CN113167818A - 用于在电气和/或电子电路上进行测试的工具的探针和包括探针的组件 - Google Patents

Abstract

一种用于在电气和/或电子电路上执行测试的探针，适于与测试器或万用表结合使用，以测量和读取电路的一个或多个电气和/或电子参数，该探针包括：管状主体(13)，限定纵向延伸轴线(L)；尖端(9)，从管状主体(13)的轴向端伸出，以与待测电路的部件之一接触；用于将尖端电连接至测试器的装置，其中，管状主体(13)包括用于调节尖端(9)在其所接触的电路的部件上的保持力的装置(27)。

Description

用于在电气和/或电子电路上进行测试的工具的探针和包括 探针的组件

技术领域

本发明在用于控制电气和/或电子设备的系统的技术领域中得到应用，并且涉及一种用于执行测试的探针，该测试被设计为验证电气和/或电子电路的正确操作。

本发明还涉及一种组件，该组件包括工具和多个尖端，该多个尖端适于与该工具相关联以执行一个或多个电路操作测试。

背景技术

众所周知，通常通过可以检测特定参数的专用工具来执行用于检验电气和/或电子电路(例如存在于电子板上的印刷电路)的正确操作的测试。

最常用的工具是所谓的测试器或万用表，它们使您能够检查电路各个触点之间的电导通性并测量诸如电压和电流强度之类的值以及可能的诸如频率、温度、电容量之类的附加参数，取决于工具的复杂程度和所用探针的类型。

其他类型的工具，例如电压表、电流表、欧姆表，也允许检测单个参数。

上述模拟或数字类型的工具的特征均在于存在适合于接近电路的各个触点以检查电连续性或根据可能因工具而异的形式获得所选参数的特定量度的尖端或探针的存在。

已知解决方案的第一个缺点是上述工具要求用户不断地支撑尖端或探针，以使它们与电路的各部分保持接触。

该操作模式除了由于需要操作者不断出现而特别不便外，还可能导致读数错误，因为尽管感觉操作正确，操作者仍可能无法正确或以正确的强度施加尖端。

其次，手动支撑尖端的需求也不允许一次应用多于一对的尖端，以在不同的触点对上获得更多的读数。

最后但并非最不重要的一点是，探针不允许调节和稳定在电路的用于获取电或电子信号的部件上的接触力。

US4460868描述了一种这样的探针，其包括圆柱形的支撑体，该支撑体可以插入支撑板的孔内，以便在使用过程中保持在竖直位置，而无需手动支撑。

圆柱体通过拧紧而沿着其展开轴可调节地固定在孔内，从而基于待测元件的尺寸来调节圆柱体的轴向位置。

放置在圆柱体下端并与待测元件接触的尖端还与对比弹簧相连，对比弹簧的目的是允许稍微重新进入，以适应下层元件的厚度。

但是，该探针无法调节在要从其获取电或电子信号的电路部件上的接触力和保持力。

发明内容

本发明的目的是通过提供一种探针来克服上述缺点，该探针可以与用于对电气和/或电子电路进行测试的仪器一起使用，并且该探针使得能够调节和稳定接触尖端在电路的用于获取电气或电子信号的部件上的密封力。

另一个目的是提供一种用于在电气和/或电子电路上执行测试的工具，该工具不需要尖端、探针或其他被设计成与电路的部分相接触以用于检测一个或多个电气和/或电子特征且在测试过程中必须由操作员不断支撑的装置。

一个特定的目的是提供一种用于在电气和/或电子电路上进行测试的工具，该工具允许始终正确地以适当的强度施加尖端、探针或等效装置，以确保与待测电路的部分接触。

另一个目的是提供一种用于在电气和/或电子电路上执行测试的工具，该工具允许在电路的不同元件上同时执行甚至更多的测试。

另一个目的是提供一种用于对电气和/或电子电路进行测试的工具，其特征在于高效率和易于使用。

这些目的以及下文中将变得更加明显的其他目的是通过一种探针实现的，该探针适于与用于对电气和/或电子电路进行测试的工具相关联，根据独立权利要求所述，该探针包括：管状主体，该管状主体限定了一个纵向延伸轴线；尖端，该尖端从该管状主体的轴向端部突出以被放置成与待测电路的部件之一接触；用于将该尖端电连接到测试器的装置；用于调节该尖端在与之接触的电路部件上的保持力的装置。

由于这些特征的组合，探针可以放置成与电路的各个部分接触并保持在适当的位置，而无需操作员手动支撑它们。

根据从属权利要求获得本发明的有利实施例。

附图说明

根据对根据本发明的探针和组件的优选但非排他性实施例的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，所述探针和组件借助于所附图表作为非限制性示例示出，其中：

图1是本发明的组件的透视图，该组件包括根据本发明的工具和一对探针；

图2是图1的组件的俯视图；

图3是图1的工具的细节的放大透视图；

图4是适于与图3的工具一起使用的探针的透视图；

图5是图4的探针的主视图；

图6是图4的探针的剖视图；

图7是图4的探针的第一细节的放大透视图；

图8是图4的探针的第二细节的放大透视图。

具体实施方式

图1示出了的用于对电路和/或电子电路进行测试的组件(总体上以100示出)的优选实施例。

组件100基本上包括多个探针，这些探针被设计成连接到用于已知类型的被检测参数的测量和读取仪器(因此未示出)，并连接到根据本发明的工具上，该工具具有以下目的：在测量过程中将探针固定在适当的位置。

组件可以测量或验证的电气和/或电子参数的类型将取决于所使用的测试器或万用表的类型以及相关的探针，而没有特别的理论限制。

通过非限制性示例，借助于根据本发明的组件100，或者借助于工具和已知类型的探针的组合使用，将有可能检查电路的一个或多个部分的电连续性，以便控制电路的完整性，或测量电阻、电压、电容或其他电气或物理参数，或验证被测电子电路中数据的正确传输。

电路的类型不是本发明的限制，尽管优选地，该电路可以是具有卡或其他支撑物的印刷电路，例如PCB。

在其最基本的构造中，根据本发明的工具(总体上用1表示)包括支撑框架2，支撑框架2具有支撑平面3，支撑平面3用于定位至少一个将在上面执行测试的电气和/或电子电路(由于已知而本身未示出)。

优选地，支撑平面3将设置有抗静电架，待测电路放置在该抗静电架上，并且该抗静电架可以相对于支撑框架2固定或分离或适于被分离。

可替代地，也可以不存在支撑平面3，并且在这种情况下，电路可以布置在操作者提供的并且探针将在其上方操作的任何其他水平支撑件上。

框架2被紧固到测试器探针的支撑结构4，支撑结构4可以以固定或可调节的方式连接到支撑框架2以被布置在支撑表面3上方，从而能够调节探针的高度。

支撑结构4设有用于一次连接一个或多个探针并且将其定位在支撑平面3上方的一定高度的装置，该高度允许尖端与布置在支撑平面3上的电路的部件接触，并对应于希望采集电气和/或电子信号以进行测试的高度。

在所示的构造中，支撑结构4包括模板5，模板5适于放置在支撑平面3上方并距离支撑平面3预定高度。

可能地，模板5可以铰接到支撑框架2的一侧，以便例如在不使用时倾斜或升高。

模板5设置有多个通孔6，多个通孔6根据行和列的图案分布，以便基本上覆盖模板5的整个延伸，模板5又可以具有与支撑平面3的表面延伸接近的表面延伸。

通孔6的数量和尺寸对于本发明不是限制性的，并且还将取决于所使用或可使用的探针的类型，特别是在模板5被设计用于已知类型的探针的情况下。在这种情况下，通孔6可以相对于在使用中将被布置在孔本身内的探针主体的截面基本互补地成形。

众所周知，事实上，普通测试器或万用表的探针包括一个圆柱状主体或管状主体，在其一端设有一个由导电材料制成的尖端，该尖端适于与电路的信号被采集的部分相接触，并且通过横穿圆柱状主体的连接电缆测量连接至用于测量和读取信号的装置。

在所示的配置中，工具1被设计成耦合到特殊的探针7(在图4至图8中更清楚地示出)，探针7将插入通孔6并与通孔6的内边缘8接合，从而保持在合适位置，在该合适位置，在没有操作员的情况下，各自的下尖端9与布置在相应的通孔6下方的电路的部件相接触。

为此，每个通孔6将设置有第一耦合装置，第一耦合装置与通孔6的内周边缘8相关联并且适于与第二互补耦合装置配合，第二互补耦合装置与探针7相关联。

从图3可以更清楚地看到，每个通孔6的第一耦合装置可以由一对径向凸起10限定，该一对径向凸起10将被插入到螺旋槽11中，螺旋槽11存在于探针7的与管状主体13一体形成的盘形耦合元件12中并且具有基本等于通孔6的直径的外径，如在图7的细节中更清楚地看到的。

以这种方式，探针7在通孔6中的任何一个中的锁定将通过插入盘形耦合元件12并且随后使其在所选择的通孔6内旋转位移来实现。

后者还将设置有另一个内部环形凸起14，内部环形凸起14限定了用于探针7的轴向平移的端部行程。

每个探针7还将设置有球形接头或铰接接头15，球形接头或铰接接头15允许其相对于穿过相应通孔6的直径之一的任何垂直平面以最大预定角度在支撑平面3上方倾斜。

球形接头或铰接接头15将被布置在盘形耦合元件12处，从而盘形耦合元件12将限定旋转点，并且将允许尖端9到达电路的与插有探针7的通孔6的中轴线不完全对准的部件，以实现工具1使用中的更大效率和更高灵活性，使得工具1可随后与具有任何构造的电路一起使用。

探针7还将设置有各自的尖端9，其可以根据该领域已知的方法来设计，并且将以已知的方式例如通过穿过探针7的圆柱形管状主体13的连接电缆(在附图中未示出)连接到被检测参数的测量和读取仪器。

根据替代的实施例(未示出)，可以设置模板5来代替通孔6，模板5具有不同类型的座以用于钩住相应探针(也为已知类型)，并且将它们定位在支撑平面3上方的预定位置。

这些座可以根据所选择的探针的形状来设计，并且将具有诸如允许探针稳定耦合的形状。

从图中可以看出，支撑结构4还包括铰接臂16，铰接臂16具有固定端17和活动端18，固定端17连接至支撑框架2，活动端18设有用于钩挂多个另外的尖端的装置，所述多个另外的尖端适于电气地和/或电子地连接到测试器或万用表并与电子板的相应部件接触。

特别地，耦合装置包括耦接板19，耦接板19具有用于容纳尖端保持卡20的座，尖端保持卡20具有多个尖端21，尖端21适于检测来自待测电路的电气信号和/或电子信号，并且从其表面之一突出以被放置为与支撑平面3上存在的电路的部件接触。

有利地，尖端21根据再现待测电路的触点布置的布置来分布。

为此，对于每个测试，可以根据所选择的实施例使用通过将尖端21以固定方式施加在尖端保持卡20上而制成的特殊卡。

可替代地，总是可以使用相同的支撑板20，在该支撑板20上，尖端21将以可移除的方式施加，以便根据需要进行移动和重新布置。

不管尖端承载板20的构造如何，后者都将配备有电路，该电路用于尖端与用于测量和读取参数的外部工具的电连接和/或电子连接。

该电路(图中不可见)将在输出端提供接触端子(图中也不可见)，该接触端子将连接到存在于耦接板19上的接触板，耦接板19然后又通过电气和/或电子连接装置(例如用于使电气和/或电子信号通过的电缆或总线22)连接到测量仪器上。

耦接板19到支撑框架2的可调节固定通过铰接臂16实现，铰接臂16设置有三维接合部23，三维接合部23允许其相对于支撑平面3在空间上进行至少三个自由度的位移，并允许耦接板19相对于支撑表面2以倾斜位置定位。

铰接接头23的位置也将是高度可调的，以根据尖端21和/或电路部件的尺寸来调节尖端承载板20相对于支撑平面3的高度。

特别地，铰接臂16的固定端17可以以高度可调的方式固定到支撑框架2。

根据未示出的变型，工具1也可以没有铰接臂16和相应的耦接板19，而是仅通过上述模板5来使用。

根据又一个未示出的变型，工具1可以替代地没有模板5，并且可以仅通过铰接臂16和设置有尖端保持卡20的相应耦接板19来使用。

在所有情况下，该工具和组件都将允许对电路的电气和/或电子参数进行多次读取和检测，即使它们是不同的，也无需操作员手动支撑探针并具有保证探针尖端与待测电路部件之间正确接触。

就探针7而言，根据特别有利的实施例，其也可以在没有根据上述任何实施例的工具1的情况下使用，它们将包括沿着纵轴L延伸的管状主体13，且在一个纵向端部具有尖端9，而在相对的纵向端部具有插头24，插头24具有中心孔25(在图5中可见)，中心孔25将允许连接电缆穿过并到达测量和读取仪器。

从同一图中可以看出，尖端9被插入到管状主体13中，并且有在轴向腔26内轴向位移的能力，从而能够在电路部件上施加略微过大的力，足以确保尖端9和电路之间的接触。

优选地，轴向腔26还可以容纳弹性返回元件(未示出)，一旦尖端9不再与电路接触，该弹性返回元件将有利于尖端9返回到初始位置。

另一方面，如图7和8所示，可以观察到探针7的具体特征，探针7在球形接头15附近设有用于调节尖端9在与尖端9接触的电路部件上的保持力的装置27。

这些调节装置27包括摩擦元件28，摩擦元件28作用在探针7的管状主体13上并且适于限制或阻止其轴向滑动。

特别地，摩擦元件28将包括与管状主体13同轴地置于管状主体13上的具有外螺纹的圆柱形护套29，圆柱形护套29和管状主体13之间插入有管状轴承30，管状轴承30同轴地连接至管状主体13，具有内螺纹的环形螺母31拧在管状轴承30上。

环31将具有锥形端部32或以其他方式渐缩，弹性材料制成的O形环33将布置在锥形端部32处。

O形环33将围绕管状主体13放置，并与管状主体13接触，以便在其上产生摩擦以抵抗其轴向滑动。

此外，O形环33将放置在管状轴承30的环形表面之一上，以保持锁定在管状轴承30和环31的锥形底壁34之间，使得通过或多或少地拧紧环31，由于在锥形端部32上存在收缩，O形环33或多或少受到轴向挤压，从而产生径向膨胀并使施加在管状主体13上的摩擦力发生变化。

以这种方式，通过改变环31的拧紧程度，可以调节尖端9在电路的触点上的保持力。

Claims (10)

1.一种用于在电气和/或电子电路上进行测试的探针，适于与测试器或万用表结合使用，以测量和读取电路的一个或多个电气和/或电子参数，所述探针包括：

-管状主体(13)，限定纵向延伸轴线(L)；

-尖端(9)，从所述管状主体(13)的轴向端伸出，以与待测电路的部件之一接触；

-将所述尖端电连接到所述测试器的装置；

其特征在于，所述管状主体(13)包括用于调节所述尖端(9)在所述电路的与所述尖端(9)接触的部件上的保持力的装置(27)。

2.根据权利要求1所述的探针，其特征在于，所述调节装置(27)包括摩擦元件(28)，所述摩擦元件(28)作用在所述管状主体(13)上并适于限制或阻止所述管状主体(13)的轴向滑动。

3.根据权利要求2所述的探针，其特征在于，所述摩擦元件(28)包括具有外螺纹的圆柱形护套(29)，所述圆柱形护套(29)置于所述管状主体(13)上并与所述管状主体(13)同轴，所述圆柱形护套(29)和所述管状主体(13)之间插设有与所述管状主体(13)同轴的管状轴承(30)。

4.根据权利要求3所述的探针，其特征在于，所述摩擦元件(28)包括具有内螺纹的环形螺母(31)，所述环形螺母(31)适于拧到所述圆柱形护套(29)上。

5.根据权利要求4所述的探针，其特征在于，所述环形螺母(31)具有锥形端部(32)或减缩端部，弹性材料的O形环(33)布置在所述锥形端部(32)或所述减缩端部处。

6.根据权利要求5所述的探针，其特征在于，所述O形环(33)围绕所述管状主体(13)放置，与所述管状主体(13)接触，并搁置在所述管状轴承(30)的环形表面之一上，以被锁定在所述管状轴承(30)和所述环形螺母(31)的锥形底壁(34)之间，并根据通过将所述环形螺母(31)在所述圆柱形外套(29)上拧紧而产生的对所述O形环(33)的轴向挤压，在所述管状主体(13)上产生可变的摩擦力。

7.一种用于在电气和/或电子电路上进行测试的组件，其特征在于，包括：

-多个探针(7)，每个探针(7)具有适于与待测电路的电气和/或电子部件电接触的尖端(9)以及用于检测所述电路的一个或多个电气和/或电子参数的装置，所述检测装置连接到相应的尖端(9)；

-工具(1)，具有支撑框架(2)和用于所述探针(7)的支撑结构(4)，所述支撑框架(2)被设计成限定支撑平面(3)，所述支撑平面(3)用于放置至少一个待测试的电气和/或电子电路，所述支撑结构(4)以固定或可调节的方式连接到所述支撑框架(2)，以被布置在所述支撑平面(3)的上方，并且具有用于一次连接一个或多个探针(7)并将所述探针(7)定位在所述支撑平面(3)上方且与布置在所述支撑平面(3)上方的所述电路的部件接触的装置。

8.根据权利要求7所述的组件，其特征在于，所述支撑结构(4)包括模板(5)，所述模板(5)适于以距所述支撑平面(3)预定高度的方式放置在所述支撑平面(3)上方，并具有用于将相应探针(7)锚固在所述支撑平面(3)上的多个预定位置的多个底座。

9.根据权利要求8所述的工具，其特征在于，所述锚固座由形成在所述模板(5)上的通孔(6)限定。

10.根据权利要求9所述的工具，其特征在于，所述通孔(6)中的每个包括第一耦合装置(10)，所述第一耦合装置(10)与所述通孔(6)的内周边缘(8)相关联并适于与具有互补形状的第二耦合装置(11)配合，所述第二耦合装置(11)与所述探针(7)相关联。

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