CN111579915A - 一种热电堆芯片批量测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热电堆芯片批量测试装置，包括电压信号采集模块、信号处理模块、显示模块及供电模块。电压信号采集模块用于采集多个热电堆芯片TP电压信号、TP电阻信号及NTC电阻信号。信号处理模块用于获取TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值，并分别比较多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，以判断相应的热电堆芯片是否为不良品。本发明可以提高热电堆测试的效率，进一步保证了热电堆产品测试的质量。相应地，本发明还提供一种热电堆芯片批量测试方法。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体而言，涉及一种热电堆芯片批量测试装置及方法。
背景技术
热电堆是一种热释红外线传感器，是由热电偶构成的一种器件，其作为温度检测器件，在耳式体温计、放射温度计、电烤炉、食品温度检测等领域中获得了广泛的应用。
所有热电堆芯片都必须经过测试才能使用，其一般是通过测试TP电阻、NTC电阻来判断是否合格。目前热电堆芯片的测试方法是对单个热电堆芯片进行测试，判断其是否合格，然后再对下一个热电堆芯片进行测试。该方法无法批量测试热电堆芯片，其效率低下。
发明内容
为了克服现有热电堆芯片测试方法效率低下的问题，本发明提供了一种热电堆芯片批量测试装置及方法，其具体技术方案如下：
一种热电堆芯片批量测试装置，包括：
电压信号采集模块，用于采集多个热电堆芯片TP正极与TP负极之间的TP电压信号、TP正极与TP负极之间的TP电阻信号以及NTC正极与接地脚之间的NTC电阻信号；
信号处理模块，预存有TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围，输入端与电压信号采集模块的输出端电连接，用于接收多个热电堆芯片的TP电压信号、TP电阻信号以及NTC电阻信号以获取TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值，并分别比较多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，当热电堆芯片的TP输出电压值不在TP电压标准值范围内或TP电阻值不在TP电阻标准值范围内或NTC电阻值不在NTC电阻标准值范围内时，判断相应的热电堆芯片为不良品，否则判断相应的热电堆芯片为良品；
显示模块，与信号处理模块电连接，用于显示多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值、NTC电阻值以及多个热电堆芯片的判断结果；
供电模块，分别与电压信号采集模块、信号处理模块以及显示模块电连接，用于给电压信号采集模块、信号处理模块以及显示模块提供工作电压。供电电路由变压电路、线性稳压电路组成，其作用是把220V的市电转换为稳定的5V直流电压，以为整个装置提供工作电源。
可选的，所述电压信号采集模块包括多路切换电路、ADC采样电路以及分压电路，所述多路切换电路的输入端分别与多个热电堆芯片的TP正极、TP负极、NTC正极以及接地脚电连接，所述多路切换电路的输出端分别与ADC采样电路的输入端以及分压电路的输入端电连接；所述ADC采样电路用于多个热电堆芯片TP正极与TP负极之间的TP电压信号，所述分压电路用于采集多个热电堆芯片TP正极与TP负极之间的TP电阻信号以及NTC正极与接地脚之间的NTC电阻信号，所述ADC采样电路的输出端以及分压电路的输出端均与信号处理模块的输入端电连接。
可选的，所述显示模块包括LCD显示屏、双色LED灯蜂鸣器，所述LCD显示屏、双色LED灯以及蜂鸣器均与信号处理模块电连接，所述LCD显示屏用于显示多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值，所述双色LED灯用于显示多个热电堆芯片的判断结果。
LCD显示屏、双色LED灯以及蜂鸣器与信号处理模块之间可以直接电连接，也可以根据需要，增加驱动放大电路，以驱动LCD显示屏、双色LED灯以及蜂鸣器工作。
在本发明之中，供电电路、驱动放大电路、分压电路均可以根据实际进行设计和调整，其属于本领域技术人员常规技术手段，在此不再赘述。
相应地，本发明提供一种热电堆芯片批量测试方法，其应用于上述所述的热电堆芯片批量测试装置，包括如下步骤：
步骤1，将多个热电堆芯片插接到多路切换电路的输入端；
步骤2，依次检测多个热电堆芯片在环境温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值；
步骤3，分别比较多个热电堆芯片在环境温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，当热电堆芯片的TP输出电压值不在TP电压标准值范围内或TP电阻值不在TP电阻标准值范围内或NTC电阻值不在NTC电阻标准值范围内时，判断相应的热电堆芯片为不良品，否则判断相应的热电堆芯片为良品。
可选的，所述的一种热电堆芯片批量测试方法，还包括如下步骤：
步骤4，依次检测多个热电堆芯片在激励温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值；
步骤5，分别比较多个热电堆芯片在激励温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，当热电堆芯片的TP输出电压值不在TP电压标准值范围内或TP电阻值不在TP电阻标准值范围内或NTC电阻值不在NTC电阻标准值范围内时，判断相应的热电堆芯片为不良品，否则判断相应的热电堆芯片为良品；
其中，激励温度大于环境温度。
本发明所取得的有益效果为：通过同时对多个热电堆芯片进行测试，可以提高热电堆测试的效率。另外，本发明实现了对热电堆芯片TP输出电压值测试，相比现有技术只对热电堆芯片的TP电阻与NTC电阻测试的方法而言，进一步保证了热电堆产品检测的质量。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明，将重点放在示出实施例的原理上。
图1是本发明实施例中一种热电堆芯片批量测试装置的整体结构示意图；
图2是本发明实施例中多路切换电路的电路示意图；
图3是本发明实施例中ADC采样电路的电路示意图；
图4是热电堆芯片引脚结构示意图；
图5是本发明实施例中一种热电堆芯片批量测试方法的流程结构示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。
本发明为一种热电堆芯片批量测试装置及方法，根据附图所示讲述以下实施例：
如图1以及图4所示，一种热电堆芯片批量测试装置，包括电压信号采集模块、信号处理模块、显示模块以及供电模块。
电压信号采集模块用于采集多个热电堆芯片TP正极与TP负极之间的TP电压信号、TP正极与TP负极之间的TP电阻信号以及NTC正极与接地脚之间的NTC电阻信号。
信号处理模块可以由单片机以及外围晶振电路组成，其内的flash存储器中预存有TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围，输入端与电压信号采集模块的输出端电连接，用于接收多个热电堆芯片的TP电压信号、TP电阻信号以及NTC电阻信号以获取TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值，并分别比较多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，当热电堆芯片的TP输出电压值不在TP电压标准值范围内或TP电阻值不在TP电阻标准值范围内或NTC电阻值不在NTC电阻标准值范围内时，判断相应的热电堆芯片为不良品，否则判断相应的热电堆芯片为良品。
显示模块与信号处理模块电连接，用于显示多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值、NTC电阻值以及多个热电堆芯片的判断结果。
供电模块分别与电压信号采集模块、信号处理模块以及显示模块电连接，用于给电压信号采集模块、信号处理模块以及显示模块提供工作电压。
通过电压信号采集模块、信号处理模块、显示模块以及供电模块，本发明可以对热电堆芯片进行批量测试，提高工作效率。
在一些实施例中，所述电压信号采集模块包括多路切换电路、ADC采样电路以及分压电路，所述多路切换电路的输入端分别与多个热电堆芯片的TP正极、TP负极、NTC正极以及接地脚电连接，所述多路切换电路的输出端分别与ADC采样电路的输入端以及分压电路的输入端电连接；所述ADC采样电路用于多个热电堆芯片TP正极与TP负极之间的TP电压信号，所述分压电路用于采集多个热电堆芯片TP正极与TP负极之间的TP电阻信号以及NTC正极与接地脚之间的NTC电阻信号，所述ADC采样电路的输出端以及分压电路的输出端均与信号处理模块的输入端电连接。
如图2所示，多路切换电路包括多路模拟开关U3、多路模拟开关U4以及多路模拟开关U6，多路模拟开关U4的Y通道以及X通道分别与多个热电堆芯片的TP正极、TP负极电连接，多路模拟开关U6的Y通道以及X通道分别与多个热电堆芯片的NTC正极、NTC负极(接地脚)电连接，多路模拟开关U4的Y公共端以及X公共端分别与多路模拟开关U3的Y公共端以及X公共端电连接。多路模拟开关U3的Y通道以及X通道中的Y1引脚以及X1引脚串联至分压电路之中并反馈TP电阻信号至信号处理模块以获取TP电阻值，多路模拟开关U6的Y公共端以及X公共端串联至分压电路之中并反馈NTC电阻信号至信号处理模块以获取NTC电阻值。
如图3所示，ADC采样电路包括电容C14、电容C15、电容C16、电容C17、电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R9、运算放大器U5A、运算放大器U5B以及单向晶闸管U7，所述电容C18的一端与电压源VDD电连接，另一端接地。所述电阻R13的一端与电压源VDD电连接，另一端与单向晶闸管U7的控制极电连接，所述单向晶闸管U7的阴极与控制极电连接，其阳极接地。电容C19的一端分别与单向晶闸管U7的阴极、电容C17的一端、电阻R12的一端以及电阻R14的一端电连接，另一端接地。电容C17的另一端分别与电容C15的一端以及电阻R10的一端电连接，电容C15的另一端端接地。电阻R10的另一端分别与运算放大器U5A的正向输入端以及电阻R9的一端电连接，电阻R12的另一端分别与运算放大器U5A的负向输入端、电阻R16的一端以及电容C20的一端电连接，电阻R9的另一端接地，电阻R16的另一端以及电容C20的另一端均与运算放大器U5A的输出端以及电阻R11的一端电连接。电容C14的一端分别与电源VDD以及运算放大器的正电源引脚电连接，另一端接地。电阻R11的另一端分别与电容C16的一端以及运算放大器U5B的正向输入端电连接，电容C16的另一端接地。电阻R14的另一端分别与运算放大器U5B的负向输入端、电阻R15的一端以及电容C21的一端电连接，电容C21的另一端以及电阻R15的另一端与运算放大器U5B的输出端电连接。多路模拟开关U3的Y通道以及X通道中的Y0引脚以及X0引脚分别电连接在电容的两端上，运算放大器U5B的输出端与信号处理模块的输入端电连接。
多个热电堆芯片的TP电压信号经过ADC采样电路以及信号处理模块处理后，得到TP电压值。
在一些实施例中，所述显示模块包括LCD显示屏、双色LED灯以及蜂鸣器，所述LCD显示屏、双色LED灯以及蜂鸣器均与信号处理模块电连接，所述LCD显示屏用于显示多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值，所述双色LED灯用于显示多个热电堆芯片的判断结果。
LCD显示屏、双色LED灯以及蜂鸣器与信号处理模块之间可以直接电连接，也可以根据需要，增加驱动放大电路，以驱动LCD显示屏、双色LED灯以及蜂鸣器工作。
在本发明之中，供电电路、驱动放大电路、分压电路均可以根据实际进行设计和调整，其属于本领域技术人员常规技术手段，在此不再赘述。
相应地，如图5所示，本发明还提供一种热电堆芯片批量测试方法，其应用于上述所述的热电堆芯片批量测试装置，包括如下步骤：
步骤1，将多个热电堆芯片插接到多路切换电路的输入端；
步骤2，依次检测多个热电堆芯片在环境温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值；
步骤3，分别比较多个热电堆芯片在环境温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，当热电堆芯片的TP输出电压值不在TP电压标准值范围内或TP电阻值不在TP电阻标准值范围内或NTC电阻值不在NTC电阻标准值范围内时，判断相应的热电堆芯片为不良品，否则判断相应的热电堆芯片为良品。
可选的，所述的一种热电堆芯片批量测试方法，还包括如下步骤：
步骤4，依次检测多个热电堆芯片在激励温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值；
步骤5，分别比较多个热电堆芯片在激励温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，当热电堆芯片的TP输出电压值不在TP电压标准值范围内或TP电阻值不在TP电阻标准值范围内或NTC电阻值不在NTC电阻标准值范围内时，判断相应的热电堆芯片为不良品，否则判断相应的热电堆芯片为良品；
其中，激励温度大于环境温度，根据实际，可以通过设置一块放热板，利用发热板发热时附近的温度作为激励温度。
通过同时对多个热电堆芯片进行测试，可以提高热电堆测试的效率。另外，本发明实现了对热电堆芯片TP输出电压值测试，与现有技术只对热电堆芯片的TP电阻与NTC电阻测试的方法相比，进一步保证了热电堆产品检测的质量。
综上所述，本发明公开的一种热电堆芯片批量测试装置及方法，所产生的有益技术效果为：通过同时对多个热电堆芯片进行测试，可以提高热电堆测试的效率。另外，本发明实现了对热电堆芯片TP输出电压值测试，相比现有技术只对热电堆芯片的TP电阻与NTC电阻测试的方法而言，进一步保证了热电堆产品检测的质量。
以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (5)
1.一种热电堆芯片批量测试装置，其特征在于，包括：
电压信号采集模块，用于采集多个热电堆芯片TP正极与TP负极之间的TP电压信号、TP正极与TP负极之间的TP电阻信号以及NTC正极与接地脚之间的NTC电阻信号；
信号处理模块，预存有TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围，输入端与电压信号采集模块的输出端电连接，用于接收多个热电堆芯片的TP电压信号、TP电阻信号以及NTC电阻信号以获取TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值，并分别比较多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，当热电堆芯片的TP输出电压值不在TP电压标准值范围内或TP电阻值不在TP电阻标准值范围内或NTC电阻值不在NTC电阻标准值范围内时，判断相应的热电堆芯片为不良品，否则判断相应的热电堆芯片为良品；
显示模块，与信号处理模块电连接，用于显示多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值、NTC电阻值以及多个热电堆芯片的判断结果；
供电模块，分别与电压信号采集模块、信号处理模块以及显示模块电连接，用于给电压信号采集模块、信号处理模块以及显示模块提供工作电压。
2.如权利要求1所述的一种热电堆芯片批量测试装置，其特征在于，所述电压信号采集模块包括多路切换电路、ADC采样电路以及分压电路，所述多路切换电路的输入端分别与多个热电堆芯片的TP正极、TP负极、NTC正极以及接地脚电连接，所述多路切换电路的输出端分别与ADC采样电路的输入端以及分压电路的输入端电连接；所述ADC采样电路用于多个热电堆芯片TP正极与TP负极之间的TP电压信号，所述分压电路用于采集多个热电堆芯片TP正极与TP负极之间的TP电阻信号以及NTC正极与接地脚之间的NTC电阻信号，所述ADC采样电路的输出端以及分压电路的输出端均与信号处理模块的输入端电连接。
3.如权利要求2所述的一种热电堆芯片批量测试装置，其特征在于，所述显示模块包括LCD显示屏以及双色LED灯，所述LCD显示屏以及双色LED灯均与信号处理模块电连接，所述LCD显示屏用于显示多个热电堆芯片的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值，所述双色LED灯用于显示多个热电堆芯片的判断结果。
4.一种热电堆芯片批量测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将多个热电堆芯片插接到多路切换电路的输入端；
步骤2，依次检测多个热电堆芯片在环境温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值；
步骤3，分别比较多个热电堆芯片在环境温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，当热电堆芯片的TP输出电压值不在TP电压标准值范围内或TP电阻值不在TP电阻标准值范围内或NTC电阻值不在NTC电阻标准值范围内时，判断相应的热电堆芯片为不良品，否则判断相应的热电堆芯片为良品。
5.如权利要求4所述的一种热电堆芯片批量测试方法，其特征在于，还包括如下步骤：
步骤4，依次检测多个热电堆芯片在激励温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值；
步骤5，分别比较多个热电堆芯片在激励温度下的TP输出电压值、TP电阻值以及NTC电阻值是否处在TP电压标准值范围、TP电阻标准值范围以及NTC电阻标准值范围之内，当热电堆芯片的TP输出电压值不在TP电压标准值范围内或TP电阻值不在TP电阻标准值范围内或NTC电阻值不在NTC电阻标准值范围内时，判断相应的热电堆芯片为不良品，否则判断相应的热电堆芯片为良品；
其中，激励温度大于环境温度。
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