅值降低时判定导线是短路的。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，如果所测量的电子变化值是电流，则当该电流的幅值降低时判定导线是开路的，而当该电流的幅值增大时判定导线是短路的。
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