CN101561467B - 实时阻抗测量系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实时阻抗测量系统与方法，用以测量多个待测元件的阻抗值，该系统包含：电源装置、开关矩阵、阻抗测量器与测试控制器。开关矩阵包含多个元件开关，元件开关分别连接待测元件的一端。电源装置则通过一电源开关连接待测元件的另一端，并输出一测试电源信号。阻抗测量器也通过一测量开关连接待测元件的另一端。测试控制器用以控制开关矩阵、电源开关与测量开关，并且利用阻抗测量器分别测量待测元件的阻抗值。

Description

实时阻抗测量系统与方法

技术领域

本发明有关于一种测量系统与方法，且特别是有关于一种阻抗测量系统与方法。

背景技术

元件测试作业在制造工业中占有相当重要的地位，为了提高产品的合格率，首先需在元件进厂时便需先进行各种元件测试作业。

现有的元件测试方法是利用测试器以测量待测元件的电参数，测试人员需记录数据并判断数据是否在正常范围内。若数据不在正常范围内，则判断待测元件为不良品，并进行不良品的后续处理。

图1是现有的阻抗测量装置的方块示意图。请参照图1，测试器装置10包括计算机11、测试器12、开关箱13与待测物14，测试人员可通过计算机11选择测试器的多种测试功能以对待测物进行一连串的测试作业，以测试待测物的信赖度。然而，在所述测试作业完成之后，尚需测试人员个别地测量每一待测物的电性参数，如此，将耗费许多人力并延长整个测试作业时间。

有鉴于此，为解决现有测试系统与作业耗费人力与时间的问题，需要设计一种测量系统与方法，其可快速且自动地测量元件的电性参数，并分析所述电性参数以节省人力、简化测试作业并提高测试准确度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种实时阻抗测量系统，用以测量多个待测元件的阻抗值，以简化测试流程并提高测试作业的准确性。

本发明的另一目的在于提供一种实时阻抗测量方法，用以快速且自动地测量元件的电性参数，并对所述电性参数进行分析，以简化并加速测试作业，同时可节省人力并降低成本。

为了实现上述目的，本发明提出一种实时阻抗测量系统，以测量多个待测元件的阻抗值。该实时阻抗测量系统包含：电源装置、开关矩阵(switchmatrix)、阻抗测量器与测试控制器。开关矩阵包含多个元件开关，所述元件开关分别连接所述待测元件的一端。电源装置通过一电源开关连接所述待测元件的另一端，并输出一测试电源信号。该测试电源信号可例如为一直流信号或一交流信号。阻抗测量器通过一测量开关连接待测元件的另一端。测试控制器用以控制开关矩阵、电源开关与测量开关三者。当测试控制器闭合元件开关与电源开关，且关断测量开关时，连接于闭合的元件开关的待测元件可接收测试电源信号。另外，当测试控制器关断电源开关且闭合测量开关，并依序闭合元件开关时，阻抗测量器可依序测量连接于其上的待测元件的阻抗值。

依据本发明的一实施例的实时阻抗测量系统，测试控制器可接收待测元件的阻抗值并对所述阻抗值进行后续的分析作业。测试控制器可分别通过开关控制信号、电源开关控制信号与测量开关控制信号控制开关矩阵、电源开关与测量开关。另外，系统可进一步包括接口总线，该接口总线可传送开关控制信号、电源开关控制信号与测量开关控制信号，并可传送来自阻抗测量器的阻抗值至测试控制器或其它具有数据记录与分析功能的数据处理装置，例如计算机等。该接口总线可例如为通用接口总线(General Purpose InterfaceBus，GPIB)或RS-232接口。

此外，在该实施例中，测试控制器可通过执行仪器集成程序产生开关控制信号、电源开关控制信号与测量开关控制信号三者。仪器集成程序可例如为Labview程序、C语言程序与VB语言程序。而且，当元件开关与电源开关闭合时，待测元件串联电源装置，当测量开关闭合，且元件开关依序闭合时，待测元件依序并联阻抗测量器。并且，测试控制器可依据仪器集成程序的指令控制元件开关与测量开关，使阻抗测量器依序地测量每一待测元件的阻抗值并将阻抗值传回至测试控制器，以进行后续的分析作业。若测试控制器判断某一待测元件为不良品，则在后续的测试流程中，可省略该待测元件的测试作业。

为了实现上述目的，本发明还提出一种实时阻抗测量方法，用以测量多个待测元件阻抗值，该实时阻抗测量方法包含下列步骤：提供开关矩阵、电源开关、测量开关与测试控制器，开关矩阵包含多个元件开关，所述元件开关分别连接所述待测元件的一端，且测试控制器用以控制开关矩阵、电源开关与测量开关。然后，闭合元件开关，且闭合电源开关以传送测试电源信号至待测元件，该测试电源信号可例如为一直流信号或一交流信号。之后，闭合测量开关并依序闭合元件开关，以依序测量待测元件的阻抗值，同样地，所述阻抗值可例如为一直流阻抗值或一交流阻抗值。

依据本发明的一实施例的实时阻抗测量方法，还包括接收待测元件的阻抗值并对所述阻抗值进行后续的分析作业的步骤。并且，可分别通过开关控制信号、电源开关控制信号与测量开关控制信号控制开关矩阵、电源开关与测量开关三者。另外，该方法可通过一接口总线传送开关控制信号、电源开关控制信号与测量开关控制信号，且可传送来自阻抗测量器的阻抗值至例如一计算机。该接口总线可例如为通用接口总线(General Purpose Interface Bus，GPIB)或RS-232接口。

此外，在该实施例中，可通过执行仪器集成程序产生开关控制信号、电源开关控制信号与测量开关控制信号三者。仪器集成程序可例如为Labview程序、C语言程序与VB语言程序。而且，当元件开关与电源开关闭合时，待测元件串联电源装置，当测量开关闭合，且元件开关依序闭合时，依序测量每一待测元件的阻抗值。此外，可依据仪器集成程序的指令控制元件开关与测量开关，可采用阻抗测量器依序地测量每一待测元件的阻抗值并将阻抗值传回计算机，以进行后续的分析作业。若判断某一待测元件为不良品，则在后续的测试流程中，可省略该待测元件的测试作业。

由上可知，相较于现有技术中，测试人员需记录阻抗值并判断待测元件是否为不良品，因而造成人力资源的消耗的缺点。在本发明的实时阻抗测量系统与方法中，采用仪器集成程序集成实时阻抗测量系统中的所有仪器的信号与数据，故可大幅地节省待测元件的测试时间并简化测试流程，同时提高测试作业的准确性。

附图说明

为使本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的详细说明如下：

图1是现有技术的阻抗测量装置的方块示意图；

图2是依照本发明一较佳实施例的一种实时阻抗测量系统的方块示意图；

图3是依照本发明一较佳实施例的一种实时阻抗测量系统的电路示意图；

图4是依照本发明另一较佳实施例的一种实时阻抗测量系统的方块示意图；

图5是依照本发明另一较佳实施例的一种实时阻抗测量方法的流程图。

【主要组件符号说明】

20、30：实时阻抗测量系统      21、31：计算机

212、312：仪器集成程序        214、314：GPIB接口

22、32：电源装置              23、33：开关矩阵

24、34：阻抗测量器            25、SW1：电源开关

26、SW2：测量开关             33a～33f：元件开关

90：待测元件                  90a～90f：电容

91：电路板                    912、914：待测点

具体实施方式

为了节省人力资源并减少误判的发生，下述实施例提供实时阻抗测量系统与方法，以节省待测元件的测试时间并简化测试流程，同时提高测试作业的准确性。

当待测元件进行加速测试(也即，针对加速产品早期失效所设计出的加速测试)或信赖性测试(也即，针对测试元件在严格的温度或电性下的运作情形所设计出的信赖性测试)时，下述实施例所述的实时阻抗测量系统与方法可实时地测量测试过程中的阻抗值变化，依据阻抗值变化可判断测试元件是否通过测试。

图2是依照本发明一较佳实施例的一种实时阻抗测量系统的方块示意图。请参照图2，实时阻抗测量系统20可测量待测元件90的阻抗值，实时阻抗测量系统20包含：计算机21、电源装置22、开关矩阵(switch matrix)23与阻抗测量器24。计算机21分别通过开关控制信号S2、电源开关控制信号S1与测量开关控制信号S4控制开关矩阵23、电源开关25与测量开关26三者。电源装置22通过电源开关25连接待测元件90，并输出测试电源信号Se至待测元件90。阻抗测量器24通过测量开关26与开关矩阵23连接待测元件90，以测量待测元件90的阻抗值。阻抗测量器24输出对应该阻抗值的阻抗信号S3至计算机21。

计算机21包含仪器集成程序212与GPIB接口214，测试人员可依据待测元件90的测试需求编写仪器集成程序212。当计算机21执行仪器集成程序212时，将产生电源开关控制信号S1、开关控制信号S2、与测量开关控制信号S4并通过GPIB接口输出所述控制信号。仪器集成程序可采用Labview软件、C语言与VB语言进行编写作业。此外，在依据本实施例的其它实施例中，可采用RS-232接口以取代GPIB接口214，同样可达成传送多个控制信号的效果。

然而，待测元件90的数量可多达数百个，此时开关矩阵包括对应待测元件的多个元件开关，所述元件开关分别连接待测元件90的一端。当计算机21闭合元件开关与电源开关25，且关断测量开关26时，连接于闭合的元件开关的待测元件90接收测试电源信号Se，测试电源信号Se可例如为100V。当计算机21关断电源开关25且闭合测量开关26，并依序闭合元件开关时，阻抗测量器24依序测量连接于其上的待测元件90的阻抗值。

举例来说，若待测元件90的测试需求为在3小时内持续接收100V的高压，且每隔半小时进行待测元件90的阻抗值测量作业，则计算机21可闭合元件开关与电源开关25，且关断测量开关26，连接于闭合的元件开关的待测元件将接收100V的高压。经半小时后，计算机21可关断电源开关25且闭合测量开关26，并依序闭合元件开关时，阻抗测量器24依序测量连接于其上的待测元件90的阻抗值。如此，将可获知待测元件90在接收高电压后阻抗值的变动情形。

本实施例的实时阻抗测量系统采用计算机21以控制开关矩阵23、电源开关25与测量开关26的开关状态以集成电源装置22与阻抗测量器24，故可节省待测元件的测试时间并简化测试流程。

在本实施例中，待测元件可例如为电容、电感或电阻等无源器件的组合，此外，芯片或晶体管有源器件也可通过本实施例的实时阻抗测量系统进行端子间的阻抗值的测量作业，以下将以电容为例更具体地说明实时阻抗测量系统的动作情形。

图3是依照本发明一较佳实施例的一种实时阻抗测量系统的电路示意图。请参考图3，实时阻抗测量系统30包含：计算机31、电源装置32、开关矩阵33与阻抗测量器34。电源装置32通过电源开关SW1连接电容90a～90f，并输出测试电源信号Se至电容90a～90f。阻抗测量器34通过测量开关SW2与开关矩阵33连接电容90a～90f，以测量电容90a～90f的阻抗值。计算机31也分别通过开关控制信号S2、电源开关控制信号与测量开关控制信号控制开关矩阵23、电源开关25与测量开关SW2。

进一步来说，开关矩阵33包含多个元件开关33a～33f，元件开关33a～33f分别连接电容90a～90f。当采用电容测试其耐压能力，也就是，电容将在3小时内持续接收例如100V的高压，且每隔半小时测量一次电容的阻抗值。计算机首先闭合所有元件开关33a～33f与电源开关SW1，且关断测量开关，以使电容90a～90f通过电源开关SW1接收测试电源信号Se，也即，电容90a～90f接收100V的高压。经半小时后，计算机31可关断电源开关SW1且闭合测量开关SW2，并依序闭合元件开关33a～33f，以依序测量90a～90f的阻抗值。

也就是，例如仅闭合元件开关33a，并关断其余元件开关33b～33f，以连接电容90a与阻抗测量器34，则阻抗测量器34可测量电容90a的阻抗值。接着，仅闭合元件开关33b，并关断其余元件开关33a、33c～33f，以连接电容90b与阻抗测量器34，则阻抗测量器34可测量电容90b的阻抗值，依此类推，直到完成所有电容90a～90f的测量作业。在后续的测试作业中，同样地，电容90a～90f接收来自电源装置32的100V的直流电压，并每隔半小时测量所有电容90a～90f的阻抗值。所述阻抗值将传送至计算机31，计算机31可依据所述阻抗值判断电容90a～90f是否已损坏。

在上述实施例中，测试电源信号Se是采用100V直流电压为例，然而，本发明不限于此，电源装置可依据待测元件的测试需求输出低频或高频交流正弦波信号、方波信号、三角波信号与锯齿波信号等等，以进行待测元件的信赖度测试作业。

此外，在本实施例中，也可将电容90a～90f置放在80℃的高温烤箱中，而且，选择性地，电源装置32无需输出测试电源信号Se，以测试高温环境下电容的阻抗值改变的情形。

另外，图4是依照本发明另一较佳实施例的一种实时阻抗测量系统的方块示意图。请参考图4，前述实施例的实时阻抗测量系统20也可实时地测量正进行加速测试或信赖性测试的电路板91上的多对待测点912、914间的阻抗值。

除上述实施例之外，本发明的另一较佳实施例还提供一种实时阻抗测量方法，其可测量多个待测元件的阻抗值。

图5是依照本发明另一较佳实施例的一种实时阻抗测量方法的流程图。请同时参考图3与图5，实时阻抗测量方法包括步骤51～54。首先，在步骤51中，提供开关矩阵33、电源开关SW1、测量开关SW2与计算机31，开关矩阵33包含多个元件开关33a～33f，元件开关分别连接待测元件的一端。然后，在步骤52中，计算机31输出一开关控制信号S2至开关矩阵33以闭合元件开关33a～33f。之后，计算机31闭合电源开关SW1以传送测试电源信号Se至电容90a～90f(步骤53)，此电源信号Se可为直流信号或交流信号。其后，在步骤54中，计算机31输出测量开关控制信号以闭合测量开关SW2，并依序闭合元件开关33a～33f，使得每一元件开关33a～33f依序并联阻抗测量器34，以依序进行每一电容90a～90f的阻抗值测量作业。

实时阻抗测量方法采用计算机以控制电源开关SW1、开关矩阵33与测量开关SW2，使待测元件可依据其测试需求接收测试电源信号Se，并进行阻抗测量作业。如此一来，将可简化测试流程并提高测试准确度。

此外，计算机31可接收来自阻抗测量器34的阻抗信号S3，以分析每一电容90a～90f的阻抗值。当计算机31判断某一电容已损坏时，则不再对此损坏电容进行阻抗测量作业。也就是，在后续阻抗测量作业中，阻抗测量器34不再测量损坏电容的阻抗值，如此，将可省略不必要的测试作业以简化测试流程。

同样地，本实施例的实时阻抗测量方法是采用一接口总线，以传送来自计算机的开关控制信号、电源开关控制信号与测量开关控制信号至开关矩阵、电源开关与测量开关。接口总线可为通用接口总线(GPIB)或RS-232接口。

在此实施例中，实时阻抗测量方法通过执行一仪器集成程序产生开关控制信号、电源开关控制信号与测量开关控制信号。此仪器集成程序是采用例如Labview软件、C语言或VB语言进行编写作业。

由上述本发明较佳实施例可知，应用本发明的实时阻抗测量系统与方法可实时地测量多个待测元件的阻抗值，并集成电源装置、开关矩阵与阻抗测量器。如此，可大幅地节省待测元件的测试时间并简化测试流程，同时达到提高测试作业的准确性与节省人力的效果。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种实时阻抗测量系统，用以测量多个待测元件的阻抗值，其特征在于，该系统至少包含：

一开关矩阵，该开关矩阵包含多个元件开关，所述元件开关分别连接所述待测元件的一端；

一电源开关；

一电源装置，该电源装置通过该电源开关连接所述待测元件的另一端，并输出一测试电源信号；

一测量开关；

一阻抗测量器，该阻抗测量器通过该测量开关连接所述待测元件的该另一端；以及

一测试控制器，用以控制该开关矩阵、该电源开关与该测量开关，

其中，当该测试控制器闭合所述元件开关与该电源开关，且关断该测量开关时，连接于闭合的所述元件开关的所述待测元件接收该测试电源信号，当该测试控制器关断该电源开关且闭合该测量开关，并依序闭合所述元件开关时，以该阻抗测量器依序测量连接于其上的待测元件的阻抗值。

2.根据权利要求1所述的实时阻抗测量系统，其特征在于，该测试控制器接收所述待测元件的阻抗值。

3.根据权利要求1所述的实时阻抗测量系统，其特征在于，该测试控制器分别通过一开关控制信号、一电源开关控制信号与一测量开关控制信号控制该开关矩阵、该电源开关与该测量开关。

4.根据权利要求3所述的实时阻抗测量系统，其特征在于，还包括一接口总线，用以传送该开关控制信号、该电源开关控制信号与该测量开关控制信号。

5.根据权利要求3所述的实时阻抗测量系统，其特征在于，该测试控制器通过执行一仪器集成程序产生该开关控制信号、该电源开关控制信号与该测量开关控制信号。

6.一种实时阻抗测量方法，用以测量多个待测元件的阻抗值，其特征在于，该方法至少包含下列步骤：

提供一开关矩阵、一电源开关、一测量开关与一测试控制器，该开关矩阵包含多个元件开关，所述元件开关分别连接所述待测元件的一端；

闭合所述元件开关；

闭合该电源开关以传送一测试电源信号至所述待测元件；以及

闭合该测量开关并依序闭合所述元件开关，以依序测量所述待测元件的阻抗值，

其中，该测试控制器用以控制该开关矩阵、该电源开关与该测量开关。

7.根据权利要求6所述的实时阻抗测量方法，其特征在于，还包括传送所述待测元件的阻抗值至该测试控制器的步骤。

8.根据权利要求6所述的实时阻抗测量方法，其特征在于，分别依据一开关控制信号、一电源开关控制信号与一测量开关控制信号以控制该开关矩阵的所述元件开关、该电源开关与该测量开关。

9.根据权利要求8所述的实时阻抗测量方法，其特征在于，通过一接口总线，以传送该开关控制信号、该电源开关控制信号与该测量开关控制信号。

10.根据权利要求8所述的实时阻抗测量方法，其特征在于，还包括执行一仪器集成程序产生该开关控制信号、该电源开关控制信号与该测量开关控制信号的步骤。

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