CN110967615B - 电路板故障诊断装置及诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电路板故障诊断装置及诊断方法，所述电路板故障诊断装置与一测量仪表电性连接，所述电路板故障诊断装置包括设置模块，在对一电路板进行检测之前设置所述测量仪表的测量参数；所述设置模块还设置对所述电路板进行检测时的测量规则；确定模块，根据所述电路板的历史检测数据确定所述电路板的待测量线路；检测模块，控制所述测量仪表对所述电路板的待测量线路进行检测；接收模块，接收所述测量仪表回传的检测数据；及分析模块，根据历史检测数据及所述测量仪表的测量数据分析所述电路板发生故障的位置。本发明采用自动化检测，无需进行人工检测，有效降低了人力成本，还减少了检测时间，极大地提高了故障电路板的分析维修效率。

Description

电路板故障诊断装置及诊断方法
技术领域
本发明涉及电路板领域，尤其涉及一种电路板故障诊断装置及诊断方法。
背景技术
随着科学技术快速发展，电路板已广泛地应用于各种电子设备及电子部件中，如芯片、主板等。在电路板的工业生产中，为了保证电路板的正常工作，需要使用专业测试机台进行测试，测试不良的电路板交由专业人员进行故障分析。由于电路板通常包含数量很多的电子元件及电子线路，分析工作需要花费大量人力及时间，如此造成成本增高，也降低了故障电路板的分析维修效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种电路板故障诊断装置及诊断方法，以解决上述技术问题。
一种电路板故障诊断装置，包括处理器及存储器，所述电路板故障诊断装置与一测量仪表电性连接，所述存储器用于存储所述电路板的历史检测数据，所述处理器包括：
设置模块，用于在对一电路板进行检测之前设置所述测量仪表的测量参数；
所述设置模块还用于设置对所述电路板进行检测时的测量规则；
确定模块，用于根据所述电路板的历史检测数据确定所述电路板的待测量线路；
检测模块，用于控制所述测量仪表对所述电路板的待测量线路进行检测；
接收模块，用于接收所述测量仪表回传的检测数据；及
分析模块，用于根据历史检测数据及所述测量仪表的测量数据分析所述电路板发生故障的位置。
一种电路板故障诊断方法，应用于一电路板故障诊断装置，所述电路板故障诊断装置与一测量仪表电性连接，所述电路板故障诊断装置包括存储器，用于存储所述电路板的历史检测数据，所述方法包括以下步骤：
(a)在对一电路板进行检测之前设置所述测量仪表的测量参数；
(b)设置对所述电路板进行检测时的测量规则；
(c)根据所述电路板的历史检测数据确定所述电路板的待测量线路；
(d)控制所述测量仪表对所述电路板的待测量线路进行检测；及
(e)接收所述测量仪表回传的检测数据；
(f)根据历史检测数据及所述测量仪表的测量数据分析所述电路板发生故障的位置。
上述电路板故障诊断装置及诊断方法采用自动化检测，操作员根据系统指导进行电路板分析，提升分析效率，降低对分析人员的层次需求，从而降低人力成本，提升分析效率。
附图说明
图1为本发明较佳实施方式中电路板故障诊断装置的应用环境示意图。
图2为本发明较佳实施方式中电路板故障诊断系统的操作界面示意图。
图3-6为本发明较佳实施方式中电路板故障诊断系统操作界面的测量参数设置选项示意图。
图7为本发明较佳实施方式中电路板故障诊断方法的流程示意图。
主要元件符号说明
故障诊断装置 1
处理器 10
电路板故障诊断系统 100
登录模块 101
设置模块 102
确定模块 103
检测模块 104
接收模块 105
分析模块 106
显示模块 107
自主量测模块 108
存储器 20
显示单元 30
操作界面 300
测量参数设置选项 301
测量仪表 2
电路板 3
如下具体实施方式将结合上述附图进步说明本发明。
具体实施方式
请参考图1，为本发明提供一种电路板故障诊断装置1。所述电路板故障诊断装置1与一测量仪表2电性连接，用于检测一电路板3是否故障，并确定所述电路板3产生故障的具体位置。在本实施方式中，所述电路板故障诊断装置1为个人电脑，所述测量仪表2为万用表，所述电路板3可以是主板或PCB线路板。
所述电路板故障诊断装置1至少包括处理器10、存储器20及显示单元30。所述存储器20优选为只读存储器或随机存取存储器，用于存储所述电路板故障诊断装置1检测电路板3的历史检测数据。所述显示单元30为显示器，用于显示所述电路板故障诊断装置1的操作界面300(如图2所示)。
如图1所示，所述电路板故障诊断装置1运行有一电路板故障诊断系统100，所述电路板故障诊断系统100至少包括登录模块101、设置模块102、确定模块103、检测模块104、接收模块105、分析模块106、显示模块107及自主量测模块108。在本实施方式中，上述模块为存储于所述存储器20中且可被所述处理器10调用执行的可程序化软件指令。可以理解的是，在其他实施方式中，上述模块也可为固化于所述处理器10中的程序指令或固件(firmware)。
所述登录模块101用于响应用户的登录请求登入所述电路板故障诊断系统100。
在本实施方式中，当用户在所述电路板故障诊断装置1上运行所述电路板故障诊断系统100时，所述登录模块101提供一登录界面。当用户在所述登录界面输入的账号及密码通过验证时，所述登录模块101控制所述电路板故障诊断系统100进入所述操作界面300。其中，所述操作界面300包括多个设置选项，供用户进行电路板故障诊断的相关功能设置。
在本实施方式中，所述电路板故障诊断系统100至少包括三个用户权限，所述三个用户权限分别为管理员权限、操作员权限及工程师权限。其中，所述管理员权限可以对所述电路板故障诊断系统100进行设置，例如电路板检测界面的设置、电路板检测的基本参数设置及信息维护设置等，但是不能执行电路板3的检测操作。所述操作员权限可以执行预设的设置操作，例如，所述预设的设置操作可以是测量仪表2的参数设置以及部分测量规则的设置。所述工程师权限包括操作员权限，并且可以执行电路板3的检测操作。
在本实施方式中，用户的账号对应其权限类型，当用户输入账号及密码登录所述电路板故障诊断系统100时，所述登录模块101识别所述用户的账号并确定其权限类型，从而根据用户权限类型确定所述电路板故障诊断系统100所提供的权限功能。
所述设置模块102用于在对一电路板3进行检测之前设置所述测量仪表2的测量参数。当登录模块101根据用户权限等级确定所述电路板故障诊断系统100所提供的权限功能，即提供相应的操作界面300，用于供用户进行相应的功能设置。其中，请参考图3-6，所述操作界面300的设置选项包括测量仪表2的测量参数设置选项301。所述设置模块102根据用户在所述测量参数设置选项301上的选择对所述测量仪表2的测量参数进行设置。
如图3-4所示，在本实施方式中，对所述测量仪表2的设置至少包括串口设置及电压测量设置。其中，串口设置的选项至少包括端口名、波特率、数据位、停止位、校验位及串口默认开启。所述测量仪表2通过一端口与所述电路板故障诊断装置1连接，从而进行数据通信。优选地，所述测量仪表2通过USB端口与所述电路板故障诊断装置1连接，因此端口名为COM4。优选地，所述测量仪表2的波特率为9600，数据位与数字万用表同步设置为8，停止位与数字万用表同步设置为2，校验位包括None、Mark、Even、Odd、Space五个选项，用户选择其中一个选项即可。具体的，所述校验位None为无校验位，所述校验位Mark为固定值1，所述校验位Even为偶校验位，所述校验位Odd为奇校验位，所述校验位Space为固定值0。所述串口默认开启选项通过设置是与否确定所述电路板故障诊断软件开启时串口默认开启或关闭。
在本实施方式中，所述测量仪表2用于测量线路电压，所述电压测量设置为设置测量所述电路板3的线路电压的方式，包括测量信号线与接地端(GND)之间的电压以及测量两条信号线之间的电压。在其他实施方式中，所述测量仪表2还用于测量线路电阻及线路二极管分压，用户可相应地进行线路电阻测量设置及线路二极管分压测量设置。需要说明的是，在对测量仪表2进行设置时，所述电路板故障诊断装置1的串口与外接设备处于关闭状态。
如图5-6所示，在本实施方式中，所述测量参数设置选项301还提供电路板测量规则供用户设置，所述设置模块102还用于根据用户对测量规则的设置，设置对所述电路板3进行检测时的测量规则。
在本实施方式中，所述测量规则的设置至少包括测试信息的勾选设置、测量延时设置及测量值输入方式设置。其中，所述测试信息为所述电路板3的历史检测数据信息，用户可以选择是否勾选测试信息。测量延时为所述测量仪表2测量电压前的延迟时间，此时间可根据用户的使用习惯自由设置。所述设置模块102设置合适的延迟时间可以使电压和电路中的其它元件能够在正常操作重新开始之前先稳定下来，降低电压波动，提高测量的准确性。测量值输入方式包括自动输入及手动输入，其中，自动输入为所述测量仪表2自动回传测量值并输入所述电路板故障诊断装置1，并显示在所述操作界面300对应的测量值栏位。手动输入为用户将测量仪表2的测量值通过输入设备如键盘手动输入所述操作界面300对应的测量值栏位。
所述确定模块103用于根据所述电路板3的历史检测数据确定所述电路板3的待测量线路。
在本实施方式中，当所述测量仪表2的测量参数及电路板3检测时的测量规则设置完成后，所述确定模块103根据所述电路板3的历史检测数据确定所述电路板3的待测量线路。所述存储器20中存储的历史检测数据至少包括每次执行电路板3检测时的多条测量线路及对应的电压测量值。所述确定模块103选取在历史检测数据中测量次数最多的测量线路作为本次的待测量线路。
所述检测模块104用于当所述测量仪表2与所述待测量线路电性连接时，控制所述测量仪表2对待测量线路进行检测。
在本实施方式中，所述电路板3的每一条线路都对应一编号，用户可以根据所述待测量线路的编号找到所述待测量线路，并手动操作将所述测量仪表2与所述待测量线路电性连接，然后所述检测模块104发送一测量控制信号控制所述测量仪表2开始测量待测量线路中两两信号线之间及信号线与接地端之间的电压值。
所述接收模块105用于接收所述测量仪表2回传的测量数据。在本实施方式中，所述测量仪表2将测量的电压值自动回传给所述电路板故障诊断装置1，即所述测量数据包括待测量线路中两两信号线之间及信号线与接地端之间的电压值。
所述分析模块106用于根据历史检测数据及测量数据分析所述电路板3发生故障的位置。
在本实施方式中，所述分析模块106采用K均值聚类算法或类决策树算法确定所述电路板3发生故障的位置。其中，所述K均值聚类算法和类决策树算法均为无监督的机器学习算法。
在本实施方式中，所述分析模块106获取所述存储器20中存储的所述电路板3的历史检测数据，即待测量线路的历史电压测量值。所述分析模块106将历史电压测量值进行K均值聚类，以生成K个测量值范围。所述分析模块106在所述测量仪表2每完成一次电压测量并回传电压测量值时，从所述K个测量值范围中选择包含所述电压测量值的测量值范围，并确定在所述测量值范围内的历史电压测量值为参考数据，然后所述检测模块104发送一测量控制信号控制所述测量仪表2对待测量线路下一次的电压测量，从而循环测量以决策出电路板3产生故障的位置。
在每次的待测量线路测量完成后，所述确定模块103将待测量线路的测量值存储至所述存储器20中而对历史检测数据进行更新，并确定除已测量线路之外测量次数最多的线路为下次的待测量线路，直至所述分析模块106确定所述电路板3发生故障的位置或历史检测数据中无未测量的线路。
所述显示模块107用于在所述显示单元30上显示所述电路板3的检测结果。
在本实施方式中，所述显示单元30显示所述电路板诊断系统100的操作界面300，所述界面上显示对应的设置选项、菜单栏及数据显示框等。当所述分析模块106分析得到检测结果时，将检测结果显示在所述界面的预设位置。其中，所述检测结果至少包括电路板3产生故障的线路位置及故障线路位置的电压测量值。
进一步地，所述电路板故障诊断系统100还包括自主量测模块108，用于当所述历史检测数据中的不良数据小于第一预设百分比或更换不良元件的比例小于第二预设百分比时，响应用户操作确定待测量线路。其中，所述第一预设百分比为5％，第二预设百分比为80％。在本实施方式中，所述电路板故障诊断系统100的操作界面300设置有自主量测选项及待测量线路输入栏，用户可以选择所述自主量测选项并使用输入设备手动输入待测量线路对应的编号以确定待测量线路，所述自主量测模块根据上述用户操作确定待测量线路。
请参考图7，为本发明较佳实施方式所提供的电路板故障诊断方法。
步骤S101，响应用户的登录请求登入一电路板故障诊断系统100。在本实施方式中，当用户在所述登录界面输入账号及密码通过验证时，开启所述电路板故障诊断系统100。
步骤S102，在对一电路板3进行检测之前设置所述测量仪表2的测量参数。在本实施方式中，对测量仪表2的设置至少包括串口设置及电压测量设置。
步骤S103，设置对所述电路板3进行检测时的测量规则。所述测量规则的设置至少包括测试信息的勾选设置、测量延时设置及测量值输入方式设置。
步骤S104，根据所述电路板3的历史检测数据确定所述电路板3的待测量线路。
步骤S105，控制所述测量仪表2对待测量线路进行检测。在本实施方式中，所述测量仪表2测量待测量线路中两两信号线之间及信号线与接地端之间的电压值。
步骤S106，接收所述测量仪表2回传的检测数据。在本实施方式中，当所述测量仪表2会将测量的电压值自动回传给所述电路板故障诊断装置1。
步骤S107，根据历史检测数据及测量数据分析所述电路板3发生故障的位置。在本实施方式中，所述步骤S107获取所述存储器20中存储的所述电路板3的历史检测数据，即待测量线路的历史电压测量值。所述步骤S107将历史电压测量值进行K均值聚类，以生成K个测量值范围。在所述测量仪表2每完成一次电压测量并回传电压测量值时，所述步骤S107选择包含所述电压测量值的测量值范围，并确定在所述测量值范围内的历史电压测量值为参考数据，然后控制所述测量仪表2对待测量线路下一次的电压测量，从而循环测量以决策出电路板3产生故障的位置。
步骤S108，在所述显示单元30上显示所述电路板3的检测结果。其中，所述检测结果至少包括电路板3产生故障的线路位置及故障线路位置的电压测量值。
进一步地，所述方法还包括步骤：当所述历史检测数据中的不良数据小于第一预设百分比或更换不良元件的比例小于第二预设百分比时，响应用户操作确定待测量线路。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电路板故障诊断装置，包括处理器及存储器，所述电路板故障诊断装置与一测量仪表电性连接，其特征在于，所述存储器用于存储所述电路板的历史检测数据，所述历史检测数据至少包括每次执行电路板检测时的多条测量线路及对应的电压测量值，所述处理器包括：
设置模块，用于在对一电路板进行检测之前设置所述测量仪表的测量参数；
所述设置模块还用于根据用户对测量规则的设置，设置对所述电路板进行检测时的测量规则；
确定模块，用于根据所述电路板的历史检测数据确定所述电路板的待测量线路，包括：选取在所述历史检测数据中测量次数最多的测量线路作为本次的待测量线路；
检测模块，用于当所述测量仪表与所述待测量线路电性连接时，控制所述测量仪表对所述电路板的待测量线路进行检测；
接收模块，用于接收所述测量仪表回传的检测数据；
分析模块，用于根据历史检测数据及所述测量仪表的测量数据分析所述电路板发生故障的位置；及
所述确定模块还用于在每次的所述待测量线路测量完成后，对所述历史检测数据进行更新，并确定除已测量线路之外测量次数最多的线路为下次的待测量线路，直至所述分析模块确定所述电路板发生故障的位置或所述历史检测数据中无未测量的线路。
2.如权利要求1所述的电路板故障诊断装置，其特征在于：所述测量仪表的测量参数设置至少包括串口设置及电压测量设置。
3.如权利要求1所述的电路板故障诊断装置，其特征在于：所述测量规则包括测试信息的勾选设置、测量延时设置及测量值输入方式设置。
4.如权利要求1所述的电路板故障诊断装置，其特征在于：所述检测模块用于控制所述测量仪表测量所述线路中信号线与接地端之间的电压以及两条信号线之间的电压、信号线电阻及信号线上的二极管分压。
5.如权利要求4所述的电路板故障诊断装置，其特征在于：所述分析模块将历史电压测量值进行K均值聚类，以生成K个测量值范围，所述分析模块还在所述测量仪表每完成一次电压测量并回传电压测量值时，选择包含所述电压测量值的测量值范围，并确定在所述测量值范围内的历史电压测量值为参考数据，然后所述检测模块控制所述测量仪表对待测量线路下一次的电压测量，从而循环测量以决策出电路板产生故障的位置。
6.一种电路板故障诊断方法，应用于一电路板故障诊断装置，所述电路板故障诊断装置与一测量仪表电性连接，所述电路板故障诊断装置包括存储器，用于存储所述电路板的历史检测数据，所述历史检测数据至少包括每次执行电路板检测时的多条测量线路及对应的电压测量值，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（a）在对一电路板进行检测之前设置所述测量仪表的测量参数；
（b）根据用户对测量规则的设置，设置对所述电路板进行检测时的测量规则；
（c）根据所述电路板的历史检测数据确定所述电路板的待测量线路，包括：选取在所述历史检测数据中测量次数最多的测量线路作为本次的待测量线路；
（d）当所述测量仪表与所述待测量线路电性连接时，控制所述测量仪表对所述电路板的待测量线路进行检测；
（e）接收所述测量仪表回传的检测数据；
（f）根据历史检测数据及所述测量仪表的测量数据分析所述电路板发生故障的位置；
在每次的所述待测量线路测量完成后，对所述历史检测数据进行更新，并确定除已测量线路之外测量次数最多的线路为下次的待测量线路，直至确定所述电路板发生故障的位置或所述历史检测数据中无未测量的线路。
7.如权利要求6所述的电路板故障诊断方法，其特征在于，步骤（d）具体包括：
控制所述测量仪表测量所述线路中信号线与接地端之间的电压以及两条信号线之间的电压、信号线电阻及信号线上的二极管分压。
8.如权利要求7所述的电路板故障诊断方法，其特征在于，步骤（f）具体包括：
将历史电压测量值进行K均值聚类，以生成K个测量值范围，然后在所述测量仪表每完成一次电压测量并回传电压测量值时，选择包含所述电压测量值的测量值范围，并确定在所述测量值范围内的历史电压测量值为参考数据，然后控制所述测量仪表对待测量线路下一次的电压测量，从而循环测量以决策出电路板产生故障的位置。
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