CN101354417A - 基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置，它的优点是集成度高、维护简单、测试效率高、通用性好、生产成本低。它包括电源、信号模块、通讯模块和测试工装，所述电源与信号模块电连接，所述通讯模块与测试工装电连接，它还包括安装有虚拟仪器软件平台的计算机、信号转换模块和控制切换模块；所述计算机分别与电源、信号转换模块、通讯模块电连接；所述信号转换模块还分别与控制切换模块、测试工装电连接；所述控制切换模块还分别与信号模块、测试工装电连接。
Description
技术领域
本发明涉及测试技术领域，具体讲是一种基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置。
背景技术
电能表的线路板指的是集成了电能表各功能模块的PCB电路板，该PCB电路板是电能表的核心组件，代表了电能表厂家的技术实力，对于电能表的线路板的测试是电能表生产过程中非常关键的步骤。
根据电能表的工作原理，电能表的线路板的测试工作对于电能表的线路板测试装置有以下基本要求：1、电能表的线路板测试装置能够为所述线路板提供稳压直流电源信号和交流采样信号，使线路板正常工作；2、电能表的线路板测试装置能够输出不同的稳压直流电源信号、交流采样信号和开关量控制信号，模拟线路板的不同工作环境；3、电能表的线路板测试装置能够通过线路板的通讯模块来读取线路板的单片机的数据或者向所述单片机写入数据；4、电能表的线路板测试装置能够采集线路板的各测试点的电压值；5、电能表的线路板测试装置能够对测试所获得的数据进行处理，并将原始数据和处理后的数据都进行存储，以备查询和共享使用。
为了满足上述的基本要求，现有技术的电能表的线路板测试装置由多个独立的测试装置构成，比如万用表、单三相精密稳压电源、拥有红外通讯功能和通用RS485匹配器的掌上电脑，整个电能表的线路板测试装置不够紧凑，集成度不高，维护困难，而且每个测试装置都需要有人参与，比如由人来操作所述万用表，并且由人来记录测试数据，测试得到的数据需要由人来输入FIS系统(FIS：Factory Information System，即制造现场管理信息系统)中，虽然能安排流水线作业，但是整个测试过程效率还是十分低下，而且测试的准确性无法给以可靠的保证；针对不同的线路板，所述电能表的线路板测试装置需要采用不同的测试方案，这种不同体现在结构上就是要使用相应的电能表的线路板测试装置，也就是说现有的电能表的线路板测试装置通用性不高。因为要准备多套电能表的线路板测试装置来实现多种线路板的测试方案，而且每套电能表的线路板测试装置都得有好几个人来操作，协作完成测试，所以现有技术的电能表的线路板测试装置给生产带来巨大的成本压力，而且生产效率也无法提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种集成度高、维护简单、测试效率高、通用性好、生产成本低的基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置。
本发明的技术方案是，提供一种具有以下结构的基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置，它包括电源、信号模块、通讯模块和测试工装，所述电源与信号模块电连接，所述通讯模块与测试工装电连接，它还包括安装有虚拟仪器软件平台的计算机、信号转换模块和控制切换模块；所述计算机分别与电源、信号转换模块、通讯模块电连接；所述信号转换模块还分别与控制切换模块、测试工装电连接；所述控制切换模块还分别与信号模块、测试工装电连接。
采用上述结构后，本发明与现有技术相比，具有以下优点：因为本发明还包括安装有虚拟仪器软件平台的计算机、信号转换模块和控制切换模块；所述计算机分别与电源、信号转换模块、通讯模块电连接；所述信号转换模块还分别与控制切换模块、测试工装电连接；所述控制切换模块还分别与信号模块、测试工装电连接；所以在电能表的线路板测试过程中所存在的电压信号、电流信号和通信信号都交由计算机来控制、采集和处理，没有人的干预，这样就大大提高了测试的效率，因为所述电压信号、电流信号和通信信号都交由计算机来控制、采集和处理，所以整个测试装置集成度高，维护简单；因为当测试不同的线路板时，工作人员只要调出相应的以软件形式存在的线路板的测试方案让计算机自动运行就可以了，所以本发明通用性很高；因为只要一个人就可以通过计算机完成测试，并且本发明通用性高，所以电能表的线路板测试的成本大大降低。
作为改进，所述虚拟仪器软件平台为NI公司生产的LabVIEW 8.5图形化软件系统，因为LabVIEW 8.5图形化软件系统非常成熟，而且功能强大、性价比高，所以可以使多种电能表的线路板的测试方案在计算机上实现，而且LabVIEW 8.5图形化软件系统的稳定性好，可以保证所述基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置在生产线上稳定、长时间的运行，为企业带来持久的效益。
作为进一步改进，所述计算机为普通个人计算机，因为普通个人计算机相比于工业用计算机十分廉价，而普通个人计算机完全能满足所述基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置运行要求，所以普通个人计算机十分有益于本发明的成本控制。
作为进一步改进，所述信号转换模块为NI公司生产的PCI-6221多功能数据采集卡，所述PCI-6221多功能数据采集卡是一款功能强大而且便宜的多功能数据采集卡，它能很好的兼容所述虚拟仪器软件平台，十分有益于本发明的性能的提高。
附图说明
附图是本发明提供的一种基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置的电路方框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明提供的一种基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置包括电源、信号模块、通讯模块和测试工装，所述电源与信号模块电连接，所述通讯模块与测试工装电连接，它还包括安装有虚拟仪器软件平台的计算机、信号转换模块和控制切换模块；所述计算机分别与电源、信号转换模块、通讯模块电连接；所述信号转换模块还分别与控制切换模块、测试工装电连接；所述控制切换模块还分别与信号模块、测试工装电连接。
所述虚拟仪器软件平台为NI公司生产的LabVIEW 8.5图形化软件系统。
所述计算机为普通个人计算机。
所述信号转换模块为NI公司生产的PCI-6221多功能数据采集卡，该PCI-6221多功能数据采集卡直接被插在所述计算机的主机箱内的PCI槽内，由主机箱的电源供电。
所述电源采用220V，50Hz交流电源。
所述信号模块包括三相交流电源部分和直流电源部分。所述三相交流电源部分由变压器和电感转换所述220V，50Hz交流电源得来，为现有技术。所述直流电源部分采用开关电源，其中一个开关电源为所述控制切换模块供电。
所述通讯模块包括一个38kHz调制红外通讯电路、两个可编程RS232通讯电路和两个可编程RS485通讯电路，所述38kHz调制红外通讯电路、RS232通讯电路和RS485通讯电路通过芯片PL2303、SP213EH、GL850A转换成USB接口，所述计算机与通讯模块电连接是指所述计算机的USB接口与所述通讯模块的USB接口电连接。
所述测试工装包括通用测试底座、PCB测试针床和气动工具，所述通用测试底座、PCB测试针床和气动夹具都为现有技术，不加赘述。所述测试工装分别与通讯模块、信号转换模块、控制切换模块电连接是指所述通用测试底座通过排线分别与通讯模块、信号转换模块、控制切换模块电连接，而所述PCB测试针床通过排线接口与所述通用测试底座直接电连接，所述电能表的线路板被固定在所述测试针床的可上下活动的上平面，不同的线路板使用不同的测试针床，而所述通用测试底座不需要更换。所述测试针床的上平面开有可让所述测试针床的探针伸出来的通孔。所述通讯模块的一个RS232通讯接口与所述气动工具的RS232通讯接口电连接。所述气动工具采用SRC气动工具，该气动工具带动所述PCB测试针床的上平面，使PCB测试针床的探针触到电能表的线路板上的焊点，该焊点也就是测试点。
所述控制切换模块采用通用的继电器控制电路，本实施例采用的继电器为欧姆龙的G6S-2，每个G6S-2都通过一个三极管来控制，该三极管的基极与所述信号转换模块的对应的端口电连接，所述信号转换模块通过改变所述三极管的基极的电平来控制所述三极管的工作状态，而所述信号转换模块与计算机电连接，所以所述继电器的工作状态是由计算机来控制的。所述控制切换模块与所述信号模块电连接是指所述继电器与所述三相交流电源部分和直流电源部分电连接。所述三相交流电源部分的每一相对应四个继电器，其中一个继电器用来控制这一相交流电压的通断和方向，另外三个继电器用来控制这一相交流电流的通断和方向、这一相的有功状态和这一相的无功状态；所述的另外三个继电器分别记为A、B、C，所述A继电器控制所述交流电流的通断和方向，所述B继电器控制所述有功状态，所述C继电器控制所述无功状态；所述A继电器有两路输出，其中一路直接输出至所述通用测试底座，所述A继电器的另一路输出分别与B继电器、C继电器的输入电连接，所述C继电器的相应输出串联两个相同的电容后与所述B继电器的相应输出并联后输出，也就是说A继电器的一路输出至少通过B继电器或者C继电器输出至所述通用测试底座；所述C继电器的相应输出串联两个相同的电容是指所述C继电器的相应输出与一个电容的正极电连接，该电容的负极再与另一个相同的电容的负极电连接，所述另一个相同的电容的正极作为输出端输出，所述C继电器的相应输出串接两个相同的电容后与所述B继电器的相应输出并联后输出是指所述输出端与所述B继电器的相应输出并联后输出。所述直流电源部分的每一路直流电对应一个继电器。通过计算机控制继电器的工作状态，所述基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置就可以模拟电能表的不同工作环境，比如断电、三相全失压、有功状态、无功状态。所述控制切换模块与所述测试工装电连接是指所述继电器的输出与所述通用测试底座电连接。
当测试电能表的线路板时，工作人员首先在计算机里选择测试方案，然后，将线路板固定在PCB测试针床的上平面，接着用鼠标点击所述虚拟仪器软件平台的测试按钮，计算机即按照预先的程序执行测试过程。首先，计算机会通过通讯模块向所述气动工具发出指令，令其带动PCB测试针床的上平面缓慢的向下运动，所述PCB测试针床的探针就会伸出来触到电能表的线路板上的焊点，根据程序设定，当所述PCB测试针床的探针与所述电能表的线路板上的焊点可靠的接触时，所述气动工具即停止运动。接着，计算机通过信号转换模块来控制所述继电器的工作状态，以此来模拟电能表的工作环境。所述信号转换模块采集所述PCB测试针床的探针所获得的测试数据，并经过数模转换自动的将所述测试数据输入计算机。所述计算机通过通讯模块与所述的电能表的线路板进行通信，以此来检测所述的电能表的线路板的通讯功能是否正常。所述计算机对所采集的数据处理后，以电能表的国家标准或者企业自定的更高标准作为参照来判断所测试的电能表的线路板的状态，判断的结果为合格或不合格。当测试完成后，计算机就会在其显示屏上显示结果并声音提示，测试结束，工作人员用鼠标点击取件按钮，然后气动工具在计算机的控制下自动快速的上升，工作人员取出被测线路板。如果需要重新测试，工作人员只要重新点击所述虚拟仪器软件平台的测试按钮即可。
以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1、一种基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置，它包括电源、信号模块、通讯模块和测试工装，所述电源与信号模块电连接，所述通讯模块与测试工装电连接，其特征在于：它还包括安装有虚拟仪器软件平台的计算机、信号转换模块和控制切换模块；所述计算机分别与电源、信号转换模块、通讯模块电连接；所述信号转换模块还分别与控制切换模块、测试工装电连接；所述控制切换模块还分别与信号模块、测试工装电连接。
2、根据权利要求1所述的基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置，其特征在于：所述虚拟仪器软件平台为NI公司生产的LabVIEW 8.5图形化软件系统。
3、根据权利要求1所述的基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置，其特征在于：所述计算机为普通个人计算机。
4、根据权利要求1所述的基于虚拟仪器技术的电能表的线路板测试装置，其特征在于：所述信号转换模块为NI公司生产的PCI-6221多功能数据采集卡。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090128 |