CN102520348B - 一种通用开关检测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用开关检测仪，能够达到提高开关模块的测试效率的目的；包括控制板、指示灯板、电阻测试板、导通电阻测量模块、通信模块、实时监控模块；控制板根据各开关的开关状态，控制指示灯板内相应发光二极管；实时监控模块记录各发光二极管响应状态并传送至通信模块；电阻测试板在通信模块的控制下，采用多选一电路选通被测开关并获取所选通开关两端的电阻值；导通电阻测量模块获取所选通开关的电阻值，计算得到电压值并进行A/D转换，同时传送至通信模块；通信模块接收上位机的开关控制指令、发光二极管响应状态和电压值，计算得到导通电阻值并控制所述多选一电路切换状态，同时发送发光二极管响应状态和导通电阻值至上位机。

Description

一种通用开关检测仪

技术领域

本发明属于测试设备领域，具体涉及一种通用开关检测仪。

背景技术

随着开关模块的应用范围越来越广，对开关模块批量生产过程的测试效率的要求进一步提高。通常情况下，当进行开关模块的导通和断开状态时，需要将万用表与开关模块连接成一个测试系统，对于开关模块通道的通断状态是分开进行测试的，这种测试方式对于批量生产过程中的老炼测试和检验测试较为适用，但由于这种测试方式的测试流程复杂、测试时间较长，在进行调试、试验过程中不能实时观察开关模块通道的通断状态是否正常。此外，这种测试方式对于不同种类的开关模块，需要采用不同的测试工装、测试电缆以及自动测试程序，这样不但增加了工装的设计和加工时间，还增加了成本。

在进行检测过程中，对于多种开关类模块，需要设计不同的转接线缆和测试工装，这样通过引出线缆直接检测时，需要采用仪表对开关模块各个通道的通断状态进行逐个测量，以验证同一时刻只有一个开关闭合或断开，从而测试效率比较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种通用开关检测仪，可作为产品自动测试的测试工装使用，能够达到提高开关模块的测试效率的目的。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种通用开关检测仪，包括控制板、指示灯板、电阻测试板、导通电阻测量模块、通信模块、实时监控模块，其中：

该检测仪各组成部分的连接关系为：

外部被测开关模块分别通过控制板与指示灯板连接、通过电阻测试板与导通电阻测量模块连接，通信模块分别与导通电阻测量模块、实时监控模块、电阻测试板连接，实时监控模块与指示灯板连接，外部上位机与通信模块进行信息交互。

所述控制板和电阻测试板均为可替换的模块，控制板包括采样开关控制板和矩阵开关控制板，电阻测试板包括采样开关导通电阻测试板和矩阵开关导通电阻测试板，外部被测开关模块包括采样开关模块和矩阵开关模块，当外部被测开关模块为采样开关模块时，控制板处连接采样开关控制板且电阻测试板处连接采样开关导通电阻测试板，当外部被测开关模块为矩阵开关模块时，控制板处连接矩阵开关控制板且电阻测试板处连接矩阵开关导通电阻测试板。

控制板通过背板插口直接插在指示灯板的背面，用于根据外部被测开关模块中各开关的开关状态，控制指示灯板内相应的发光二极管的亮或灭。

指示灯板由256个发光二极管组成，这些发光二极管作为指示灯按顺序排列并从所述检测仪的前面板伸出，在前面板上对每个发光二极管的序号进行标注，所述序号对应于外部被测开关模块内部的开关编号。各发光二极管根据控制板的控制，进行亮或灭的响应并将该发光二极管的响应状态发送至实时监控模块。

实时监控模块，用于实时记录指示灯板中的各个发光二极管响应状态并通过数据线传送至通信模块。

电阻测试板，用于在通信模块的控制下，采用内部的多选一电路选通外部被测开关模块中的开关并获取所选通开关两端的电阻值。

导通电阻测量模块，用于从所述电阻测试板获取所选通开关的电阻值，根据该电阻值，采用内部恒流源将得到电压值，对该电压值进行A/D转换，通过数据线将经A/D转换后的电压值传送至通信模块。

通信模块，用于接收来自外部上位机的开关控制指令、指示灯板的发光二极管响应状态和导通电阻测量模块的电压值，根据该电压值计算得到导通电阻值，并根据所述开关控制指令控制电阻测试板内部的多选一电路切换状态，同时发送发光二极管响应状态和导通电阻值至外部上位机。

当外部被测开关模块为N×M矩阵开关模块时，所述矩阵开关控制板、所述矩阵开关导通电阻测试板与所述指示灯板的电路连接关系为：该N×M矩阵开关模块的第i行接口端Com_i，i＝1，...，N，Com_i通过矩阵开关控制板内的端口ZY_i连接到继电器SY_i的线圈的一端，该线圈的另一端接地；该N×M矩阵开关模块的第j列接口端Ch_j，j＝1，...，M，Ch_j通过矩阵开关控制板的端口Z_j连接到继电器S_j的线圈一端，该线圈的另一端接至电源VCC，VCC＝5V。

对应于所述N×M矩阵开关模块，选取所述指示灯板上的N×M个发光二极管阵列；电源VCC通过S_j的开关连接至线路端点X_j，从该端点X_j引出两路分别通过指示灯板的端口连接至指示灯板内的两个发光二极管的正极，即该N×M矩阵开关模块的第j列对应于所述N×M个发光二极管阵列的第j列；该N×M个发光二极管阵列的第i行的各发光二极管的负极通过指示灯板的一个端口引出，并通过SY_i的开关接地，最终使得所述N×M个发光二极管阵列中的发光二极管编号与所述N×M矩阵开关模块的开关编号一致。

指示灯板上的端口共有2M+N个，从端点X₁～X_M引出的线路通过的端口不相同，且每两个端点X_j引出的线路通过的端口不重合。

矩阵开关导通电阻测试板内连接有N选一电路和M选一电路，Com₁～Com_N与所述N选一电路的选通端1～N一对一连接，Ch₁～Ch_M与所述M选一电路的选通端1～M一对一连接；N选一电路的公共端为电阻测试端C1，M选一电路的公共端为电阻测试端C2，C1、C2均连接至所述导通电阻测量模块。

当外部被测开关模块为R通道采样开关模块时，采样开关控制板、采样开关导通电阻测试板与指示灯板的电路连接关系为：所述采样开关控制板包括直通线路、接地线路和接电源VCC线路，该R通道采样开关模块的第r个通道Ch_r，r＝1，...，R，Ch_r通过所述采样开关控制板的直通线路连接所述指示灯板的端口，并通过该端口连接至指示灯板内的发光二极管D_r的正极，D_r的负极通过指示灯板的端口连接所述接地线路。所述R通道采样开关模块的开关公共端Com连接所述接电源VCC线路。所述端口共有R+2个。

所述采样开关导通电阻测试板内连接有R选一电路，Ch₁～Ch_r与该R选一电路的选通端1～R一对一连接；R选一电路的公共端为电阻测试端X，所述开关公共端Com连接采样开关导通电阻测试板内的电阻测试端Y，X、Y均连接至所述导通电阻测量模块。

有益效果：

通过采用本发明所提供的检测仪，可进行观察指示灯的点亮情况来判断采样开关、矩阵开关的通断状态；此外，本测试仪通过一个转接板，可实现开关模块与本发明的连接，这样通过采用集成测试仪器即可完成对开关模块的各个通道的导通电阻、绝缘电阻的测试，从而达到了提高开关模块的测试效率的目的。

本发明可作为产品自动测试的测试工装使用。通过编制自动测试程序，并将该程序用于开关模块、测试仪器以及本发明所构成自动测试系统，实现导通电阻和绝缘电阻的自动测试；同时，通过采用一个实时检测模块，本发明具备对开关通断状态的实时检测功能，可实现对开关的通道状态进行一万次历史状态的记录。

附图说明

图1为本发明所提供的一种通用开关检测仪的结构框图；

图2为本发明用于测试2×2矩阵开关的检测仪电路图；

图3为本发明用于测试4通道采样开关的检测仪电路原理图；

其中，1-第I二选一电路；2-第II二选一电路。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种通用开关检测仪，包括控制板、指示灯板、电阻测试板、导通电阻测量模块、通信模块、实时监控模块，其中：

该检测仪各组成部分的连接关系为：

外部被测开关模块分别通过控制板与指示灯板连接、通过电阻测试板与导通电阻测量模块连接，通信模块分别与导通电阻测量模块、实时监控模块、电阻测试板连接，实时监控模块与指示灯板连接，外部上位机与通信模块进行信息交互。

所述控制板和电阻测试板均为可替换的模块，控制板包括采样开关控制板和矩阵开关控制板，电阻测试板包括采样开关导通电阻测试板和矩阵开关导通电阻测试板，外部被测开关模块包括采样开关模块和矩阵开关模块，当外部被测开关模块为采样开关模块时，控制板处连接采样开关控制板且电阻测试板处连接采样开关导通电阻测试板，当外部被测开关模块为矩阵开关模块时，控制板处连接矩阵开关控制板且电阻测试板处连接矩阵开关导通电阻测试板。

控制板通过背板插口直接插在指示灯板的背面，用于根据外部被测开关模块中各开关的开关状态，控制指示灯板内相应的发光二极管的亮或灭。

指示灯板由256个发光二极管组成，这些发光二极管作为指示灯按顺序排列并从所述检测仪的前面板伸出，在前面板上对每个发光二极管的序号进行标注，所述序号对应于外部被测开关模块内部的开关编号。各发光二极管根据控制板的控制，进行亮或灭的响应并将该发光二极管的响应状态发送至实时监控模块。

实时监控模块，用于实时记录指示灯板中的各个发光二极管响应状态并通过数据线传送至通信模块。

电阻测试板，用于在通信模块的控制下，采用内部的多选一电路选通外部被测开关模块中的开关并获取所选通开关两端的电阻值。

导通电阻测量模块，用于从所述电阻测试板获取所选通开关的电阻值，根据该电阻值，采用内部恒流源将得到电压值，对该电压值进行A/D转换，通过数据线将经A/D转换后的电压值传送至通信模块。

通信模块，用于接收来自外部上位机的开关控制指令、指示灯板的发光二极管响应状态和导通电阻测量模块的电压值，根据该电压值计算得到导通电阻值，并根据所述开关控制指令控制电阻测试板内部的多选一电路切换状态，同时发送发光二极管响应状态和导通电阻值至外部上位机。

当外部被测开关模块为N×M矩阵开关模块时，所述矩阵开关控制板、所述矩阵开关导通电阻测试板与所述指示灯板的电路连接关系为：该N×M矩阵开关模块的第i行接口端Com_i，i＝1，...，N，Com_i通过矩阵开关控制板内的端口ZY_i连接到继电器SY_i的线圈的一端，该线圈的另一端接地；该N×M矩阵开关模块的第j列接口端Ch_j，j＝1，...，M，Ch_j通过矩阵开关控制板的端口Z_j连接到继电器S_j的线圈一端，该线圈的另一端接至电源VCC，VCC＝5V。

对应于所述N×M矩阵开关模块，选取所述指示灯板上的N×M个发光二极管阵列；电源VCC通过S_j的开关连接至线路端点X_j，从该端点X_j引出两路分别通过指示灯板的端口连接至指示灯板内的两个发光二极管的正极，即该N×M矩阵开关模块的第j列对应于所述N×M个发光二极管阵列的第j列；该N×M个发光二极管阵列的第i行的各发光二极管的负极通过指示灯板的一个端口引出，并通过SY_i的开关接地，最终使得所述N×M个发光二极管阵列中的发光二极管编号与所述N×M矩阵开关模块的开关编号一致。

指示灯板上的端口共有2M+N个，从端点X₁～X_M引出的线路通过的端口不相同，且每两个端点X_j引出的线路通过的端口不重合。

矩阵开关导通电阻测试板内连接有N选一电路和M选一电路，Com₁～Com_N与所述N选一电路的选通端1～N一对一连接，Ch₁～Ch_M与所述M选一电路的选通端1～M一对一连接；N选一电路的公共端为电阻测试端C1，M选一电路的公共端为电阻测试端C2，C1、C2均连接至所述导通电阻测量模块内的电流源。

当外部被测开关模块为R通道采样开关模块时，采样开关控制板、采样开关导通电阻测试板与指示灯板的电路连接关系为：所述采样开关控制板包括直通线路、接地线路和接电源VCC线路，该R通道采样开关模块的第r个通道Ch_r，r＝1，...，R，Ch_r通过所述采样开关控制板的直通线路连接所述指示灯板的端口，并通过该端口连接至指示灯板内的发光二极管D_r的正极，D_r的负极通过指示灯板的端口连接所述接地线路。所述R通道采样开关模块的开关公共端Com连接所述接电源VCC线路。所述端口共有R+2个。

所述采样开关导通电阻测试板内连接有R选一电路，Ch₁～Ch_r与该R选一电路的选通端1～R一对一连接；R选一电路的公共端为电阻测试端X，所述开关公共端Com连接采样开关导通电阻测试板内的电阻测试端Y，X、Y均连接至所述导通电阻测量模块内的电流源。

综上，本发明所提供的检测仪具有开关通断指示功能、开关通道导通电阻的测量功能、开关通断状态的记录功能。

图2是本发明用于测试2×2矩阵开关的检测仪电路图。

2×2矩阵开关模块包括Ch1、Ch2、Com1和Com2四个端口，Ch1通过端口Z1连接至继电器S1的线圈的一端，S1线圈的另一端连接至VCC，Ch2通过端口Z2连接至继电器S2的线圈的一端，S2线圈的另一端连接至VCC，Com1通过端口ZY1连接至继电器SY1的线圈的一端，SY1线圈另一端连接至GND，Com2通过端口ZY2连接至继电器SY2的线圈的一端，SY2线圈另一端连接至GND。VCC分别通过闭合S1的开关连接至X1、通过闭合S2的开关连接至X2。X1分别通过指示灯板的端口Y2连接至发光二极管D1的正极、通过指示灯板的端口Y5连接至发光二极管D3的正极。X2分别通过指示灯板的端口Y1连接至发光二极管D2的正极、通过指示灯板的端口Y4连接至发光二极管D4的正极。D1和D2的负极均依次通过指示灯板的端口Y3、闭合SY1的开关连接至GND，D3和D4的负极均依次通过指示灯板的端口Y6、闭合SY2的开关连接至GND。VCC＝+5V。

2×2矩阵开关的Com1和Com2均与第I二选一电路1连接，2×2矩阵开关的Ch1和Ch2与第II二选一电路2连接，从第I二选一电路1的开关KT1一端引出测试端C1，从第II二选一电路2的开关KT2一端引出测试端C2。

当用户通过上位机设置第I二选一电路1切换至1端，且第II二选一电路2切换至3端时，相应导通闭合电路上的开关K1闭合，此时，S1和SY1的线圈有电流通过，S1和SY1闭合，D1的正极与VCC＝+5V接通，D1的负极与GND接通，此时对应于被测2×2矩阵开关第一行第一列的指示灯板上的D1被“点亮”，由于S2和SY2没有电流通过，D2、D3和D4不会被“点亮”。所以，用户观测到指示灯板上的发光二极管D1被“点亮”，同时通过上位机得到被测2×2矩阵开关K1闭合的信息，K1的开关通道中相应的导通电阻的阻值范围为1.1Ω～1.3Ω。

同样地，用户通过上位机进行设置，使得当被测2×2矩阵开关中的K2、K3和K4分别接通时，采用该开关检测仪进行检测，用户可观测指示灯板上的发光二极管的响应状态，并通过上位机得到相应开关的状态信息以及相应的开关通道中的导通电阻的阻值范围为1.1Ω～1.3Ω。

图3是本发明用于测试4通道采样开关的检测仪电路原理图。

4通道的采样开关控制板的开关公共端Com一端连接至电源VCC＝5V。通道1(CH1)通过端口Y2连接发光二极管D1的正极，通道2(CH2)通过端口Y1连接发光二极管D2的正极，通道3(CH3)通过端口Y5连接发光二极管D3的正极，通道4(CH4)通过端口Y4连接发光二极管D4的正极。D1和D2的负极均通过指示灯板的端口Y3连接至GND，D3和D4的负极均通过指示灯板的端口Y6连接至GND。

4通道的采样开关控制板的开关公共端Com在采样开关导通电阻测试板中的引出端为测试端Y端，从CH1、CH2、CH3和CH4分别引出一端连接至采样开关导通电阻测试板中的四选一电路，该四选一电路的开关KT3一端引出测试端X。

当用户通过上位机设置四选一电路切换至5端，Com端的开关K5切换至CH1，CH1接通，使D1被“点亮”，此时，由于其他通道未接通，D2～D4不会被“点亮”，所以，用户观测到指示灯板上的发光二极管D1被“点亮”，同时通过上位机得到开关K5选通CH1的信息，在CH1开关通道中相应的导通电阻的阻值范围为0.7Ω～0.9Ω。

同样地，用户通过上位机进行设置，当Com端的开关K5分别与CH2、CH3、CH4接通时，采用该开关检测仪进行检测，用户可观测指示灯板上的发光二极管的响应状态，并通过上位机得到开关K5选通通道的状态信息以及相应的开关通道中的导通电阻的阻值范围为0.7Ω～0.9Ω。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种通用开关检测仪，其特征在于，包括控制板、指示灯板、电阻测试板、导通电阻测量模块、通信模块、实时监控模块；其中：

该检测仪各组成部分的连接关系为：

外部被测开关模块分别通过控制板与指示灯板连接、通过电阻测试板与导通电阻测量模块连接，通信模块分别与导通电阻测量模块、实时监控模块、电阻测试板连接，实时监控模块与指示灯板连接；外部上位机与通信模块进行信息交互；

所述控制板和电阻测试板均为可替换的模块，控制板包括采样开关控制板和矩阵开关控制板；电阻测试板包括采样开关导通电阻测试板和矩阵开关导通电阻测试板；当外部被测开关模块为采样开关模块时，控制板处连接采样开关控制板且电阻测试板处连接采样开关导通电阻测试板；当外部被测开关模块为矩阵开关模块时，控制板处连接矩阵开关控制板且电阻测试板处连接矩阵开关导通电阻测试板；

控制板通过背板插口直接插在指示灯板的背面，用于根据外部被测开关模块中各开关的开关状态，控制指示灯板内相应的发光二极管的亮或灭；

指示灯板由256个发光二极管组成，这些发光二极管作为指示灯按顺序排列并从所述检测仪的前面板伸出，在前面板上对每个发光二极管的序号进行标注，所述序号对应于外部被测开关模块内部的开关编号；各发光二极管根据控制板的控制，进行亮或灭的响应并将该发光二极管的响应状态发送至实时监控模块；

实时监控模块，用于实时记录指示灯板中的各个发光二极管响应状态并通过数据线传送至通信模块；

电阻测试板，用于在通信模块的控制下，采用内部的多选一电路选通外部被测开关模块中的开关并获取所选通开关两端的电阻值；

导通电阻测量模块，用于从所述电阻测试板获取所选通开关的电阻值，根据该电阻值，采用内部恒流源得到电压值，对该电压值进行A/D转换，通过数据线将经A/D转换后的电压值传送至通信模块；

通信模块，用于接收来自外部上位机的开关控制指令、指示灯板的发光二极管响应状态和导通电阻测量模块的电压值，根据该电压值计算得到导通电阻值，并根据所述开关控制指令控制电阻测试板内部的多选一电路切换状态，同时发送发光二极管响应状态和导通电阻值至外部上位机。

2.如权利要求1所述的一种通用开关检测仪，其特征在于，当外部被测开关模块为R通道采样开关模块时，所述采样开关控制板、所述采样开关导通电阻测试板与所述指示灯板的电路连接关系为：所述采样开关控制板包括直通线路、接地线路和接电源VCC线路，该R通道采样开关模块的第r个通道Ch_r，r=1，…，R，Ch_r通过所述采样开关控制板的直通线路连接所述指示灯板的端口，并通过该端口连接至指示灯板内的发光二极管D_r的正极，D_r的负极通过指示灯板的端口连接所述接地线路；所述R通道采样开关模块的开关公共端Com连接所述接电源VCC线路；所述端口共有R+2个；

所述采样开关导通电阻测试板内连接有R选一电路，Ch₁～Ch_R与该R选一电路的选通端1～R一对一连接；R选一电路的公共端为电阻测试端X，所述开关公共端Com连接采样开关导通电阻测试板内的电阻测试端Y，X、Y均连接至所述导通电阻测量模块。

3.如权利要求2所述的一种通用开关检测仪，其特征在于，所述电源VCC为+5V。

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