CN107271880A - 一种温控箱的参数测试系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温控箱的参数测试系统及其方法，该系统包括工控机设置有测试系统工控机软件，所述直流稳压电源，函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器等通过以太网HUB，GPIBUSB卡和USBRS232线缆，网线将系统设备连接到工控机上，实现系统自检、自动记录测试状态等功能；其中，所述直流稳压电源电联于待测设备DUT,所述函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器通过各自电信号检测端口对应连接于待测设备DUT的待测信号端口；本发明相比现有技术具有以下优点：该系统实现对温控箱某一产品的输出零位电压、最大输出电压、总放大倍数等测试指标，进行测试的自测系统及其检测方法。

Description

一种温控箱的参数测试系统及其方法

技术领域

本发明涉及电子测试技术领域，尤其涉及的是一种温控箱的参数测试系统及其方法。

背景技术

温控箱，其主要工作性能是不同温度阶段的运行工作，其在出厂前需要对其进行不同阶段温度运行状态下的，电性参数性能是否符合指标、是否能够稳定运行；故提出一种适应于温控设备电性能参数的测试系统，实现对温控箱的多种参数在常温工作、高低温工作过程中进行自动化检测。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种适应于温控设备电性能参数的测试系统，该系统实现对温控箱某一产品的输出零位电压、最大输出电压、总放大倍数等测试指标，进行测试的自测系统及其检测方法。

本系统根据产品高低温运行过程中的性能检测要求，配备多台高性能仪器，分别对产品在自动测试各阶段的电压、电流、频率、带宽放大倍数、线性误差/对称性误差、转折频率、衰减量、功耗等参数实现实时检测。由于采用自动控制方式，系统可以很好的满足产品测试的时间和测试数量的要求，所有检测数据通过GPIB总线、RS232、网络等汇总到控制终端。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种温控箱的参数测试系统，包括工控机，直流稳压电源，函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器；所述工控机设置有测试系统工控机软件，所述直流稳压电源，函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器等通过以太网HUB，GPIBUSB卡和USBRS232线缆，网线将系统设备连接到工控机上，实现系统自检、自动记录测试状态等功能；

其中，所述直流稳压电源电联于待测设备DUT,所述函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器等通过各自电信号检测端口对应连接于待测设备DUT的待测信号端口。

优选的，所述直流稳压电源选用型号为E3631A，提供±15V,电流50ma，调节精度0.01V；所述函数信号发生器选用型号为E33522A，提供双通道交流信号，可以设置2路信号的相位差，有效值6V,频率10K；输出直流信号1V，输出信号调节精度1mv，频率精度1HZ；所述通用计数器选用型号为52230A测试2路800hz正弦信号的相位差，精度0.1°；所述数据采集器选用型号为34970A用于开关和信号采集；所述双踪示波器可以测试信号波形输出。

优选的，所述数据采集器1个含GP开关模块、多路复用器数据采集数据测量模块。

依据该检测系统，提出一种针对温控箱的参数测试方法流程：

1)开始；

2)检测设备是否正常？

3)有故障报错，退出检测；

4)无故障，开始检测，设置开关模块的状态；

5)设置电源输出幅度，并输出；

6)设置函数信号发生器信号输出频率和电压；

7)设置万用表的直流电压模式和对应检测档位，读取其输出电压Vorz1；

8)设置电源输出幅度，并输出；

9)设置函数信号发生器信号输出频率和电压；

10)设置万用表的直流电压模式和对应检测档位，读取其输出电压Vorz2；

11)断开电源，断开开关；

12)检测结束。

该系统的测试系统工控机软件具备自检功能，并配有测试标准测试件用于系统测试确保测试精度，并形成自检报告，当自检无法满足时会在屏幕提示问题故障，在测试产品过程中出现指标超标，系统自动记录测试状态，并自动切换到下一产品进行测试，被测产品在工作过程中如发生故障时可自动切断供电输出并报警，显示故障原因，实现无人值守；按照客户的要求记录产品每个管脚的对地阻抗值并记录，形成客户需要的数据格式文件，测试完成自动分析数据一致性，并形成测试结论。

本发明相比现有技术具有以下优点：该系统实现针对温控箱某一产品的输出零位电压、最大输出电压、总放大倍数等测试指标，进行测试的自测系统及其检测方法。

附图说明

图1为本发明提供的一种温控箱的参数测试系统的系统构架框图；

图2为本发明提供的一种温控箱的参数测试系统的工装框图；

图3为本发明提供的一种温控箱的参数测试系统的原理示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参考图1、2所示，本发明实施例提供的一种温控箱的参数测试系统，包括工控机，直流稳压电源，函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器；所述工控机设置有测试系统工控机软件，所述直流稳压电源，函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器等通过以太网HUB，GPIBUSB卡和USBRS232线缆，网线将系统设备连接到工控机上，实现系统自检、自动记录测试状态等功能；

其中，所述直流稳压电源电联于待测设备DUT,所述函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器通过各自电信号检测端口对应连接于待测设备DUT的待测信号端口。

优选的，所述直流稳压电源选用型号为E3631A，提供±15V,电流50ma，调节精度0.01V；所述函数信号发生器选用型号为E33522A，提供双通道交流信号，可以设置2路信号的相位差，有效值6V,频率10K；输出直流信号1V，输出信号调节精度1mv，频率精度1HZ；所述通用计数器选用型号为52230A测试2路800hz正弦信号的相位差，精度0.1°；所述数据采集器选用型号为34970A用于开关和信号采集；所述双踪示波器可以测试信号波形输出。

优选的，所述数据采集器1个含GP开关模块、多路复用器数据采集数据测量模块。

其中，结合图2、3所示，测试工装设计成母板+测试子板的方式测试工装安装在工装测试母板之上，测试DUT可以设计较多，这样可以满足长时间使用接触点磨损，实际测试只能满足1次可以2个一起顺序测试的方式；

测试工装的设计尽量满足客户对多个DUT测试的实际需要，根据现在的数采器的GP开关模块有20路开关控制，而一个DUT的测试K1-K5需要近10路开关，因此配置1个GP模块可以满足2个DUT信号采集的需要，每增加1个GP模块可以满足2个DUT信号采集。

需要测试的的产品性能参数如下：

1、输出零位电压；

2、最大输出电压；

3、总放大倍数K,线性误差EL，对称性误差Es；

4、带通级放大倍数Kdt，中心频率F0,带宽BWdt；

5、低通级转折频率fc，阻尼系数α；

6、陷波级衰减量D,带宽BWdz。

测试准备：

根据测试的测试图，将测试设备连接到测试工装母板上，DUT安装在对应的位置上，检测相关信号有无短路、断路情况，测试合格后准备测试。

参考图3原理图所示，对应的，

一)、输出零位电压:

1、测试内容

a)测试系统将开关K1、K3、K4闭合，K2置于A2,K5断开；电脑通过程序自动调节电源Vcc＝15V土0.1V、VEE＝-15V±0.IV，并调节函数型号发生器1，使0UT1端输出正弦信号FIjz＝8kHz，Vijz＝3.4V(RMS)，读出A8的输出零位电压Vorz1；

b)开关状态同上，电脑通过程序自动调节电源VCC＝12V±0.1V、VEE＝-12V土0.1V，并调节函数型号发生器1，使0UT1端输出正弦信号fIjz＝8kHz，FIjz＝6V(RMS)，读出A8的输出零位电压Vorz2。

2、测试流程；

a、开始；

b、检测设备是否正常？

c、有故障报错，退出检测；

d、无故障，开始检测，设置开关K1-K5的状态；

e、设置电源输出幅度，并输出；

f、设置函数信号发生器信号输出频率和电压；

g、设置万用表的直流电压模式和对应检测档位，读取A8输出电压Vorz1；

h、设置电源输出幅度，并输出；

i、设置函数信号发生器信号输出频率和电压；

j、设置万用表的直流电压模式和对应检测档位，读取A8输出电压Vorz2；

k、断开电源，断开开关；

l、检测结束。

二)、最大输出电压；

1、测试内容

测试系统将开关K1、K3、K4闭合，K2置于Al，K5断开，电脑通过程序自动调节电源Vcc＝15V±0.IV，VEe＝-15V±0.IV，并调节函数型号发生器1，使0UT1端输出正弦信号FIjz＝8kHz，Vljz＝3.4V(RMS)，0UT2端输出正弦信号FIdt＝8kHz,且输出的信号与0UT1端输出的信号相位一致，从0V开始增大OUT2端输出正弦信号Vidt的幅度，在双踪示波器所观察的波形不失真的状态下(馒头波波形未削顶)，34970A读出最大输出直流电压Vomax1+，电脑通过程序调节函数型号发生器1，使0UT2端输出的信号与OUT1端输出的信号相位相反，从0V开始增大0UT2端输出正弦信号Vidt的幅度，在双踪示波器所观察的波形不失真的状态下(馒头波波形未削顶)，34970A读出最大输出直流电压。

电脑通过程序自动调节电源Va＝12V士0.1V、VEE＝＝-12V土0.1V,信号输入

fIjs＝fld,＝8kHz，Vljz＝6V(RMS)的条件下，同以上a)测试程序，可得最大输出电压

此项主要需要判定波形不失真，这个有2种判定方式：

1、波形对比；

在测试之前采集OUT2最大不失真的波形，并记录下来，波形数据包含一系列的采样点电压，采样点时间，频率信息；后续的记录可以和记录信息进行比对，从而判定；

2、分析示波器输出信号的连续性；

这个方法需要每次分析示波器采集的波形文件，会相对耗时，工控机会读取示波器的实时数据，分析馒头波波形顶部数据，根据允许的误差范围，判定馒头波波形未削顶的输出电压幅度。

2、测试流程；

a、开始；

b、检测设备是否正常？

c、有故障报错，退出检测；

d、无故障，开始检测，设置开关K1-K5的状态；

e、设置电源输出幅度Vcc＝15V±0.IV，VEe＝-15V±0.IV，并输出；

f、设置函数信号发生器信号OUT1输出频率和电压FIjz＝8kHz，Vljz＝3.4V(RMS),0UT2端输出正弦信号FIdt＝8kHz,且输出的信号与0UT1端输出的信号相位一致；

g、增大函数信号发生器OUT2端输出正弦信号Vidt的幅度；

h、波形不失真最大波形分析判定；

i、读出最大输出直流电压Vomax1+；

j、设定调节函数型号发生器1，使0UT2端输出的信号与OUT1端输出的信号相位相反，从0V开始增大0UT2端输出正弦信号Vidt的幅度；

k、波形不失真最大波形分析判定；

l、读出最大输出直流电压Vomax1-；

m、根据公式计算最大输出的电压；

n、设置电源输出幅度Vcc＝11V±0.1V，VEe＝-15V±0.1V，并输出；

o、设置函数信号发生器信号OUT1输出频率和电压FIjz＝8kHz，Vljz＝6V(RMS),0UT2端输出正弦信号FIdt＝8kHz,且输出的信号与0UT1端输出的信号相位一致；

p、重复g-m步骤；

q、断开电源，断开开关；

r、检测结束。

三)、总放大倍数K,线性误差EL，对称性误差Es。

1、测试内容：

测试系统将开关Kl、K3、K4闭合，K2置于Al，K5断开；电脑通过程序自动调节电源VCC＝15V±0.1V，VEE＝＝-15V土0.1V，电脑调节函数信号发生器1,使OUT1端输出正弦信号Fljz＝8kHz，Vljz＝3.4V(RMS)，0UT2端输出正弦信号FIdt＝8kHz，调节0UT2端输出正弦信号Vldt的幅度，用34970A读出当输入信号交流电压VIdtn(n＝l～6)分别为^；Vdtl＝0.5V(RMS)、

VIdt2＝lV(RMS)、VIdt3＝1.5V(RMS)、Vdt4＝2V(RMS)、Vdt5＝3V(RMS)、Vdt6＝4V(RMS)，且当0UT2与0UT1端输出信号相位相同/相反时，A8与Vldtn(n＝l～6)对应的输出信号直流电压Vodzn+和Vodzn-按公式计算总放大倍数K，线性误差El，对称性误差Es。

四)、带通级放大倍数Kdt，中心频率F0,带宽BWdt。

1、测试内容：

测试系统将开关K5置于A3,K1～K4断开；电脑通过程序自动调节电源Vcc＝15V±0.1V，VEE＝-15V土0.1V,设定函数信号发生器2，输出正弦信号fidt＝8kHz,通过调节幅度Vidt，从A3电读取交流电压1V，34970A从A6读取此时的输出交流电压值，即为带通级放大倍数4；电脑通过程序调节函数信号发生器2的输出正弦信号的频率fidt，当A6的交流电压档读取最大电压值时，即为带通级中心频率f0。

电脑程序设定函数信号发生器2,输出正弦信号的频率通过调节幅度Kdt，从A6电读取的交流电压IV，程序增大正弦信号的频率Fidt，从A6测得的交流电压0.707V，记录此时的正弦信号频率fh,然后减小正弦信号的频率fidt,从A6测得的交流电压0.707V，记录此时的正弦信号频率fl,带宽BWdt＝fh-fl。

五)、低通级转折频率fc，阻尼系数α。

1、测试内容：

测试系统将开关K5置于A4,K1～K4断开。电脑通过程序自动调节电源Vcc＝15V±0.1V,

VEE＝-15V±0.1V，电脑程序设定函数型号发生器2,输出正弦信号rIjt＝iV(RMS)，从760Hz逐步调节频率Fijt,到840Hz，从通用计数器上读取正弦信号相对于输入正弦信号的相位差，当相位差为90°(或-90°或270°或-270°)时所对应的频率即为低通级转折频率fc，记录此时A7点的交流电压Vfc，调节函数信号发生器2,输出直流电压信号Vijt＝1V，记录此时A7点的直流电压V,则低通级阻尼系数。

六)、陷波级衰减量D,带宽BWdz。

1、测试内容：

测试系统将开关K5置于A5,K1～K4断开。电脑通过程序自动调节电源VCC＝15V±0.1V，VEE＝-15V士0.1V，电脑程序设定函数型号发生器2,输出正弦信号频率FIdz＝500Hz，通过调节幅度Vidz,从A5点读取交流电压1000mV，程序读取此时A7点的交流电压值Vodz‘(单位mV),则陷波级衰减量

D＝-20lg(Vodz/1000)

程序增大函数信号发生器2的频率fidz，监测A7的交流电压，读取电压0.707V，记录此时的正弦信号频率fh，然后减小函数信号发生器2的频率Fidz，监测A7的交流电压，读取电压0.707V,记录此时的正弦信号频率f1，则陷波级带宽BWdz为：BWdz＝fh-fl。

该系统的测试系统工控机软件具备自检功能，并配有测试标准测试件用于系统测试确保测试精度，并形成自检报告，当自检无法满足时会在屏幕提示问题故障，在测试产品过程中出现指标超标，系统自动记录测试状态，并自动切换到下一产品进行测试，被测产品在工作过程中如发生故障时可自动切断供电输出并报警，显示故障原因，实现无人值守；按照客户的要求记录产品每个管脚的对地阻抗值并记录，形成客户需要的数据格式文件，测试完成自动分析数据一致性，并形成测试结论。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种温控箱的参数测试系统，包括工控机，直流稳压电源，函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器；其特征在于：所述工控机设置有测试系统工控机软件，所述直流稳压电源，函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器等通过以太网HUB，GPIBUSB卡和USBRS232线缆，网线将系统设备连接到工控机上，实现系统自检、自动记录测试状态等功能；

其中，所述直流稳压电源电联于待测设备DUT,所述函数信号发生器，通用计数器，双踪示波器，数据采集器通过各自电信号检测端口对应连接于待测设备DUT的待测信号端口。

2.根据权利要求1所述的一种温控箱的参数测试系统，其特征在于：所述直流稳压电源选用型号为E3631A，提供±15V,电流50ma，调节精度0.01V；所述函数信号发生器选用型号为E33522A，提供双通道交流信号，可以设置2路信号的相位差，有效值6V,频率10K；输出直流信号1V，输出信号调节精度1mv，频率精度1HZ；所述通用计数器选用型号为52230A测试2路800hz正弦信号的相位差，精度0.1°；所述数据采集器选用型号为34970A用于开关和信号采集；所述双踪示波器可以测试信号波形输出。

3.根据权利要求1或2任一所述的一种温控箱的参数测试系统，其特征在于：所述数据采集器1个含GP开关模块、多路复用器数据采集数据测量模块。

4.根据权利要求1所述的一种温控箱的参数测试系统，其特征在于：一种针对温控箱的参数测试方法流程：

1)开始；

2)检测设备是否正常？

3)有故障报错，退出检测；

4)无故障，开始检测，设置开关模块的状态；

5)设置电源输出幅度，并输出；

6)设置函数信号发生器信号输出频率和电压；

7)设置万用表的直流电压模式和对应检测档位，读取其输出电压Vorz1；

8)设置电源输出幅度，并输出；

9)设置函数信号发生器信号输出频率和电压；

10)设置万用表的直流电压模式和对应检测档位，读取其输出电压Vorz2；

11)断开电源，断开开关；

12)检测结束。