CN110441612A - 柔性薄膜电容容值测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种柔性薄膜电容容值测试系统，包括测量座、容值测量模块、FPGA控制模块和显示模块：测量座用于承载多个待测柔性薄膜电容，测量座上设有多组与各所述电容第一电极、第二电极接触的探针，各探针分别与容值测量模块电性连接；容值测量模块用于测量各电容的信号参数；FPGA控制模块分别与容值测量模块、显示模块电性连接，FPGA控制模块用于控制、处理所述容值测量模块测出的信号参数以及驱动显示模块显示电容容值和各电容位于测量座上的位置。本发明的柔性薄膜电容容值测试系统可一次性测量多个电容的容值，测量速度快，成本低。本发明还涉及一种柔性薄膜电容容值测试方法。

Description

柔性薄膜电容容值测试系统及方法

技术领域

本发明涉及电容器技术领域，特别涉及一种柔性薄膜电容容值测试系统及方法。

背景技术

众所周知的，电容作为基础电子元器件，其广泛应用于智能手机、平板电脑、移动通信、计算机、测量仪器等等产品设备中；而电容出厂前都要进行耐压测试，以筛选出不合格产品。柔性薄膜电容作为电容的一类，柔性薄膜电容是一种平板电容结构，其上下平板电极之间介质是一种柔性薄膜电容，根据其电容结构特性，柔性薄膜平板电容值C计算公式如以下：

其中，C是柔性薄膜电容的容值；A是柔性薄膜电容上下平板电极的正对面积；D是柔性薄膜电容材料的介电系数；K是一个常量；t是柔性薄膜电容上下平板间的距离；由此公式可知，选定一种柔性薄膜电容材料后，容值C将正比于平板电极的正对面积，反比于平板电极的间距。所以，在柔性薄膜电容产品出货时，一般会将柔性薄膜电容的上下平板电极湿刻成各种规则或不规则图形，例如长方形、正方形、圆形、不规则图形，以获得多种不同电容值的电容。

但是，在测试同一批次各个电容的容值时，一般在电容测试设备的两个测试端连接测试探针，使探针分别与柔性薄膜电容的上下电极接触，然后进行电容发容值信号参数测试。但是，在测试过程中，需要一个人操作探针，另外一个人操作电容测试设备，极不便利；而且一次只能测试一个柔性薄膜电容，速度慢，成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种柔性薄膜电容容值测试系统，可一次性测量多个电容的容值，测量速度快，成本低。

一种柔性薄膜电容容值测试系统，包括测量座、容值测量模块、FPGA控制模块和显示模块：

测量座用于承载多个待测柔性薄膜电容，测量座上设有多组与各所述电容第一电极、第二电极接触的探针，各探针分别与容值测量模块电性连接；

容值测量模块用于测量各电容的信号参数；

FPGA控制模块分别与容值测量模块、显示模块电性连接，FPGA控制模块用于控制、处理所述容值测量模块测出的信号参数以及驱动显示模块显示电容容值和各电容位于测量座上的位置。

在本发明的实施例中，上述柔性薄膜电容容值测试系统还包括电源模块，所述电源模块分别与所述容值测量模块、所述FPGA控制模块和所述显示模块电性连接，所述电源模块用于为所述容值测量模块、所述FPGA控制模块、所述显示模块提供直流电压。

在本发明的实施例中，上述容值测量模块内设有电压和频率调节模块，所述电压和频率调节模块与所述FPGA控制模块电性连接，所述FPGA控制模块还用于控制所述电压和频率调节模块输出不同的测试电压和测试频率测量各所述电容的信号参数。

在本发明的实施例中，上述柔性薄膜电容容值测试系统还包括矩阵控制模块，所述矩阵控制模块分别与所述FPGA控制模块、所述容值测量模块电性连接，所述矩阵控制模块用于记录某一所述电容的位置以及控制与之对应的所述探针的接通与切断。

在本发明的实施例中，上述FPGA控制模块内设有存储模块，所述存储模块用于记录保存每次测试输出的测试条件、各所述电容的位置及容值。

在本发明的实施例中，上述测量座具有承载面，各所述电容排布在所述承载面上。

本发明还提供一种柔性薄膜电容容值测试方法，所述方法利用上述的柔性薄膜电容容值测试系统，所述方法包括：

利用测量座承载多个待测柔性薄膜电容，并使所述测量座上的多组探针与各所述电容的第一电极、第二电极接触；

利用容值测量模块测量各所述电容的信号参数；

利用FPGA控制模块控制、处理所述容值测量模块测出的信号参数以及驱动显示模块显示容值和各所述电容位于所述测量座上的位置。

在本发明的实施例中，利用电源模块为所述容值测量模块、所述FPGA控制模块、所述显示模块提供直流电压，所述电源模块内设有电压和频率调节模块，利用所述FPGA控制模块控制所述电压和频率调节模块输出不同的测试电压和测试频率测量各所述电容的信号参数。

在本发明的实施例中，利用矩阵控制模块记录某一所述电容的位置以及控制与之对应的所述探针的接通与切断。

在本发明的实施例中，上述FPGA控制模块内设有存储模块，利用所述存储模块记录保存每次测试输出的测试条件、各所述电容的位置及容值。

本发明的柔性薄膜电容容值测试系统可以一次性测量多个电容的容值，并能显示出各电容的容值和坐标位置，可单人进行操作，测量速度快，成本低，测量效果得到极大的提高。

附图说明

图1是本发明的柔性薄膜电容容值测试系统的示意图。

图2是本发明的测量座的正视结构示意图。

图3是待测柔性薄膜电容的剖视结构示意图。

具体实施方式

图1是本发明的柔性薄膜电容容值测试系统的示意图，如图1所示，柔性薄膜电容容值测试系统包括测量座11、容值测量模块12、FPGA控制模块13、显示模块14、电源模块15和矩阵控制模块16。

图2是本发明的测量座的正视结构示意图，图3是待测柔性薄膜电容的剖视结构示意图，如图1、图2和图3所示，测量座11用于承载多个待测柔性薄膜电容20，测量座11上设有多组与各电容20第一电极21、第二电极22接触的探针(图未示)，各探针分别与容值测量模块12电性连接；在本实施例中，柔性薄膜电容20为规则或不规则图形，例如柔性薄膜电容20为长方形、正方形、圆形、不规则图形等；柔性薄膜电容20包括柔性薄膜介质层23，柔性薄膜介质层23设置于第一电极21与第二电极22之间，每个探针包括与第一电极21接触的正极探针以及与第二电极22接触的负极探针。

容值测量模块12用于测量各电容20的信号参数；容值测量模块12的信号参数测量方法包括但不限于电容器放电原理、电容器放电时间比率、交流电桥平衡原理等；

FPGA控制模块13分别与容值测量模块12、显示模块14电性连接，FPGA控制模块13用于控制、处理容值测量模块12测出的信号参数以及驱动显示模块14显示电容容值和各电容20位于测量座11上的位置(X和Y坐标)，方便用户观察与记录；

具体地，当容值测量模块12测量电容20的测试时间(即被测试电容20与之相应的探针接通时间)超过设定时间，并经FPGA控制模块13计算处理后，可直接显示被测电容20的电容值大小以及位置。

进一步地，电源模块15分别与容值测量模块12、FPGA控制模块13和显示模块14电性连接，电源模块15用于为容值测量模块12、FPGA控制模块13、显示模块14提供直流电压，例如市网电压提供220V/50H输入电源模块15，经电源模块15内的电源电路降压稳压。

进一步地，电源模块15内设有电压和频率调节模块151，电压和频率调节模块151与FPGA控制模块13电性连接，FPGA控制模块13用于控制电压和频率调节模块151输出不同的测试电压和测试频率测量各电容20的信号参数。

进一步地，矩阵控制模块16分别与FPGA控制模块13、容值测量模块12电性连接，矩阵控制模块16用于记录某一电容20的位置以及控制与之对应的探针的接通与切断。

进一步地，FPGA控制模块13内设有存储模块131，存储模块131用于记录保存每次测试输出的测试条件、各电容20的位置及容值，以供用户调用或保存至个人电脑。

进一步地，如图2所示，测量座11具有承载面101，各电容20呈矩阵排布在承载面101上，但并不以此为限，各电容20可设置在承载面101的任意位置。

本发明还涉及一种柔性薄膜电容容值测试方法，所述方法利用上述的柔性薄膜电容容值测试系统，所述方法包括：

利用测量座11承载多个待测柔性薄膜电容20，并使测量座11上的多组探针与各电容20的第一电极21、第二电极22接触；在本实施例中，柔性薄膜电容20为规则或不规则图形，例如柔性薄膜电容20为长方形、正方形、圆形、不规则图形等；

利用容值测量模块12测量各电容20的信号参数；容值测量模块12的信号参数测量方法包括但不限于电容器放电原理、电容器放电时间比率、交流电桥平衡原理等；

利用FPGA控制模块13控制、处理容值测量模块12测出的信号参数以及驱动显示模块14显示电容容值和各电容20位于测量座11上的位置(X和Y坐标)，方便用户观察与记录；

具体地，当容值测量模块12测量电容20的测试时间(即被测试电容20与之相应的探针接通时间)超过设定时间，并经FPGA控制模块13计算处理后，可直接显示被测电容20的电容值大小以及位置。

进一步地，利用电源模块15为容值测量模块12、FPGA控制模块13、显示模块14提供直流电压，电源模块15内设有电压和频率调节模块151，利用FPGA控制模块13控制电压和频率调节模块151输出不同的测试电压和测试频率测量各电容20的信号参数。

进一步地，利用矩阵控制模块16记录某一电容20的位置以及控制与之对应的探针的接通与切断。

进一步地，FPGA控制模块13内设有存储模块131，利用存储模块131记录保存每次测试输出的测试条件、各电容20的位置及容值。

本发明的柔性薄膜电容容值测试系统可以一次性测量多个电容20的容值，并能显示出各电容20的容值和坐标位置，可单人进行操作，测量速度快，成本低，测量效果得到极大的提高。

上述实施方式只是本发明的实施例，不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡依据本发明专利所申请的保护范围中所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种柔性薄膜电容容值测试系统，其特征在于，包括测量座、容值测量模块、FPGA控制模块和显示模块：

所述测量座用于承载多个待测柔性薄膜电容，所述测量座上设有多组与各所述电容第一电极、第二电极接触的探针，各所述探针分别与所述容值测量模块电性连接；

所述容值测量模块用于测量各所述电容的信号参数；

所述FPGA控制模块分别与所述容值测量模块、所述显示模块电性连接，所述FPGA控制模块用于控制、处理所述容值测量模块测出的信号参数以及驱动所述显示模块显示电容容值和各所述电容位于所述测量座上的位置。

2.如权利要求1所述的柔性薄膜电容容值测试系统，其特征在于，所述柔性薄膜电容容值测试系统还包括电源模块，所述电源模块分别与所述容值测量模块、所述FPGA控制模块和所述显示模块电性连接，所述电源模块用于为所述容值测量模块、所述FPGA控制模块、所述显示模块提供直流电压。

3.如权利要求2所述的柔性薄膜电容容值测试系统，其特征在于，所述容值测量模块内设有电压和频率调节模块，所述电压和频率调节模块与所述FPGA控制模块电性连接，所述FPGA控制模块还用于控制所述电压和频率调节模块输出不同的测试电压和测试频率测量各所述电容的信号参数。

4.如权利要求1所述的柔性薄膜电容容值测试系统，其特征在于，所述柔性薄膜电容容值测试系统还包括矩阵控制模块，所述矩阵控制模块分别与所述FPGA控制模块、所述容值测量模块电性连接，所述矩阵控制模块用于记录某一所述电容的位置以及控制与之对应的所述探针的接通与切断。

5.如权利要求1所述的柔性薄膜电容容值测试系统，其特征在于，所述FPGA控制模块内设有存储模块，所述存储模块用于记录保存每次测试输出的测试条件、各所述电容的位置及容值。

6.如权利要求1所述的柔性薄膜电容容值测试系统，其特征在于，所述测量座具有承载面，各所述电容排布在所述承载面上。

7.一种柔性薄膜电容容值测试方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1至6任意一项所述的柔性薄膜电容容值测试系统，所述方法包括：

利用测量座承载多个待测柔性薄膜电容，并使所述测量座上的多组探针与各所述电容的第一电极、第二电极接触；

利用容值测量模块测量各所述电容的信号参数；

利用FPGA控制模块控制、处理所述容值测量模块测出的信号参数以及驱动显示模块显示容值和各所述电容位于所述测量座上的位置。

8.如权利要求7所述的柔性薄膜电容容值测试方法，其特征在于，利用电源模块为所述容值测量模块、所述FPGA控制模块、所述显示模块提供直流电压，所述电源模块内设有电压和频率调节模块，利用所述FPGA控制模块控制所述电压和频率调节模块输出不同的测试电压和测试频率测量各所述电容的信号参数。

9.如权利要求7所述的柔性薄膜电容容值测试方法，其特征在于，利用矩阵控制模块记录某一所述电容的位置以及控制与之对应的所述探针的接通与切断。

10.如权利要求7所述的柔性薄膜电容容值测试方法，其特征在于，所述FPGA控制模块内设有存储模块，利用所述存储模块记录保存每次测试输出的测试条件、各所述电容的位置及容值。