CN113720526A - 一种应用于实装自动化测试机的压力校准电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种应用于实装自动化测试机的压力校准电路及方法，属于电子电路领域，包括应变片传感器、惠斯通电桥、信号放大电路、MCU控制电路；应变片传感器包括绝缘薄底板和镶嵌在其表面的金属箔，将压力转成阻抗物理量；惠斯通电桥将阻抗物理量转换成电信号；信号放大电路放大电信号，并输送至MCU控制电路；MCU控制电路将放大后的电信号转换成实际测试压力值，和从实装自动化测试机中读到的测试压力值进行比较。本发明使用应变片和惠斯通电桥电路将测试头下压导致的应变片产生的微弱电信号放大并处理得到实际的下压力，再将实际的下压力与上位机输入的下压力对比，从而调整输入的下压力参数，使得输入的下压力和实际的下压力保持一致。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种应用于实装自动化测试的压力校准方法。
背景技术
实装自动化测试设备是用于测试CPU、DSP、AD/DA等多类型芯片的实装测试机，在集成电路测试领域应用广泛。
通常情况下实装自动化测试设备的机械手会将芯片从Tray盘放入插座中，由测试工程师在测试设备的上位机界面输入需要测试下压的力，然后测试头开始下压到插座压紧芯片开始测试，但下压的力不知道是不是和输入的力是否存在偏差，如果存在偏差就会导致压力不准确导致对测试结果产生影响，下压力如果过大也会缩短插座探针的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于实装自动化测试机的压力校准电路及方法，以使得实装测试设备的下压力和输入的下压力保持一致，保证测试压力的准确性并能延长插座探针的使用寿命。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于实装自动化测试机的压力校准电路，包括应变片传感器、惠斯通电桥、信号放大电路、MCU控制电路；
所述应变片传感器包括绝缘薄底板和镶嵌在其表面的金属箔，将压力转成阻抗物理量；
所述惠斯通电桥将阻抗物理量转换成电信号；
所述信号放大电路放大电信号，并输送至MCU控制电路；
所述MCU控制电路将放大后的电信号转换成实际测试压力值，和从实装自动化测试机中读到的测试压力值进行比较。
可选的，所述惠斯通电桥包括阻值相等的电阻R1、R2、R3和R4；电阻R1和电阻R2共同接电源电压VCC，电阻R4和电阻R3共同接地，所述电阻R4为应变片。
可选的，所述信号放大电路包括差分放大器，放大倍数由所述差分放大器的增益电阻控制，能够根据设计需要调节输出电压增益。
可选的，所述差分放大器的型号为AD524C。
可选的，所述MCU控制电路包括ADC模块和通讯模块，通过所述ADC模块与所述信号放大电路连接，通过所述通讯模块与实装自动化测试机连接。
可选的，所述实装自动化测试机的型号为HT-3000系列，通过通讯模块与所述MCU控制电路实现通讯。
本发明还提供了一种基于应用于实装自动化测试机的压力校准电路的方法，包括：
步骤一：把应变片贴在实装自动化测试机中定位实装板的定位板下；
步骤二：校准惠斯通电桥和应变片；
步骤三：实装自动化测试机输入测试下压力，测试头下压插座压紧测试芯片；
步骤四：信号放大电路放大惠斯通电桥和应变片形变产生的电压；
步骤五：MCU控制电路根据实际测到的压力值开始校准实装自动化测试机输入测试下压力，并最终使得实际测到的压力值达到测试插座能承受的压力值。
在本发明提供的应用于实装自动化测试机的压力校准电路及方法中，包括应变片传感器、惠斯通电桥、信号放大电路、MCU控制电路；所述应变片传感器包括绝缘薄底板和镶嵌在其表面的金属箔，将压力转成阻抗物理量；所述惠斯通电桥将阻抗物理量转换成电信号；所述信号放大电路放大电信号，并输送至MCU控制电路；所述MCU控制电路将放大后的电信号转换成实际测试压力值，和从实装自动化测试机中读到的测试压力值进行比较。本发明通过使用应变片和结合惠斯通电桥电路将测试头下压导致的应变片产生的微弱电信号放大并处理得到实际的下压力，再将实际的下压力与上位机输入的下压力对比，从而调整输入的下压力参数，使得输入的下压力和实际的下压力保持一致；避免了因实装测试设备输入下压力无法校准的问题，也避免了因下压力不准确带来的测试不良率高的问题。
附图说明
图1是本发明提供的应用于实装自动化测试机的压力校准电路原理示意图；
图2是惠斯通电桥与应变片电路结构示意图；
图3是信号放大电路结构示意图；
图4是MCU控制电路结构示意图；
图5是MCU控制电路与实装自动化测试机通讯框图；
图6是实装自动化测试机下压插座测试图；
图7是MCU控制模块内部校准流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种应用于实装自动化测试机的压力校准电路及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本发明提供了一种应用于实装自动化测试机的压力校准电路，其结构如图1所示，包括应变片传感器、惠斯通电桥、信号放大电路、MCU控制电路；实装自动化测试机与应变片传感器相连，应变片传感器与惠斯通电桥相连，惠斯通电桥与信号放大电路相连，信号放大电路与MCU控制电路，MCU控制电路与实装自动化测试机相连。
所述应变片传感器包括一个由绝缘薄底板和镶嵌在其表面的金属箔共同构成的应变片，当有压力施加到应变片上时，会导致应变片发生形变，应变片上金属箔横截面会发生变化从而导致输出端阻抗也发生变化，产生形变物理量。
所述惠斯通电桥是把应变片的阻抗变化转换为电信号，如图2所示。惠斯通电桥与应变片输出的电压如下式所示，输出的ΔV就是实际测到的下压力转换来的电信号，
如图2所示的电路是由三个精确电阻R1/R2/R3和应变片R4组成，四个电阻值相等，即R1＝R2＝R3＝R4；V+和V-分别是两边的电压采集点。正常情况应变片R4没承受压力时，采集到的电压V+和V-的电压差值为0，如上面公式所示ΔV的电压应该为0；若应变片R4承受到压力，其阻值就会有变化，从而V+和V-的差值ΔV也就会发生变化，ΔV变化的电压值就是实际测到的压力值；差值经过后面的电路放大后就会得到放大后的电压值，也就可以换算成实际的压力值。
所述信号放大电路放大电信号，并输送至MCU控制电路。所述信号放大电路如图3所示，主要由差分放大器组成，差分放大器(型号：AD524C)主要从惠斯通电桥和应变片输出的mV级别的电信号放大到V级电信号给MCU控制电路，放大的倍数由差分放大器的增益电阻控制，可以根据设计需要调节输出电压增益。
所述MCU控制电路将放大后的电信号转换成实际测试压力值，和从实装自动化测试机中读到的测试压力值进行比较。MCU控制模块如图4所示，包括ADC模块和通讯模块，通过所述ADC模块与所述信号放大电路连接，通过所述通讯模块与实装自动化测试机连接。
所述实装自动化测试机如图5所示，适用在鸿劲HT-3000系列测试机，实装自动化测试机通过通讯模块与MCU控制电路通讯。
所述实装自动化测试机下压插座测试如图6所示，插座安装在实装板测试，实装板通过定位孔安装在实装自动化测试机的定位板上，应变片传感器安装在定位板背面，用于检测实装自动化测试头下压时定位板的形变量。
实施例二
本发明还提供了一种应用于实装自动化测试机的压力校准方法，其流程如图7所示，包括：
步骤一：把应变片贴在实装自动化测试机中定位实装板的定位板下；
步骤二：校准惠斯通电桥和应变片；
步骤三：实装自动化测试机输入测试下压力，测试头下压插座压紧测试芯片；
步骤四：信号放大电路放大惠斯通电桥和应变片形变产生的电压；
步骤五：MCU控制电路根据实际测到的压力值开始校准实装自动化测试机输入测试下压力，并最终使得实际测到的压力值达到测试插座能承受的压力值。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。
Claims (7)
1.一种应用于实装自动化测试机的压力校准电路，其特征在于，包括应变片传感器、惠斯通电桥、信号放大电路、MCU控制电路；
所述应变片传感器包括绝缘薄底板和镶嵌在其表面的金属箔，将压力转成阻抗物理量；
所述惠斯通电桥将阻抗物理量转换成电信号；
所述信号放大电路放大电信号，并输送至MCU控制电路；
所述MCU控制电路将放大后的电信号转换成实际测试压力值，和从实装自动化测试机中读到的测试压力值进行比较。
2.如权利要求1所述的应用于实装自动化测试机的压力校准电路，其特征在于，所述惠斯通电桥包括阻值相等的电阻R1、R2、R3和R4；电阻R1和电阻R2共同接电源电压VCC，电阻R4和电阻R3共同接地，所述电阻R4为应变片。
3.如权利要求1所述的应用于实装自动化测试机的压力校准电路，其特征在于，所述信号放大电路包括差分放大器，放大倍数由所述差分放大器的增益电阻控制，能够根据设计需要调节输出电压增益。
4.如权利要求3所述的应用于实装自动化测试机的压力校准电路，其特征在于，所述差分放大器的型号为AD524C。
5.如权利要求1所述的应用于实装自动化测试机的压力校准电路，其特征在于，所述MCU控制电路包括ADC模块和通讯模块，通过所述ADC模块与所述信号放大电路连接，通过所述通讯模块与实装自动化测试机连接。
6.如权利要求1所述的应用于实装自动化测试机的压力校准电路，其特征在于，所述实装自动化测试机的型号为HT-3000系列，通过通讯模块与所述MCU控制电路实现通讯。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述应用于实装自动化测试机的压力校准电路的方法，其特征在于，包括：
步骤一：把应变片贴在实装自动化测试机中定位实装板的定位板下；
步骤二：校准惠斯通电桥和应变片；
步骤三：实装自动化测试机输入测试下压力，测试头下压插座压紧测试芯片；
步骤四：信号放大电路放大惠斯通电桥和应变片形变产生的电压；
步骤五：MCU控制电路根据实际测到的压力值开始校准实装自动化测试机输入测试下压力，并最终使得实际测到的压力值达到测试插座能承受的压力值。
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