CN105651490B - 一种用于红外白板灯管检测的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于红外白板灯管检测的系统和方法，包括两基板、被测板PCB、被测灯管夹具、待测灯管夹具、伺服电机、待测板PCB、主板和PC机；其中，所述被测板PCB、所述被测灯管夹具安装在一所述的基板上，并且所述被测板PCB上设置所述被测灯管夹具；所述待测灯管夹具、所述伺服电机和所述待测板PCB安装在一所述的基板上，并且所述待测板PCB与所述伺服电机电性相连，所述伺服电机上安装所述待测灯管夹具；同时，所述被测板PCB和所述待测板PCB都通过所述的主板与所述的PC机相连。因此，本发明所述的用于红外白板灯管检测的系统和方法使得测得的灯管强度与角度曲线更为精准。

Description

一种用于红外白板灯管检测的系统和方法

技术领域

本发明涉及电子领域，特别是指一种用于红外白板灯管检测的系统和方 法。

背景技术

红外白板是通过白板周围一圈的红外框来达到定位效果，例如红外框从 X轴和Y轴发出信号，另外一边接收，如果被手指遮挡，则会感应到手指的 触控位置从而达到定位的效果。目前，红外白板可以直接手写或者任意物体 都能替代笔的效果，一般在教育、商用等领域应用广泛。

其中，红外白板的红外框上安装的都是接收灯管或者发射灯管，这些接 收灯管和发射灯管在红外白板实现其使用功能的过程中起到了至关重要的作 用。因此，对于红外白板的接收灯管和发射灯管安装前的检测工作极为重 要，但是在现有技术中对红外白板灯管的精确检测还无法做到。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于红外白板灯管检测的系统和 方法，使得测得的灯管强度与角度曲线更为精准。

基于上述目的本发明提供的用于红外白板灯管检测的系统，包括两基 板、被测板PCB、被测灯管夹具、待测灯管夹具、伺服电机、待测板PCB、 主板和PC机；其中，所述被测板PCB、所述被测灯管夹具安装在一所述的 基板上，并且所述被测板PCB上设置所述被测灯管夹具；所述待测灯管夹 具、所述伺服电机和所述待测板PCB安装在一所述的基板上，并且所述待测 板PCB与所述伺服电机电性相连，所述伺服电机上安装所述待测灯管夹具； 同时，所述被测板PCB和所述待测板PCB都通过所述的主板与所述的PC机 相连。

可选地，所述被测灯管夹具和所述待测灯管夹具水平对齐。

可选地，所述被测灯管夹具和所述待测灯管夹具之间的间距为0.5m- 1.5m之间。

进一步地，所述被测灯管夹具和所述待测灯管夹具之间的间距为1.0m。

可选地，所述用于红外白板灯管检测的系统，以发射管为测试的对象， 待测灯管夹具为发射管夹具，待测板PCB为发射板PCB，被测板PCB为接 收板PCB、被测灯管夹具为接收管夹具；其中，发射板PCB、伺服电机和发 射管夹具安装在一基板上，并且发射板PCB与伺服电机电性相连，伺服电机 上安装发射管夹具；接收管夹具和接收板PCB安装在另一基板上，并且接收 板PCB上设置接收管夹具；同时，发射板PCB和接收板PCB都通过主板与 PC机相连。

进一步地，所述用于红外白板灯管检测系统的检测过程包括：

第一步，在接收管夹具上安装标准的红外接收管；在发射管夹具上安装 待检测的发射管；

第二步，通过PC机将工作指令发送给主板；

第三步，主板控制发射板PCB导通并产生一电压信号，同时发送信号给 伺服电机按照扫描周期执行一步转动，使得发射管夹具上的发射管旋转；

第四步，接收管夹具上的接收管接收到发射管发出的红外线，然后接收 板PCB产生一电压信号；

第五步，返回至第二步，直至伺服电机完成整个扫描周期；

第六步，PC机将发射管转动的角度与相对应产生的信号进行整理，得到 发射管角度与信号强度曲线。

进一步地，在所述通过PC机将工作指令发送给主板之前，通过PC机 208配置参数。

进一步地，所述通过PC机配置参数，配置扫描周期和发射管的旋转角 度；所述的扫描周期为伺服电机从启动到停止的时间，在这个期间伺服电机 将作匀速转动；所述发射管的旋转角度通过控制伺服电机的旋转角度来对发 射管的旋转角度进行配置。

进一步地，在进行所述第四步的同时，或者在所述第四步之前，或者在 所述第四步之后主板控制发射板PCB将信号进行A/D转换，并将转换后的 信号通过主板返回给PC机。

进一步地，所述发射板PCB采用ADS8327芯片。

进一步地，在进行所述第五步之前，主板控制接收板PCB将接收的信号 进行A/D转换，并将转换后的信号通过主板返回给PC机。

进一步地，所述接收板PCB采用ADS8327芯片。

进一步地，所述PC机将发射管转动的角度与相对应产生的信号进行整 理，其中采用如下公式计算得到发射管转动的角度：

其中，α为伺服电机转动的角度，m是接收管到伺服电机转盘轴心的距 离，r是发射管到伺服电机转盘轴心的距离。

可选地，所述用于红外白板灯管检测的系统，以接收管为测试的对象， 待测灯管夹具为接收管夹具，待测板PCB为接收板PCB，被测板PCB为发 射板PCB、被测灯管夹具为发射管夹具；其中，接收管夹具、伺服电机和接 收板PCB安装在一基板上，并接收板PCB与伺服电机电性相连，伺服电机 上安装接收管夹具；发射板PCB、发射管夹具安装在另一基板上，并且发射 板PCB上设置发射管夹具；同时，发射板PCB和接收板PCB都通过主板与 PC机相连。

进一步地，所述用于红外白板灯管检测系统的检测过程包括：

第一步，在发射管夹具上安装标准的红外发射管；在接收管夹具上安装 待检测的接收管；

第二步，通过PC机配置参数；

第三步，通过PC机将工作指令发送给主板；

第四步，主板控制发射板PCB导通并产生一电压信号，并主板控制发射 板PCB将信号进行A/D转换，并将转换后的信号通过主板返回给PC机；

第五步，接收管夹具上的接收管接收到发射管发出的红外线，然后接收 板PCB产生一电压信号；

第六步，主板发送信号给伺服电机按照扫描周期执行一步转动，使得接 收管夹具上的接收管旋转；

第七步，主板控制接收板PCB将接收的信号进行A/D转换，并将转换 后的信号通过主板返回给PC机；

第八步，返回至步骤三，直至伺服电机完成整个扫描周期；

第九步，PC机将接收管转动的角度与相对应产生的信号进行整理，得到 接收管角度与信号强度曲线。

进一步地，所述通过PC机配置参数，配置扫描周期和接收管的旋转角 度；所述的扫描周期为伺服电机从启动到停止的时间，在这个期间伺服电机 将作匀速转动；所述接收管的旋转角度可以通过控制伺服电机的旋转角度来 对接收管的旋转角度进行配置。

从上面所述可以看出，本发明提供的用于红外白板灯管检测的系统和方 法，通过被测板PCB、被测灯管夹具安装在一基板上，并且被测板PCB上设 置被测灯管夹具；待测灯管夹具、伺服电机和待测板PCB安装在一基板上， 并且待测板PCB与伺服电机电性相连，伺服电机上安装待测灯管夹具；被测 板PCB和待测板PCB都通过主板与PC机相连。从而，所述用于红外白板灯 管检测的系统和方法能够实现精准、方便的测试过程，且结果输出直观。

附图说明

图1为本发明实施例用于红外白板灯管检测系统的结构示意图；

图2为本发明一个实施例用于红外白板灯管检测系统的结构示意图；

图3为本发明一个实施例用于红外白板灯管检测方法的流程示意图；

图4为本发明实施例伺服电机、待测灯管和被测灯管位置关系示意图；

图5为本发明另一个实施例用于红外白板灯管检测系统的结构示意图；

图6为本发明另一个实施例用于红外白板灯管检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施 例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

在实施例中，如图1中所示的，所述的用于红外白板灯管检测的系统包 括两基板101、被测板PCB102、被测灯管夹具103、待测灯管夹具104、伺 服电机105、待测板PCB106、主板107和PC机108。其中，被测板 PCB102、被测灯管夹具103安装在一基板101上，并且被测板PCB102上设 置被测灯管夹具103。待测灯管夹具104、伺服电机105和待测板PCB106安 装在一基板101上，并且待测板PCB106与伺服电机105电性相连，伺服电 机105上安装待测灯管夹具104。同时，被测板PCB102和待测板PCB106都 通过主板107与PC机108相连。

优选地，被测灯管夹具103和待测灯管夹具104水平对齐，并且两者之 间的间距为0.5m-1.5m之间。当然，被测灯管夹具103和待测灯管夹具104 之间的间距可以为0.5m-1.0m，或者1.0m-1.5m。在实施例中，两者之间的间 距为1.0m。

在本发明的一个实施例中，发射管为测试的对象，参阅图2所示，为本 发明实施例用于红外白板灯管检测系统的结构示意图。所述用于红外白板灯 管检测的系统包括两基板201、发射板PCB202、伺服电机203、发射管夹具 204、接收管夹具205、接收板PCB206、主板207和PC机208。其中，发射 板PCB202、伺服电机203和发射管夹具204安装在一基板201上，并且发 射板PCB202与伺服电机203电性相连，伺服电机203上安装发射管夹具 204。接收管夹具205和接收板PCB206安装在另一基板201上，并且接收板 PCB206上设置接收管夹具205。同时，发射板PCB202和接收板PCB206都 通过主板207与PC机208相连。

作为本发明的一个实施例，如图3所示，为本发明实施例用于红外白板 灯管检测方法的流程示意图，所述用于红外白板灯管检测方法包括：

步骤301，在接收管夹具205上安装标准的红外接收管；在发射管夹具 104上安装待检测的发射管。

步骤302，通过PC机208配置参数。

其中，可以配置扫描周期和发射管的旋转角度。所述的扫描周期为伺服 电机203从启动到停止的时间，在这个期间伺服电机203将作匀速转动。所 述发射管的旋转角度可以通过控制伺服电机203的旋转角度来对发射管的旋 转角度进行配置。例如配置的参数为：

0->>>-40->>>0->>>+40->>>0

表示伺服电机203的扫描周期为：正对方向->>>反方向旋转40度->>>恢复正 对方向->>>正方向旋转40度->>>恢复正对方向。

步骤303，通过PC机208将工作指令发送给主板207。

步骤304，主板207控制发射板PCB202导通并产生一电压信号，同时 发送信号给伺服电机203按照扫描周期执行一步转动，使得发射管夹具204 上的发射管旋转。

步骤305，主板207控制发射板PCB202将信号进行A/D转换，并将转 换后的信号通过主板207返回给PC机208。

较佳地，发射板PCB202采用ADS8327芯片。

步骤306，接收管夹具205上的接收管接收到发射管发出的红外线，然 后接收板PCB206产生一电压信号。

需要说明的是，步骤305和步骤306可以同时进行，也可以先进行步骤 305再进行步骤306，也可以先进行步骤305然后再进行步骤306。

步骤307，主板207控制接收板PCB206将接收的信号进行A/D转换， 并将转换后的信号通过主板207返回给PC机208。

较佳地，接收板PCB206采用ADS8327芯片。

步骤308，返回至步骤303，直至伺服电机203完成整个扫描周期。

步骤309，PC机208将发射管转动的角度与相对应产生的信号进行整 理，得到发射管角度与信号强度曲线。

在一个实施例中，其中在实际测试过程中，发射管转动的角度的确定， 如图4所示，圆C就是电机的转盘。若要测试红外发射管的角度，A点就应 该放置发射管，即A点为发射管夹具204；B点放置接收管，即B点为接收 管夹具205。∠BCA为电机的转角，∠BAD为红外发射管的真实角度，∠BAD 等于∠BCA加上∠CBA。根据三角线的余弦定律得到：

令∠CBA＝γ，∠BCA＝α。则

已知m是B灯管到转盘轴心的距离，r是A点的灯管到转盘轴心的距离，都 是可以直接测量出来的。另外，其中的∠BCA为伺服电机203转动的角度， 因此根据公式(2)可得出∠CBA的角度，从而得到∠BAD的角度(根据∠BAD 等于∠BCA加上∠CBA)，即发射管转动的角度。

在本发明的另一个实施例中，若接收管为检测的对象，则参阅图5所 示，为本发明另一实施例用于红外白板灯管检测系统的结构示意图。所述用 于红外白板灯管检测系统包括两基板501、发射板PCB502、发射管夹具 503、接收管夹具504、伺服电机505、接收板PCB506、主板507和PC机 508。其中，接收管夹具504、伺服电机505和接收板PCB506安装在一基板 501上，并且接收板PCB506与伺服电机505电性相连，伺服电机505上安 装接收管夹具504。发射板PCB502、发射管夹具503安装在另一基板501 上，并且发射板PCB502上设置发射管夹具503。同时，发射板PCB502和接 收板PCB506都通过主板507与PC机508相连。

作为本发明的另一个实施例，若接收管为检测的对象，参阅图6所示， 为本发明另一个实施例用于红外白板灯管检测方法的流程示意图，所述用于 红外白板灯管检测方法包括：

步骤601，在发射管夹具503上安装标准的红外发射管；在接收管夹具 504上安装待检测的接收管。

步骤602，通过PC机508配置参数。

其中，可以配置扫描周期和接收管的旋转角度。所述的扫描周期为伺服 电机505从启动到停止的时间，在这个期间伺服电机505将作匀速转动。所 述接收管的旋转角度可以通过控制伺服电机503的旋转角度来对接收管的旋 转角度进行配置。例如配置的参数为：

1->>>-40->>>0->>>+40->>>0

表示伺服电机505的扫描周期为：正对方向->>>反方向旋转40度->>>恢复正 对方向->>>正方向旋转40度->>>恢复正对方向。

步骤603，通过PC机508将工作指令发送给主板507。

步骤604，主板507控制发射板PCB502导通并产生一电压信号，并主 板507控制发射板PCB502将信号进行A/D转换，并将转换后的信号通过主 板507返回给PC机508。

较佳地，发射板PCB502采用ADS8327芯片。

步骤605，接收管夹具504上的接收管接收到发射管发出的红外线，然 后接收板PCB506产生一电压信号。

步骤606，主板507发送信号给伺服电机505按照扫描周期执行一步转 动，使得接收管夹具504上的接收管旋转。

步骤607，主板507控制接收板PCB506将接收的信号进行A/D转换， 并将转换后的信号通过主板507返回给PC机508。

较佳地，接收板PCB506采用ADS8327芯片。

步骤608，返回至步骤603，直至伺服电机505完成整个扫描周期。

步骤609，PC机508将接收管转动的角度与相对应产生的信号进行整 理，得到接收管角度与信号强度曲线。

在一个实施例中，实际测试过程接收管转动的角度的确定，如图4所 示，圆C就是电机的转盘。若要测试红外接收管的角度，A点就应该放置接 收管，即A点为接收管夹具504；B点放置发射管，即B点为发射管夹具 503。∠BCA为电机的转角，∠BAD为红外发射管的真实角度，∠BAD等于 ∠BCA加上∠CBA。根据三角线的余弦定律得到：

令∠CBA＝γ，∠BCA＝α。则

已知m是B灯管到转盘轴心的距离，r是A点的灯管到转盘轴心的距离，都 是可以直接测量出来的。另外，其中的∠BCA为伺服电机505转动的角度， 因此根据公式(2)可得出∠CBA的角度，从而得到∠BAD的角度(根据∠BAD 等于∠BCA加上∠CBA)，即接收管转动的角度。

综上所述，本发明提供的用于红外白板灯管检测的系统和方法，创造性 地提出了专门应用于红外白板灯管检测的系统；而且，无论待测灯管是发射 管还是接收管，都可以对待测灯管进行检测；对待测灯管可以进行电流的测 量以及转动角度的检测，从而可以对待测灯管在不同角度下电流的情况进行 描述；另外，本发明对待测灯管的转动角度进行了精确的计算，使得获得的 角度与信号强度曲线更为准确；并且本发明利用数字信号代替了模拟信号来 传输灯管的强度信号，从而可以实现长距离的通信，且信号的传输更为可 靠；尤其是解决了在电机长时间转动过程中给信号线带来接触不良的问题， 改善了外界环境给信号带来的干扰；灯管信号强弱可以通过PC机进行调 节，这样方便了夹具与其他测试灯管的仪器设备之间调节找到了一个共同的 标准，解决了供应商没有统一设备的问题；与此同时，在本发明中对待测灯 管转动角度采用了高精度的处理方法，从而使得系统获得的待测灯管转动角 度与信号强度的曲线更为准确；最后，整个所述的用于红外白板灯管检测的系统和方法简便、紧凑，易于实现。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例 而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种用于红外白板灯管检测的系统，其特征在于，包括两基板、被测板PCB、被测灯管夹具、待测灯管夹具、伺服电机、待测板PCB、主板和PC机；其中，所述被测板PCB、所述被测灯管夹具安装在一所述的基板上，并且所述被测板PCB上设置所述被测灯管夹具；所述待测灯管夹具、所述伺服电机和所述待测板PCB安装在一所述的基板上，并且所述待测板PCB与所述伺服电机电性相连，所述伺服电机上安装所述待测灯管夹具；同时，所述被测板PCB和所述待测板PCB都通过所述的主板与所述的PC机相连；

所述用于红外白板灯管检测的系统，以发射管为测试的对象，待测灯管夹具为发射管夹具，待测板PCB为发射板PCB，被测板PCB为接收板PCB、被测灯管夹具为接收管夹具；其中，发射板PCB、伺服电机和发射管夹具安装在一基板上，并且发射板PCB与伺服电机电性相连，伺服电机上安装发射管夹具；接收管夹具和接收板PCB安装在另一基板上，并且接收板PCB上设置接收管夹具；同时，发射板PCB和接收板PCB都通过主板与PC机相连；

所述用于红外白板灯管检测系统的检测过程包括：

第一步，在接收管夹具上安装标准的红外接收管；在发射管夹具上安装待检测的发射管；

第二步，通过PC机将工作指令发送给主板；

第三步，主板控制发射板PCB导通并产生一电压信号，同时发送信号给伺服电机按照扫描周期执行一步转动，使得发射管夹具上的发射管旋转；

第四步，接收管夹具上的接收管接收到发射管发出的红外线，然后接收板PCB产生一电压信号；

第五步，返回至第二步，直至伺服电机完成整个扫描周期；

第六步，PC机将发射管转动的角度与相对应产生的信号进行整理，得到发射管角度与信号强度曲线，其中采用如下公式计算得到发射管转动的角度：

其中，α为伺服电机转动的角度，m是接收管到伺服电机转盘轴心的距离，r是发射管到伺服电机转盘轴心的距离。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述被测灯管夹具和所述待测灯管夹具水平对齐。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述被测灯管夹具和所述待测灯管夹具之间的间距为0.5m-1.5m之间。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述被测灯管夹具和所述待测灯管夹具之间的间距为1.0m。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述通过PC机将工作指令发送给主板之前，通过PC机(208)配置参数。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述通过PC机配置参数，配置扫描周期和发射管的旋转角度；所述的扫描周期为伺服电机从启动到停止的时间，在这个期间伺服电机将作匀速转动；所述发射管的旋转角度通过控制伺服电机的旋转角度来对发射管的旋转角度进行配置。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在进行所述第四步的同时，或者在所述第四步之前，或者在所述第四步之后主板控制发射板PCB将信号进行A/D转换，并将转换后的信号通过主板返回给PC机。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述发射板PCB采用ADS8327芯片。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在进行所述第五步之前，主板控制接收板PCB将接收的信号进行A/D转换，并将转换后的信号通过主板返回给PC机。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述接收板PCB采用ADS8327芯片。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述用于红外白板灯管检测的系统，以接收管为测试的对象，待测灯管夹具为接收管夹具，待测板PCB为接收板PCB，被测板PCB为发射板PCB、被测灯管夹具为发射管夹具；其中，接收管夹具、伺服电机和接收板PCB安装在一基板上，并接收板PCB与伺服电机电性相连，伺服电机上安装接收管夹具；发射板PCB、发射管夹具安装在另一基板上，并且发射板PCB上设置发射管夹具；同时，发射板PCB和接收板PCB都通过主板与PC机相连。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述用于红外白板灯管检测系统的检测过程包括：

第一步，在发射管夹具上安装标准的红外发射管；在接收管夹具上安装待检测的接收管；

第二步，通过PC机配置参数；

第三步，通过PC机将工作指令发送给主板；

第四步，主板控制发射板PCB导通并产生一电压信号，并主板控制发射板PCB将信号进行A/D转换，并将转换后的信号通过主板返回给PC机；

第五步，接收管夹具上的接收管接收到发射管发出的红外线，然后接收板PCB产生一电压信号；

第六步，主板发送信号给伺服电机按照扫描周期执行一步转动，使得接收管夹具上的接收管旋转；

第七步，主板控制接收板PCB将接收的信号进行A/D转换，并将转换后的信号通过主板返回给PC机；

第八步，返回至步骤三，直至伺服电机完成整个扫描周期；

第九步，PC机将接收管转动的角度与相对应产生的信号进行整理，得到接收管角度与信号强度曲线。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述通过PC机配置参数，配置扫描周期和接收管的旋转角度；所述的扫描周期为伺服电机从启动到停止的时间，在这个期间伺服电机将作匀速转动；所述接收管的旋转角度可以通过控制伺服电机的旋转角度来对接收管的旋转角度进行配置。