CN109738084B - 可变式模拟温箱测试仪及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种可变式模拟温箱测试仪及其控制方法，其中，可变式模拟温箱测试仪包括控制器、温度检测模块和多个发热源，发热源和温度检测模块均分别与控制器连接；被测试产品上设有多个与发热源相对应的测试部位，一个测试部位与一个发热源相对应；温度检测模块用于获取测试部位的温度检测数据，温度检测数据包括多个检测温度值，检测温度值与测试部位一一对应；控制器用于根据温度检测数据和预设的温度初始数据分别控制发热源的输出功率，温度初始数据包括与检测温度值一一对应的多个初始温度值。可使被测试产品的整体或多个被测试部位处于同一温度环境，还可以使被测试产品的多个被测试部位分别处于不同的温度环境。

Description

可变式模拟温箱测试仪及其控制方法

技术领域

本发明涉及到实验测试仪器技术领域，特别是涉及到一种可变式模拟温箱测试仪及其控制方法。

背景技术

温箱的设计目的是使被测试产品的整体或被测试部位在某一空间、某一时段处于相同温度的环境下，从而进行实验或测试。随着实验测试技术的发展,人们对于温箱的应用和需求越来越广泛，在工业生产、日常生活、科学技术的实验中，到处可以看到温箱的应用。然而，现实应用中，温箱内靠近发热源的部分的温度高，远离发热源的部分的温度低，导致：在被测试产品的整体或多个被测试部位需要在同一温度环境下进行测试时，温箱难以保持被测试产品的整体或多个被测试部位处在一个相同温度的环境中；在被测试产品的多个被测试部位需要在不同温度环境下进行测试时，温箱难以提供给被测试产品的多个被测试部位不同的温度环境。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种可变式模拟温箱测试仪及其控制方法，可使被测试产品的整体或多个被测试部位处于同一温度环境，还可以使被测试产品的多个被测试部位分别处于不同的温度环境。

本发明提出一种可变式模拟温箱测试仪，包括控制器、温度检测模块和多个发热源，所述发热源和温度检测模块均分别与控制器连接；

被测试产品上设有多个与所述发热源相对应的测试部位，一个所述测试部位与一个所述发热源相对应；

所述温度检测模块用于获取所述测试部位的温度检测数据，所述温度检测数据包括多个检测温度值，所述检测温度值与所述测试部位一一对应；

所述控制器用于根据所述温度检测数据和预设的温度初始数据分别控制所述发热源的输出功率，所述温度初始数据包括与所述检测温度值一一对应的多个初始温度值。

进一步的，还包括输入设备；

所述输入设备用于对控制器输入所述温度初始数据。

进一步的，所述控制器包括负反馈模块，所述负反馈模块与温度检测模块连接；

所述负反馈模块用于根据所述温度初始数据和温度检测数据得到反馈信号，所述反馈信号包括与所述检测温度值一一对应的多个信号；

所述控制器用于根据所述反馈信号控制所述发热源的输出功率。

进一步的，还包括驱动控制模块、多个分别用于驱动一个所述发热源在被测试产品一侧平行移动的驱动机构，所述驱动机构均与驱动控制模块连接，所述发热源分别安装在所述驱动机构上。

进一步的，还包括主体，每个所述驱动机构均包括安装在主体上的第一活动杆和安装在第一活动杆上的第二活动杆，所述发热源安装在第二活动杆上，每个所述第一活动杆均连接有驱动所述第一活动杆在主体上纵向移动的第一步进电机，每个所述第二活动杆均连接有驱动所述第二活动杆在第一活动杆上横向移动的第二步进电机，所述第一步进电机和第二步进电机均与驱动控制模块连接；

所述驱动控制模块用于控制所述第一步进电机和第二步进电机的启闭。

进一步的，所述驱动控制模块与控制器连接。

进一步的，所述驱动机构连接有用于识别所述被测试产品上所述测试部位的寻点控制模块，所述寻点控制模块与驱动控制模块或控制器连接。

进一步的，所述寻点控制模块包括多个分别安装在所述驱动机构上的寻点传感器，所述寻点传感器与所述驱动控制模块或控制器连接；

所述驱动控制模块或控制器用于控制所述驱动机构启闭。

进一步的，每个所述驱动机构均还包括第三活动杆，所述第三活动杆安装在第二活动杆上，所述第三活动杆连接有用于驱动第三活动杆两端换位的第三步进电机，该第三步进电机与所述驱动控制模块连接，一一相互对应的所述发热源和寻点传感器分别安装在所述第三活动杆的两端。

本发明还提出一种可变式模拟温箱测试仪的控制方法，采用所述的可变式模拟温箱测试仪，包括：

所述控制器控制所述发热源开启；

通过所述温度检测模块检验所述被测试产品上的所述温度检测数据；

根据所述温度检测数据和预设的所述温度初始数据分别控制发热源的输出功率。

本发明的可变式模拟温箱测试仪及其控制方法具有以下有益效果：

本发明中，可变式模拟温箱测试仪通过多个发热源可为被测试产品的多个测试部位分别提供所需的温度环境，通过温度检测模块可检测得到被测试产品上分别与多个发热源加热部位对应的测试部位的温度检测数据，通过控制器可根据预设的温度初始数据和温度检测数据的相对变化分别控制每个发热源的输出功率变化，从而，可通过分别控制每个发热源的输出功率，使被测试产品的整体或多个被测试部位处于同一温度环境，或者，使被测试产品的多个被测试部位分别处于不同的温度环境；因此，本发明的可变式模拟温箱测试仪及其控制方法具有控制灵活、自动化程度高、可模拟出被测试产品在实际应用中的不同位置不同温度的特点。

附图说明

图1为本发明实施例的可变式模拟温箱测试仪的结构框图；

图2为本发明实施例的驱动机构的结构示意图；

图3为本发明实施例的驱动机构的工作流程图；

图4为本发明实施例的可变式模拟温箱测试仪的温度控制流程图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”“上述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、单元、模块、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参照图1，本发明的一种可变式模拟温箱测试仪，包括控制器1、温度检测模块3和多个发热源2，所述发热源2和温度检测模块3均分别与控制器1连接；

被测试产品上设有多个与所述发热源2相对应的测试部位，一个测试部位与一个发热源2相对应；

温度检测模块3用于获取测试部位的温度检测数据，温度检测数据包括多个检测温度值，检测温度值与测试部位一一对应；

控制器1用于根据温度检测数据和预设的温度初始数据分别控制发热源2的输出功率，温度初始数据包括与检测温度值一一对应的多个初始温度值。

更具体的，控制器1用于根据上述温度检测数据相对于温度初始数据的大小变化分别控制对应的发热源2的输出功率变化。

本发明的可变式模拟温箱测试仪通过多个发热源2可为被测试产品的多个被测试部位分别提供所需的温度环境，通过温度检测模块3可检测得到被测试产品上分别与多个发热源加热位置对应的测试部位的温度检测数据，通过控制器1可根据预设的温度初始数据和温度检测数据的相对变化分别控制每个发热源2的输出功率变化，从而，可通过分别控制每个发热源2的输出功率，使被测试产品的整体或多个被测试部位处于同一温度环境，或者，使被测试产品的多个被测试部位分别处于不同的温度环境。因此，本发明的可变式模拟温箱测试仪具有控制灵活、自动化程度高、可模拟出被测试产品在实际应用中的不同位置不同温度的特点。

本实施例中，控制器1选用单片机或其他为处理器；发热源2选用发热炉丝；温度检测模块3选用镍铬-镍硅热电偶电路，其包括依次连接的镍铬-镍硅热电偶、放大器和模数转换器。其中，镍铬-镍硅热电偶优点是线性度好，价格便宜，输出热电势较大(40uv/℃)，有利于A/D转换之前对信号的放大处理。本实施例中，温度检测模块3采用多个传统的镍铬-镍硅热电偶电路组成，镍铬-镍硅热电偶及其外围电路为现有技术，此处不再描述。

本发明的可变式模拟温箱测试仪可安装在传统的温箱内，与传统的温箱配合使用，此时，温箱还有传统的发热设备；或者本发明的可变式模拟温箱测试仪可单独使用，本发明的发热源2即所有的发热设备。本发明的可变式模拟温箱测试仪具有可灵活运用的特点。

参照图1，本发明的可变式模拟温箱测试仪还包括输入设备4；

输入设备4用于对控制器1输入温度初始数据。

本实施例中，输入设备4为键盘。此外，温度初始数据可无需输入，可直接默认设置或根据特定的规则在控制器1内部生成。

参照图4，本发明的可变式模拟温箱测试仪开始工作后，通过输入设备4得到多个温度初始数据并开启发热源2，温度检测模块3实时检测被测试产品上的实时的温度检测数据，判断温度初始数据与对应的温度检测数据的关系后，控制器1对发热源2输出控制发热源2功率变化的信号。其中，若温度初始数据小于对应的温度检测数据，控制对应的发热源2输出功率降低；若温度初始数据大于对应的温度检测数据，控制对应的发热源2输出功率升高。

值得注意的是，多个温度初始数据可以相同，用于控制被测试产品的整体或多个被测试部位处于同一温度环境；多个温度初始数据可以不相同，用于控制被测试产品的多个被测试部位分别处于不同的温度环境，具有控制灵活、自动化程度高、可模拟出被测试产品在实际应用中的不同位置不同温度的特点。

参照图1，本发明的可变式模拟温箱测试仪的控制器1包括负反馈模块5，负反馈模块5与温度检测模块3连接；

负反馈模块5用于根据温度初始数据和温度检测数据得到反馈信号，反馈信号包括与检测温度值一一对应的多个信号；

控制器1用于根据反馈信号控制发热源2的输出功率。

对应的，负反馈模块5用于完成图4以及上述所述中判断温度初始数据与对应的温度检测数据的关系的步骤。

本实施例中，通过温度检测模块3将采样取得的信号经过放大和A/D转换后，再通过负反馈模块5将转换后的温度检测数数据和输入的温度初始数据做比较。因为引入负反馈模块5进行调节，使本发明的可变式模拟温箱测试仪的温度控制精确度更高、系统更稳定。负反馈模块5可采用现有常用的负反馈模块5。

参照图1，控制器1连接有用于显示多个温度初始数据和多个温度检测数据的显示设备7，可方便实时改变温度初始数据和监测产品实时温度检测数据。

参照图1、图2，本发明的可变式模拟温箱测试仪还包括驱动控制模块6、多个分别用于驱动一个发热源2在被测试产品一侧平行移动的驱动机构，驱动机构均与驱动控制模块6连接，发热源2分别安装在驱动机构上。可通过驱动机构带动发热源2移动到被测试产品指定位置，从而减少发热源2的数量要求，具有成本低、控制灵活的特点。

参照图2，本发明的可变式模拟温箱测试仪还包括主体8，每个驱动机构均包括安装在主体8上的第一活动杆9和安装在第一活动杆9上的第二活动杆10，发热源2安装在第二活动杆10上，每个第一活动杆9均连接有一个驱动第一活动杆9在主体8上纵向移动的第一步进电机，每个第二活动杆10均连接有一个驱动第二活动杆10在第一活动杆9上横向移动的第二步进电机，第一步进电机和第二步进电机均与驱动控制模块连接6；

驱动控制模块6用于控制第一步进电机和第二步进电机的启闭，从而控制第一活动杆9和第二活动杆10带动发热源2在被测试产品的一侧平行移动。

本实施例中，驱动控制模块6为步进电机控制电路，可以采用STM公司生产的L297和L298n专用的步进电机控制电路，该电路价格便宜、外围电路少，可通过极性控制步进电机的正反转，通过PWM的占空比或者频率来调节步进电机的速率，在本发明的可变式模拟温箱测试仪中应用有利于发热源2精确定位在被测试产品的被测试部位处。

本实施例中，第一活动杆9通过滑轨滑块机构安装在主体8上，第二活动杆10通过滑轨滑块机构安装在第一活动杆9上，具有运动平稳可靠的特点。主体8有设置在被测试产品不同侧面的多个，可围成一个箱体；每个主体8上的驱动机构课设置多个，且每个驱动机构的运动轨迹不相互干涉。

参照图1，本实施例中，驱动控制模块6与控制器1连接，可通过控制器1控制驱动机构的运动。此外，驱动控制模块6可不连接控制器1，使用本发明的可变式模拟温箱测试仪时，直接通过驱动控制模块6控制驱动机构的运动。

参照图2，驱动机构连接有用于识别被测试产品上多个测试部位的寻点控制模块，寻点控制模块与控制器1连接。寻点控制模块还可以与驱动控制模块6连接。通过寻点控制模块可检测识别被测试产品上需要测试的部位，以通过控制器1和驱动控制模块6控制驱动机构的运动的运动寻找测试部位或停止运动开始加热。

参照图2，寻点控制模块包括多个分别安装在驱动机构上的寻点传感器12；寻点传感器12与驱动控制模块6或控制器1连接；

驱动控制模块6或控制器1用于控制驱动机构启闭。

更具体的，驱动控制模块6或控制器1用于根据每个寻点传感器12的信号控制该寻点传感器所位于的驱动机构启闭。

通过设置寻点传感器12可准确找到被测试产品上需要测试的部位，具有控制精确、自动化程度高的特点。

寻点传感器12可以是温度传感器，通过识别温度识别被测试产品上不同的测试部位；寻点传感器12可以是红外测距传感器，通过寻点传感器12与被测试产品上不同的测试部位的距离不同得到所需的测试部位；寻点传感器12可以是灰度传感器，通过识别被测试产品上标志有不同颜色的部位得到所需的测试部位。寻点传感器12选用到合适的传感器后，寻点控制模块可采用与寻点传感器12相应的外围电路，可采用现有电路结构进行连接，减小应用难度。

本实施例中，寻点传感器12选用灰度传感器，为使寻点更加准确，在被测试产品开始测试前，将产品用白色物品包住，并且在测试部位涂上黑点，通过灰度传感器可以检测出白色被测试产品上的黑电，从而精确找到测试部位。更具体的，灰度传感器检测出黑色后输出高电平，未检测到黑色则输出低电平。当控制器1检测到灰度传感器输出高电平，则控制器1就会控制驱动机构停止。寻点传感器12选用灰度传感器后，寻点控制模块还包括相应的模数转换电路。

参照图2，每个驱动机构均包括第三活动杆11，第三活动杆11安装在第二活动杆10上且第三活动杆11连接有用于驱动第三活动杆11两端换位的第三步进电机，该第三步进电机与驱动控制模块6连接，一一相互对应的发热源2和寻点传感器12分别安装在第三活动杆11的两端。

参照图3，驱动机构驱动机构自动寻找被测试产品上测试部位的工作流程为：

第一活动杆9、第二活动杆10和第三活动杆11复位到初始位置；第一活动杆9回到主体8顶侧，第二活动杆10回到第一活动杆9的一端，第三活动杆11旋转使寻点传感器12处于工作位；

第二活动杆10横向向第一活动杆9的另一端运动寻点；同时判断是否找到被测试产品上的测试部位，是则第一活动杆9和第二活动杆10停止运动，第三活动杆11旋转180°使发热源2处于工作位，否则执行下一步；

第一活动杆9纵向进一步运动寻点；同时判断是否找到被测试产品上的测试部位，是则第一活动杆9和第二活动杆10停止运动，第三活动杆11旋转180°使发热源2处于工作位，否则回到第二活动杆10横向向第一活动杆9的另一端运动寻点步骤。其中，第一活动杆9纵向进一步的距离可在实际应用中根据精度要求设置。

本发明的一种可变式模拟温箱测试仪的控制方法，采用上述的可变式模拟温箱测试仪，包括：

S1、输入温度初始数据；

S2、控制器1控制发热源2开启；

S3、通过温度检测模块3检验被测试产品上的温度检测数据；

S4、根据温度检测数据和预设的温度初始数据分别控制发热源2的输出功率。

步骤S1中，通过输入设备4输入温度初始数据，温度初始数据包括与检测温度值一一对应的多个初始温度值；此外，步骤S1可省略，温度初始数据为预设的温度初始数据。

步骤S2中，控制器1可分别控制所有发热源2开启。此外，控制器1还可只控制对应初始温度值不为0的发热源2通电发热。

步骤S3中，通过温度检测模块3分别检验被测试产品上的温度检测数据；温度检测数据包括多个检测温度值，检测温度值与测试部位一一对应。

步骤S4中，根据温度检测数据相对于温度初始数据的大小关系变化分别控制每个发热源2的输出功率。步骤S4可由负反馈模块5完成。如温度检测数据中的其中一个检测温度值大于温度初始数据中与其对应的初始温度值，控制对应的一个发热源2的输出功率减小；如温度检测数据中的其中一个检测温度值小于温度初始数据中与其对应的初始温度值，控制对应的一个发热源2的输出功率增加。

步骤S2前还有步骤：通过驱动机构，或者，通过驱动机构和寻点控制模块寻找被测试产品上的测试部位，使发热源2与测试部位位置对应。若其中一个发热源2无对应的测试部位，可在步骤S1中将对应的初始温度值设置为0，从而可在步骤S4中使该发热源2的输出功率逐渐降低为0。

本发明的一种可变式模拟温箱测试仪的控制方法，根据温度初始数据和温度检测数据来分别控制多个发热源2的输出功率，实现了多个发热源2的输出功率均可调节且多个发热源2的输出功率可不相同，从而，可使被测试产品的整体或多个被测试部位处于同一温度环境，还可以使被测试产品的多个被测试部位分别处于不同的温度环境。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种可变式模拟温箱测试仪，其特征在于，包括控制器、温度检测模块和多个发热源，所述发热源和温度检测模块均分别与控制器连接；

被测试产品上设有多个与所述发热源相对应的测试部位，一个所述测试部位与一个所述发热源相对应；

所述温度检测模块用于获取所述测试部位的温度检测数据，所述温度检测数据包括多个检测温度值，所述检测温度值与所述测试部位一一对应；

所述控制器用于根据所述温度检测数据和预设的温度初始数据分别控制所述发热源的输出功率，所述温度初始数据包括与所述检测温度值一一对应的多个初始温度值；

所述可变式模拟温箱测试仪还包括主体、驱动控制模块、多个分别用于驱动一个所述发热源在被测试产品一侧平行移动的驱动机构；每个所述驱动机构均包括安装在所述主体上的第一活动杆和安装在所述第一活动杆上的第二活动杆；所述驱动机构连接有用于识别所述被测试产品上所述测试部位的寻点控制模块；所述寻点控制模块包括多个分别安装在所述驱动机构上的寻点传感器；

每个所述驱动机构均还包括第三活动杆，所述第三活动杆安装在第二活动杆上，所述第三活动杆连接有用于驱动第三活动杆两端换位的第三步进电机，所述第三步进电机与所述驱动控制模块连接，一一相互对应的所述发热源和寻点传感器分别安装在所述第三活动杆的两端。

2.根据权利要求1所述的可变式模拟温箱测试仪，其特征在于，还包括输入设备；

所述输入设备用于对控制器输入所述温度初始数据。

3.根据权利要求1所述的可变式模拟温箱测试仪，其特征在于，所述控制器包括负反馈模块，所述负反馈模块与温度检测模块连接；

所述负反馈模块用于根据所述温度初始数据和温度检测数据得到反馈信号，所述反馈信号包括与所述检测温度值一一对应的多个信号；

所述控制器用于根据所述反馈信号控制所述发热源的输出功率。

4.根据权利要求1所述的可变式模拟温箱测试仪，其特征在于，所述驱动机构均与驱动控制模块连接，所述发热源分别安装在所述驱动机构上。

5.根据权利要求4所述的可变式模拟温箱测试仪，其特征在于，所述发热源安装在第二活动杆上，每个所述第一活动杆均连接有驱动所述第一活动杆在主体上纵向移动的第一步进电机，每个所述第二活动杆均连接有驱动所述第二活动杆在第一活动杆上横向移动的第二步进电机，所述第一步进电机和第二步进电机均与驱动控制模块连接；

所述驱动控制模块用于控制所述第一步进电机和第二步进电机的启闭。

6.根据权利要求4所述的可变式模拟温箱测试仪，其特征在于，所述驱动控制模块与控制器连接。

7.根据权利要求4所述的可变式模拟温箱测试仪，其特征在于，所述寻点控制模块与驱动控制模块或控制器连接。

8.根据权利要求7所述的可变式模拟温箱测试仪，其特征在于，所述寻点传感器与所述驱动控制模块或控制器连接；

所述驱动控制模块或控制器用于控制所述驱动机构启闭。

9.一种可变式模拟温箱测试仪的控制方法，其特征在于，采用权利要求1至8任意一项所述的可变式模拟温箱测试仪，包括：

所述控制器控制所述发热源开启；

通过所述温度检测模块检验所述被测试产品上的所述温度检测数据；

根据所述温度检测数据和预设的所述温度初始数据分别控制发热源的输出功率。

Images