CN109142931A - 一种用于压电陶瓷测试的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于压电陶瓷测试的系统及方法，所述系统包括：上位机、与所述上位机电连接的多路信号分配器以及分别与多路信号分配器电连接的多个导通装置，被测产品连接于所述导通装置内，上位机控制多路信号分配器逐一切换测试通道。本发明提供一种用于压电陶瓷测试的系统及方法，通过设置多路信号分配器，该多路信号分配器可以逐一切换测试通道，从而能够实现与多个导通装置导通，进而可以在一次测试工艺中测试多个被测产品，提高工作效率，不需要在测试过程中更换设备，节约人力物力。

Description

一种用于压电陶瓷测试的系统及方法

技术领域

本发明涉及压电陶瓷测试技术领域。更具体地，涉及一种用于压电陶瓷测试的系统及方法。

背景技术

压电陶瓷是一种广泛应用于人类生活、生产的各个领域的材料，现在也应用于手机模组中实现其各种功能来增加用户体验。使用合适的放大器设备来驱动压电陶瓷材料，并通过检测设备能够测试压电陶瓷材料的直流电流特性、交流电流特性、小信号电容特性和大信号电场强度回线。

现有技术多在实验室使用，测试系统构造简单，放大器设备和检测设备连接到一个简单的测试夹具中就能满足实验需求。但手机模组内部压电陶瓷材料具有大和超薄的特性，并且测试量极大，现有方法无法满足产量需求，并且夹具夹取超薄的压电陶瓷可能会造成其出现碎裂的情况。

发明内容

为了上述问题的至少一个，本发明第一方面提供一种用于压电陶瓷测试的系统，包括：

包括上位机、与所述上位机电连接的多路信号分配器以及分别与多路信号分配器电连接的多个导通装置，被测产品连接于所述导通装置内，上位机控制多路信号分配器逐一切换测试通道。

优选地，所述测试系统还包括信号检测设备，所述信号检测设备分别连接上位机与多路信号分配器，被测产品反馈的波形通过检测设备反馈至上位机。

优选地，所述测试系统进一步包括信号放大器，所述信号放大器接收所述检测设备输出的驱动信号输出高压驱动信号至所述多路信号分配器。

优选地，每个所述测试通道对应一个继电器，所述多路信号分配器包括处理器和干簧继电器阵列，所述处理器接收并解码所述上位机输出至所述多路信号分配器的串口数据，并根据该串口数据输出控制信号至干簧继电器阵列，以打开测试通道对应的继电器，同时确认其他继电器处于关闭状态。

优选地，所述导通装置包括：

电路板，其上形成有检测电路；

柔性板，所述柔性板包括由导电材料形成的导电层，所述柔性板固定连接于所述电路板上电导通；

压接组件，位于所述柔性板上；

检测时，压接组件下压柔性板与被测产品接触，依次通过电路板、柔性板给被测产品中的压电陶瓷上电检测。

优选地，所述压接组件包括具有容纳腔的壳体与压头，所述压头一端限位于壳体容纳腔内形成第一端部，另一端自壳体向外伸出，形成第二端部，所述压头压接于柔性板上。

本发明第二方面提供一种利用如上所述的系统进行压电陶瓷测试的方法，所述方法包括：

上位机与多路信号分配器建立信号连接，以控制多路信号分配器逐一切换测试通道；

上位机通过所述多路信号分配器与每个导通装置连通，以获得被测产品反馈的波形。

优选地，所述测试系统还包括信号检测设备，所述方法进一步包括：

所述信号检测设备分别连接上位机与多路信号分配器，以检测出被测产品反馈的波形，并将该被测产品反馈的波形反馈至上位机。

优选地，所述测试系统进一步包括信号放大器，所述方法进一步包括：

所述信号放大器接收所述检测设备输出的驱动信号输出高压驱动信号至所述多路信号分配器。

优选地，每个所述测试通道对应一个继电器，所述多路信号分配器包括处理器和干簧继电器阵列；

所述多路信号分配器逐一切换测试通道包括：

所述处理器接收并解码所述上位机输出至所述多路信号分配器的串口数据，并根据该串口数据输出控制信号至干簧继电器阵列，以打开测试通道对应的继电器，同时确认其他继电器处于关闭状态。

本发明的有益效果如下：

本发明提供的用于压电陶瓷测试的系统及方法，通过设置多路信号分配器，该多路信号分配器可以逐一切换测试通道，从而能够实现与多个导通装置导通，进而可以仅仅在一次测试工艺中测试多个被测产品，提高工作效率，不需要在测试过程中更换设备，节约人力物力。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明；

图1示出本发明实施例提供的测试系统结构示意图。

图2示出本发明实施例提供的测试系统信号示意图。

图3示出本发明实施例提供的用于压电陶瓷测试的导通装置结构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种用于压电陶瓷测试的系统，具体的，请结合图1所示，包括：包括上位机、与所述上位机电连接的多路信号分配器以及分别与多路信号分配器电连接的多个导通装置，被测产品连接于所述导通装置内，上位机控制多路信号分配器逐一切换测试通道。

本实施例提供的用于压电陶瓷测试的系统，通过设置多路信号分配器，该多路信号分配器可以逐一切换测试通道，从而能够实现与多个导通装置导通，进而可以仅仅在一次测试工艺中测试多个被测产品，提高工作效率，不需要在测试过程中更换设备，节约人力物力。

在图1所示的实施例中，所述测试系统还包括信号检测设备，所述信号检测设备分别连接上位机与多路信号分配器，被测产品反馈的波形通过检测设备反馈至上位机(Datereport)。

信号检测设备可以是现有的波形检测设备，本实施例中，可以采用Radianttechnologies公司Multiferrioc II、Premier II、LC II、RT 66C等产品。

本领域技术人员明了的是，在整个系统运行之前，需要上位机对信号检测设备进行校准。

多路信号分配器包括一个串口协议芯片，用于与上位机建立串口通讯。每个所述测试通道对应一个继电器，所述多路信号分配器还包括处理器和干簧继电器阵列，所述处理器接收并解码所述上位机输出至所述多路信号分配器的串口数据，并根据该串口数据输出控制信号至干簧继电器阵列，以打开测试通道对应的继电器，同时确认其他继电器处于关闭状态。这样通过打开对应的继电器，并关闭其他继电器，即可实现上位机控制该多路信号分配器逐一切换测试通道，例如当切换至第一路测试通道时，关闭其他路测试通道对应的继电器，仅打开该测试通道对应的继电器，从而控制切换至该测试通道。

进一步的，多路信号分配器中还包括电源管理器，用于管理分配外部的电源适配器输入的直流电流，该直流电流可以为12V。

本领域技术人员明了，上位机可以通过控制接口与信号放大器、信号检测设备以及多路信号分配器等建立信号连接。

一般地，多路信号分配器可以设置n路(CH1-CHn)的测试通道，例如可以设置1-20路测试通道，即可以在一次测试工序中，逐次测试20个被测产品。

处理器通过控制总线与干簧继电器阵列建立信号连接，本发明不限于此。

此外，本实施例中，还包括信号放大器，所述信号放大器接收所述检测设备输出的驱动信号输出高压驱动信号至所述多路信号分配器。这样有利于信号的精确识别。

本发明实施例进一步提供一种利用上述系统进行压电陶瓷测试的方法，包括：

S1:上位机与多路信号分配器建立信号连接，以控制多路信号分配器逐一切换测试通道；

S2:上位机通过所述多路信号分配器与每个导通装置连通，以获得被测产品反馈的波形。

本发明提供的利用上述系统进行压电陶瓷测试的方法，通过设置多路信号分配器，该多路信号分配器可以逐一切换测试通道，从而能够实现与多个导通装置导通，进而可以仅仅在一次测试工艺中测试多个被测产品，提高工作效率，不需要在测试过程中更换设备，节约人力物力。

进一步的，根据上述测试系统的描述可以知晓，所述测试系统还包括信号检测设备，所述方法进一步包括：所述信号检测设备分别连接上位机与多路信号分配器，以检测出被测产品反馈的波形，并将该被测产品反馈的波形反馈至上位机。

下面以具体的实施例进行说明，结合图2所示，其工作流程为：

步骤1、上位机检测多路信号分配器串口通讯是否正常，并对信号检测设备进行校准(calibration)。

步骤2、上位机确定所需要的检测的通道，与多路信号分配器进行串口通讯，处理器接收串口数据并解码。

步骤3、处理器通过总线将控制信号发送至干簧继电器阵列，打开检测通道对应的继电器，同时确认其他继电器处于关闭状态。

步骤4、上位机发送命令到信号检测设备。

步骤5、信号检测设备发送驱动信号到干簧继电器阵列，并同时采集返回的信号并计算数据。

步骤6、信号检测设备把结果发送到上位机。

步骤7、上位机关闭继电器通道。

信号检测设备可以是现有的波形检测设备，本实施例中，可以采用Radianttechnologies公司Multiferrioc II、Premier II、LC II、RT 66C等产品。

当然，在所述测试系统进一步包括信号放大器的实施例中，所述方法进一步包括：所述信号放大器接收所述检测设备输出的驱动信号输出高压驱动信号至所述多路信号分配器。这样有利于信号的精确识别。

下面对本实施例中的导通装置进行详细说明。

结合图3所示，本发明实施例中的导通装置包括：电路板5，其上形成有检测电路；柔性板7，所述柔性板包括由导电材料形成的导电层，所述柔性板7固定连接于所述电路板5上电导通；压接组件，位于所述柔性板上；检测时，压接组件下压柔性板与被测产品接触，依次通过电路板、柔性板给被测产品中的压电陶瓷上电检测。

本实施例提供的导通装置，通过设置包括有导电层的柔性板，使得被测产品与检测电路电导通，一方面不需要在被测产品上焊线，不会破坏产品表面，另一方面柔性板性质柔软，在压覆在被测产品上时会提供压力缓冲，从而不易压坏产品，能够适用于较薄的产品测试。此外，柔性板设置导电层，通过导电层与被测产品接触，接触面积大，能够适用于高压环境。

需要说明的是，柔性板7可以仅仅由导电层形成，例如柔性板7整体均由导电材料形成，进一步的，根据本发明，柔性板7还可以仅在其表面结合一层导电层，本发明不限于此。

结合图3所示，本实施例中的压接组件包括具有容纳腔的壳体与压头，所述压头一端限位于壳体容纳腔内形成第一端部，另一端自壳体向外伸出，形成第二端部，所述压头压接于柔性板上。

更具体的，壳体包括组合在一起的上壳体11和下壳体12，上壳体11和下壳体12共同形成容纳腔，当然，在其他可选实施例中，上壳体11和下壳体12可以一体形成，本发明不限于此。

在一些可选的实施例中，上壳体和下壳体可以为组合在一起的两个压块，本发明不限于此。

所述电路板5结合在所述壳体的压头2伸出的一侧，并且所述电路板5具有供所述压头2的第二端部伸出的贯穿孔。这样将检测电路集成到本装置上，后续不需要设置检测电路，节约了工艺。

本实施例中，导电层的材料为延展性较好的材料，例如铝合金等合金金属材料，这样在柔性板7弯曲时，导电层不会断裂导致被测产品6与检测电路之间的电连接中断。

上述的导通装置在使用时，可以通过例如机械臂等装置将其放置在被测的压电陶瓷上，从而使得压电陶瓷与柔性板7上的导电层接触。

此外，为了防止该导通装置在放置到压电陶瓷上压力过大，导致压电陶瓷产品损坏，在图3示出的实施例中，所述压接组件进一步包括位于所述容纳腔内的缓冲件，所述缓冲件两端分别与压头及容纳腔内壁接触，为所述导电层与被测产品接触时提供缓冲。所述缓冲件与所述压头2的第一端部结合固定，为所述导电层与被测产品6接触时提供缓冲。这样既可通过缓冲件的缓冲作用力，使得起始按压到压电陶瓷上时不会造成压力过大而导致被测产品6损坏的问题，并且，当导通装置完全放置到被测产品6上后，可以通过轻按导通装置的方式，使得压头2与被测产品6之间具有一定压力，从而更好地使柔性板7上的导电层与被测产品6接触。

本实施例中，缓冲件包括结合在所述压头2的第一端部端面和该端面对应的所述容纳腔内壁之间的第一弹簧31。当导通装置按压在被测产品6上时，第一弹簧31处于一定的压缩状态，因此，能够为其提供缓冲的反作用力。

进一步的，所述装置进一步包括调节件，所述调节件用于调节所述第一弹簧31的预紧力。这样第一弹簧31的预紧力可以调节，因此可以根据具体情况设定第一弹簧31的预紧力，使得在导通装置按压在被测产品6上时，第一弹簧31能够提高足够的缓冲反作用力。

具体的，如图3所示，调节件包括结合在一起的衬套41和螺丝42，所述螺丝42贯穿所述壳体并与所述壳体被贯穿形成的孔道螺纹配合，所述衬套41结合固定在所述第一弹簧31和该第一弹簧31对应的容纳腔内壁之间。通过调节所述螺丝42转动，从而使得螺丝42相对于该对应的容纳腔内壁朝向壳体里外方向移动，带动连接在一起的衬套41朝向靠近或者远离第一弹簧31的方向移动，从而实现对第一弹簧31预紧力的调节，例如，当衬套41向靠近第一弹簧31的方向移动时，第一弹簧31逐渐被压缩，此时第一弹簧31的预紧力更大，反之亦然，本发明不予赘述。

在图3示出的优选的实施例中，所述压头包括本体部和由所述本体部向两侧或周边延伸形成的限位部，所述缓冲件进一步包括第二弹簧，所述第二弹簧设于所述限位部的下方或套设于所述本体部上。即此时第一端部为T形。该实施例中，壳体包括有对应阻挡所述限位部的侧壁，这样可以防止压头2伸出壳体外。所述第二弹簧32位于所述限位部远离所述第一弹簧31的一侧。第二弹簧32提供与第一弹簧31相反的缓冲作用力，当第一弹簧31处于压紧状态时，第二弹簧32处于拉伸状态，反之，当第一弹簧31处于拉伸状态时，第二弹簧32处于压紧状态，这样第二弹簧32进一步为第一弹簧31提供缓冲，从而形成了两级缓冲的结构，这样可以防止第一弹簧31形变幅度过大，当松开后的回弹对压电陶瓷造成影响。

第二弹簧32可以沿着所述压头2的周向对称设置，从而使得缓冲力更加平均。

需要说明的是，在一些可实现的未设置第二弹簧32的实施例中，当压电陶瓷测试完毕时，导电层与压电陶瓷应当缓慢分离，避免第一弹簧31的回弹对压电陶瓷产生影响。

此外，在更优选的实施例中，所述衬套41靠近所述第一弹簧31的一侧形成有凹陷，所述第一弹簧31的端部设置在对应的所述凹陷内。该凹陷一方面可以限制第一弹簧31的移动，从而使得第一弹簧31不会滑出，使得结构更加稳定，另一方面具有减薄的作用，能够减小导通装置的体积。

同理，第一端部的端面上形成有相同的凹陷，第一弹簧31的端部设置在对应的凹陷中。更进一步的，在包括有第二弹簧32的实施例中，同样可以设置上述凹陷，本发明在此不再赘述。

此外，在图3中的实施例中，柔性板7结合在电路板5上，即所述柔性板7包括覆盖所述压头2第二端部端面上的按压导通部以及由所述按压导通向两侧延伸形成的延长部，所述延长部包括固定部和连接部，所述固定部上的导电层结合在所述电路板5上，所述连接部连接在所述按压导通部和所述固定部之间。使用时，按压导通部上的导电层与被测产品6接触形成电连接。

本领域技术人员明了，按压导通部上的导电层、连接部上的导电层以及固定部上的导电层应当形成一个电导通结构。

该实施例中，柔性板7上的导电层可以通过如图中的固定块8按压固定在电路板5上，更进一步的，固定块8可以沿围绕柔性板7的按压导通部对此设置，这样结合的作用力分布更加均匀，避免出现受力不均匀导致的局部断开的问题。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

还需要说明的是，在本发明的描述中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种用于压电陶瓷测试的系统，其特征在于，包括：

上位机、与所述上位机电连接的多路信号分配器以及分别与多路信号分配器电连接的多个导通装置，被测产品连接于所述导通装置内，上位机控制多路信号分配器逐一切换测试通道。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述测试系统还包括信号检测设备，所述信号检测设备分别连接上位机与多路信号分配器，被测产品反馈的波形通过检测设备反馈至上位机。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述测试系统进一步包括信号放大器，所述信号放大器接收所述检测设备输出的驱动信号输出高压驱动信号至所述多路信号分配器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，每个所述测试通道对应一个继电器，所述多路信号分配器包括处理器和干簧继电器阵列，所述处理器接收并解码所述上位机输出的串口数据，并根据该串口数据输出控制信号至干簧继电器阵列，以打开测试通道对应的继电器，同时确认其他继电器处于关闭状态。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导通装置包括：

电路板，其上形成有检测电路；

柔性板，所述柔性板包括由导电材料形成的导电层，所述柔性板固定连接于所述电路板上电导通；

压接组件，位于所述柔性板上；

检测时，压接组件下压柔性板与被测产品接触，依次通过电路板、柔性板给被测产品中的压电陶瓷上电检测。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述压接组件包括具有容纳腔的壳体与压头，所述压头一端限位于壳体容纳腔内形成第一端部，另一端自壳体向外伸出，形成第二端部，所述压头压接于柔性板上。

7.一种利用如权利要求1所述的系统进行压电陶瓷测试的方法，其特征在于，包括：

上位机与多路信号分配器建立信号连接，以控制多路信号分配器逐一切换测试通道；

上位机通过所述多路信号分配器与每个导通装置连通，以获得被测产品反馈的波形。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述上位机通过所述多路信号分配器与每个导通装置连通，以获得被测产品反馈的波形进一步包括：

利用信号检测设备分别连接上位机与多路信号分配器，以检测出被测产品反馈的波形，并将该被测产品反馈的波形反馈至上位机。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

利用信号放大器接收所述检测设备输出的驱动信号输出高压驱动信号至所述多路信号分配器。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述多路信号分配器逐一切换测试通道包括：为每个所述测试通道对应设置一个继电器；利用多路信号分配器中的处理器接收并解码所述上位机输出的串口数据，并根据该串口数据输出控制信号至多路信号分配器中的干簧继电器阵列，以打开测试通道对应的继电器，同时确认其他继电器处于关闭状态。