CN113847973B - 一种水表工作电流测试工装及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明适用于水表检测技术领域，提供了一种水表工作电流测试工装及测试方法，工装包括工装本体，所述工装本体上设置有N个待测主板安装位，所述工装本体内对应每个待测主板安装位均设置有一组测试电路主板，所述测试电路主板设置有单片机、供电模块和测试控制模块，所述测试控制模块设置有检测工装接口，所述检测工装接口的针脚延伸至所述待测主板安装位的待测水表主板接口，用于连接待测水表主板。通过硬件电路的设计，使测试工装的单片机能够实现多种控制方式，包括识别是否接入了水表主板、切换水表主板到工作状态或睡眠状态，从而以简单程序实现单个周期的唤醒电流和睡眠电流的测试，全程自动测试，无需人工操作，提高了测试效率。

Description

一种水表工作电流测试工装及测试方法

技术领域

本发明属于水表检测技术领域，具体涉及一种水表工作电流测试工装及测试方法。

背景技术

水表主板通常在读取表数和上传数据时工作，而水表主板的工作电流稳定是保证抄表正常执行的基础，只有工作电流稳定才能顺利获取表数并传输。水表主板在抄表时会有唤醒工作和睡眠待机两种状态，而为了防止错漏数据，往往会多次唤醒来保证获取到至少一次表数，因此，会出现主板反复三次唤醒和睡眠的工作周期。

现有的测试手段都是完整测试三个工作周期的唤醒电流和睡眠电流来分析水表主板是否合格，但在生产加工时，水表主板的测试工作实际并不需要对所有工作周期都进行测试，这样会降低测试效率。而测试工装在不能改变水表主板的工作模式的情况下，难以通过测试程序来实现单个周期的工作电流测试。

因此，缺少一种能够更高效测试水表主板工作电流的手段。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种水表工作电流测试工装及测试方法，通过硬件电路的设计，使测试工装的单片机能够实现多种控制方式，包括识别是否接入了水表主板、切换水表主板的工作周期，从而以简单程序实现单个周期的唤醒电流和睡眠电流的测试，全程自动测试，无需人工操作，提高了测试效率。

本发明实施例的第一方面提供了一种水表工作电流测试工装，包括工装本体，所述工装本体上设置有N个待测主板安装位，所述工装本体内对应每个待测主板安装位均设置有一组测试电路主板，所述测试电路主板设置有单片机、供电模块和测试控制模块，所述测试控制模块设置有检测工装接口，所述检测工装接口的针脚延伸至所述待测主板安装位的待测水表主板接口，用于连接待测水表主板；

所述检测工装接口的正极连接有测试电源，负极连接有所述单片机的采集端，所述负极还串接第五电阻后接地，所述负极还串接第五电容后接地；

所述测试控制模块还包括第一三极管，所述第一三极管的集电极串接第六电阻后连接所述检测工装接口的负极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极串接第七电阻后连接所述单片机的测试控制端；

所述第五电阻的阻值远大于所述第六电阻的阻值。

通过上述设计，一个工装可以同时测试多个水表主板，且每个水表主板的测试由各自的测试电路主板实现，相互独立不受影响，操作人员只需要把N个水表主板放入待测主板安装位，即可等待测试结果显示，大大节省了操作工序，提高了测试效率。

而测试电路主板的设计，在检测工装接口没有连接水表主板时，单片机的采集端为断路，其采集到的信号值等于或接近零值，可以以此判断是否接入待测水表主板；接入水表主板后，又能通过第一三极管来切换主板工作状态，具体为：

当单片机的测试控制端为低电平时，第一三极管为断开状态，此时只有第五电阻与水表主板串联，又因为第五电阻的阻值很大(第五电阻最优选为10k欧，远大与水表主板的内阻，第六电阻最优选为10欧)，使得第五电阻分压更多，从而使水表主板的电压不足以正常工作，可视为停机状态；

当测试控制端输出高电平时，第一三极管的集电极与发射极导通，使第六电阻接入电路与第五电阻并联，二者并联后总的并联阻值降低到更接近第六电阻的阻值(如10k欧电阻与10欧电阻并联后的并联阻值为9.99欧)，此时，并联阻值的分压较小，水表主板可以正常工作。

因此，可以通过单片机的采集端的信号值来判断是否接入有待测水表主板，以及正常采集水表主板的工作电流，还可以通过测试控制端来控制水表主板进入正常工作状态还是停机状态，从而在测试完一个周期后令水表主板停止工作，通过简单的硬件电路设计大大节省了测试时间，提高了测试效率。

更进一步的，所述待测主板安装位的顶部设置有主板固定件，所述主板固定件的一侧铰接安装在所述待测主板安装位上，另一侧为活动侧，用于盖合于所述待测主板安装位。

通过盖合主板固定件来实现水表主板的安装固定，同时作为测试电路的启动控制，无需操作人员进行启动的操作，实现全程自动化测试的效果。

同时，主板固定件上还可以设置观察窗口，对应水表主板上会有工作显示的区域，方便操作人员查看水表主板的工作情况。

更进一步的，所述单片机的启动检测端连接有干簧管的一端，所述干簧管的另一端串接第八电阻后连接所述供电模块的输入电源，所述单片机的启动检测端还串接第十一电阻后接地；

所述干簧管的簧片设置在所述待测主板安装位上对应主板固定件活动侧的区域。

通过上述设计，当水表主板安装到待测主板安装位盖合主板固定件时，干簧管的簧片被触动，令干簧管接通电路，单片机的启动检测端得电，单片机上电工作，水表主板取出时自动断电，使整个测试过程实现程序自动执行，无需人工干预。

更进一步的，所述单片机设置有睡眠电流档位输入组和唤醒电流档位输入组；

所述工装本体上设置有睡眠电流档位旋钮和唤醒电流档位旋钮，所述睡眠电流档位旋钮分别连接N组测试电路主板的睡眠电流档位输入组，所述唤醒电流档位旋钮分别连接N组测试电路主板的唤醒电流档位输入组。

可以通过操作人员预先选取待测水表主板的测试档位，程序就能根据设定的不同档位测试值区间来判断待测水表主板的唤醒电流和睡眠电流是否在合格区间，适应更多型号的水表主板。

更进一步的，所述单片机的第一测试结果信号端连接有第一发光二极管，所述单片机的第二测试结果信号端连接有第二发光二极管，所述单片机的工作指示信号端连接有第三发光二极管；

所述工装本体上对应每个待测主板安装位设置有一组指示灯，其中，第一指示灯对应所述第一发光二极管和第二发光二极管，第二指示灯对应所述第三发光二极管。

单片机得电后第三发光二极管即可亮起，可以将第一发光二极管和第二发光二极管设定为不同颜色的指示灯，当测试结果为合格时，第一指示灯发出第一发光二极管亮起的颜色，不合格时，第一指示灯发出第二发光二极管亮起的颜色，方便操作人员查看测试情况。

更进一步的，所述供电模块包括测试电源供电单元，所述测试电源供电单元的开关脚串接第九电阻后连接所述单片机的测试电源控制端，所述测试电源供电单元的输出脚串接第一电感后作为测试电源。

可以通过单片机来启动测试控制模块的供电侧，只当测试电源控制端给出开启信号(低电平信号)时，测试电源才得电，便于程序逻辑来控制测试工作的启停。

本发明实施例的第二方面提供了一种水表工作电流测试方法，包括：

调节睡眠电流档位旋钮和唤醒电流档位旋钮，确定测试档位；

将待测水表主板放置于待测主板安装位，盖合主板固定件，令测试电路主板执行测试步骤，直到指示灯显示测试结果，完成测试。

操作人员只需先确定水表主板的测试档位，然后安装好水表主板，工装就能自动进入测试工作，操作人员静待测试结果后，根据测试结果执行后续工作即可，全流程减少了人工操作步骤，提高了测试效率。

更进一步的，所述测试步骤包括：

获取睡眠电流档位信号和唤醒电流档位信号；

获取启动信号；

启动供电模块为检测工装接口上电，并控制单片机的测试控制端输出高电平，以使检测工装接口的正负极电势差足以供应待测水表主板工作；

检测所述检测工装接口是否接入待测水表主板，若未接入待测水表主板，则执行测试错误步骤，若接入了待测水表主板，则进入下一步；

当所述待测水表主板上电复位后，获取所述待测水表主板的唤醒状态工作信号和睡眠状态工作信号；

待所述待测水表主板完成一个周期的唤醒和睡眠后，控制所述测试控制端输出低电平，以使所述待测水表主板停止运行；

分别根据所述唤醒状态工作信号和睡眠状态工作信号判断唤醒电流和睡眠电流是否处于额定区间，若唤醒电流和睡眠电流均处于额定区间，则执行测试正常步骤，否则执行测试错误步骤。

通过上述设计，可以在安装好水表主板后自动运行测试程序，全程无需人工干预，直到完成测试，其中控制测试控制端输出低电平可根据预设时间来执行，其余步骤均由上述电路设计以及上述测试方法自动实现，提高测试效率的同时减少人工操作。

最优选是在安装待测水表主板前由操作人员手动选取测试档位，当待测水表主板安装后单片机自动获取到档位的信息，自动执行测试步骤。

更进一步的，所述检测所述检测工装接口是否接入待测水表主板的步骤包括：

获取所述单片机的采集端的电压值；

若所述电压值等于或接近零值，则所述检测工装接口未接入待测水表主板，否则所述检测工装接口接入了待测水表主板。

通过硬件电路和程序执行快速判断是否接入了水表主板。

更进一步的，所述执行测试错误步骤包括：

关闭所述单片机的采集端，停止所述供电模块为检测工装接口上电，控制单片机的测试控制端输出高电平；

控制连接所述单片机的工作指示信号端的第三发光二极管亮起，控制连接所述单片机的第二测试结果信号端的第二发光二极管亮起；

所述执行测试正常步骤包括：

关闭所述单片机的采集端，停止所述供电模块为检测工装接口上电，控制单片机的测试控制端输出高电平；

控制连接所述单片机的工作指示信号端的第三发光二极管亮起，控制连接所述单片机的第一测试结果信号端的第一发光二极管亮起。

最优选的，可以将第三发光二极管设置为黄色灯，第一发光二极管设置为绿色，第二发光二极管设置为红色，便于操作人员识别测试结果。

优选的，所述唤醒电流的计算步骤可以包括：

获取所述单片机的采集端在待测水表主板唤醒状态下的第一电压值(即唤醒状态工作信号)；

将所述第一电压值除以并联的第五电阻和第六电阻的并联阻值，得到所述唤醒电流；

所述睡眠电流的计算步骤包括：

获取所述单片机的采集端在待测水表主板睡眠状态下的第二电压值(即睡眠状态工作信号)；

将所述第二电压值除以并联的第五电阻和第六电阻的并联阻值，得到所述睡眠电流。

通过简单的计算就能将采集的电压值换算成电流值，从而快速判断工作电流是否正常，测试水表主板是否合格。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果至少在于：

本发明实施例可以同时测试多个水表主板，且每个水表主板的测试相互独立；测试电路通过单片机的采集端的信号值来判断是否接入有待测水表主板，以及正常采集水表主板的工作电流，还可以通过测试控制端来控制水表主板进入正常工作状态还是停机状态，从而在测试完一个周期后令水表主板停止工作，通过简单的硬件电路设计大大节省了测试时间；在安装好水表主板后自动运行测试程序，无需人工干预，直到完成测试，全流程减少了人工操作步骤，提高了测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的水表工作电流测试工装的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的水表工作电流测试工装中隐藏顶板后的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的水表工作电流测试工装中待测主板安装位的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的水表工作电流测试工装中测试电路主板电路的单片机部分示意图；

图5是本发明实施例提供的水表工作电流测试工装中测试电路主板电路的测试控制模块部分示意图；

图6是本发明实施例提供的水表工作电流测试工装中测试电路主板电路的供电模块部分示意图；

图7是本发明实施例提供的水表工作电流测试工装中测试电路主板电路的档位输入和指示灯部分示意图；

图8是本发明实施例提供的水表工作电流测试方法的流程示意图；

图9是本发明实施例提供的水表工作电流测试方法中测试步骤的流程示意图。

附图标记：工装本体100，顶板101，安装板102，睡眠电流档位旋钮103，唤醒电流档位旋钮104，第一指示灯105，第二指示灯106，提手107，待测主板安装位200，簧片201，主板固定件210，观察窗口211，测试电路主板300，针脚301。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例采用了如下技术方案：

参见图1，本实施例提供了一种水表工作电流测试工装，包括工装本体100，工装本体100的顶板101上固定有安装板102，安装板102上固定有5个待测主板安装位200，待测主板安装位200的顶部设置有主板固定件210，主板固定件210的一侧铰接安装在待测主板安装位200上，另一侧为活动侧。

如图2所示，工装本体100内对应每个待测主板安装位200均设置有一组测试电路主板300，测试电路主板300的电路可参见图4和5，包括单片机U1、供电模块和测试控制模块，测试控制模块设置有检测工装接口test1 borad，检测工装接口test1 borad的针脚301延伸至待测主板安装位200的待测水表主板接口区域，用于连接待测水表主板，参见图3的右侧部分。

检测工装接口test1 borad的正极连接有测试电源Test Power+3.3V，负极连接有单片机的采集端PC4，负极还串接第五电阻R5后接地，第五电阻R5优选阻值为10k欧，负极还串接第五电容C5后接地；

测试控制模块还包括第一三极管Q1，第一三极管Q1的集电极串接第六电阻R6后连接检测工装接口test1 borad的负极，第六电阻R6优选阻值为10欧，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的基极串接第七电阻R7后连接单片机U1的测试控制端PB13。

参见图6，供电模块包括测试电源供电单元U2，测试电源供电单元U2的开关脚串接第九电阻R9后连接单片机U1的测试电源控制端PB12，测试电源供电单元U2的输出脚串接第一电感L1后作为测试电源Test Power+3.3V，测试电源供电单元U2的输入脚连接输入电源+12V。

供电模块还包括MCU供电单元U3，其输入端连接输入电源+12V，输出端连接单片机U1的电源脚VDD。

单片机U1的启动检测端PA2连接有干簧管SW2的一端，干簧管SW2的另一端串接第八电阻R8后连接供电模块的输入电源+12V，单片机U1的启动检测端PA2还串接第十一电阻R11后接地；

本实施例在测试工装中，干簧管SW2的簧片201设置在待测主板安装位200上对应主板固定件210活动侧的区域，当主板固定件210盖合时，簧片201被触发，干簧管SW2导通。

参见图7，单片机U1设置有睡眠电流档位输入组SW1和唤醒电流档位输入组SW3。工装本体100的顶板101上设置有睡眠电流档位旋钮103和唤醒电流档位旋钮104，睡眠电流档位旋钮103分别连接5组测试电路主板300的睡眠电流档位输入组SW1，唤醒电流档位旋钮104分别连接5组测试电路主板300的唤醒电流档位输入组SW3。

单片机U1的工作指示信号端LED-Y连接有第三发光二极管LED3，单片机U1的第一测试结果信号端LED-G连接有第一发光二极管LED1，单片机U1的第二测试结果信号端LED-R连接有第二发光二极管LED2。工装本体100的顶板101上对应每个待测主板安装位200设置有一组指示灯，其中，每组指示灯的第一指示灯105对应第一发光二极管LED1和第二发光二极管LED2，每组指示灯的第二指示灯106对应第三发光二极管LED3。

本实施例中优选在工装本体100的的侧面设置了便于拿取的提手107，主板固定件210上还设置有观察窗口211，对应水表主板的工作显示区域。

参见图8，本实施例的测试方法包括：

步骤A：调节睡眠电流档位旋钮103和唤醒电流档位旋钮104，确定测试档位；

步骤B：将待测水表主板放置于待测主板安装位200，盖合主板固定件210，令测试电路主板300执行测试步骤S，直到指示灯显示测试结果，完成测试。

其中，测试步骤S参见图9，优选包括：

步骤S0：单片机U1得电后获取睡眠电流档位信号和唤醒电流档位信号；

步骤S1：获取启动信号；

具体体现在待测水表主板安装到待测主板安装位200时，簧片201被触发，干簧管SW2导通，PA2得电为高电平，单片机U1即得到启动信号。

步骤S2：启动供电模块为检测工装接口test1 borad上电，并控制单片机U1的测试控制端PB13输出高电平；

具体体现在PB12输出低电平，则Test Power+3.3V得电，检测工装接口test1borad对应上电，PB13输出高电平后水表主板即可正常工作。

步骤S3：检测检测工装接口test1 borad是否接入待测水表主板，若未接入待测水表主板，则执行测试错误步骤S01，若接入了待测水表主板，则进入步骤S4；

检测检测工装接口test1 borad是否接入待测水表主板具体包括：

获取单片机U1的采集端PC4的电压值；

若电压值等于或接近零值，则检测工装接口test1 borad未接入待测水表主板，否则检测工装接口test1 borad接入了待测水表主板。

步骤S4：当待测水表主板上电复位后，获取待测水表主板的唤醒状态工作信号和睡眠状态工作信号；

本实施例还可以在待测水表主板一段时间仍未成功上电复位时，执行测试错误步骤S01。

步骤S5：待待测水表主板完成一个周期的唤醒和睡眠后，控制测试控制端PB13输出低电平，以使待测水表主板停止运行；

在这个周期内，水表主板按照自身运行模式依次完成唤醒和睡眠，这个周期一般在30-40秒，其中，上电复位5秒左右，唤醒时间25秒左右，睡眠时间5秒左右。可以此来设定PB13高电平的时间，例如到达40秒时，PB13输出低电平，从而切断待测水表主板运行，减少测试时间。

步骤S6：分别根据采集端PC4在待测水表主板唤醒状态下的第一电压值和待测水表主板睡眠状态下的第二电压值判断唤醒电流和睡眠电流是否处于额定区间，若唤醒电流和睡眠电流均处于额定区间，则执行测试正常步骤S02，否则执行测试错误步骤S01；

唤醒电流的计算步骤包括：

获取采集端PC4在待测水表主板唤醒状态下的第一电压值；

将该第一电压值除以并联的第五电阻R5和第六电阻R6的并联阻值R5·R6/(R5+R6)，得到唤醒电流；

睡眠电流的计算步骤包括：

获取采集端PC4在待测水表主板睡眠状态下的第二电压值；

将该第二电压值除以并联的第五电阻R5和第六电阻R6的并联阻值R5·R6/(R5+R6)，得到睡眠电流。

其中，执行测试错误步骤S01包括：

关闭单片机U1的采集端PC4，停止供电模块为检测工装接口test1 borad上电(PB12输出高电平)，控制单片机U1的测试控制端PB13输出高电平；

控制连接单片机U1的工作指示信号端LED-Y的第三发光二极管LED3亮起，控制连接单片机U1的第二测试结果信号端LED-R的第二发光二极管LED2亮起；

执行测试正常步骤S02包括：

关闭单片机U1的采集端PC4，停止供电模块为检测工装接口test1 borad上电(PB12输出高电平)，控制单片机U1的测试控制端PB13输出高电平；

控制连接单片机U1的工作指示信号端LED-Y的第三发光二极管LED3亮起，控制连接单片机U1的第一测试结果信号端LED-G的第一发光二极管LED1亮起。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水表工作电流测试工装，包括工装本体，其特征在于，所述工装本体上设置有N个待测主板安装位，所述工装本体内对应每个待测主板安装位均设置有一组测试电路主板，所述测试电路主板设置有单片机、供电模块和测试控制模块，所述测试控制模块设置有检测工装接口，所述检测工装接口的针脚延伸至所述待测主板安装位的待测水表主板接口，用于连接待测水表主板；

所述检测工装接口的正极连接有测试电源，负极连接有所述单片机的采集端，所述负极还串接第五电阻后接地，所述负极还串接第五电容后接地；

所述测试控制模块还包括第一三极管，所述第一三极管的集电极串接第六电阻后连接所述检测工装接口的负极，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的基极串接第七电阻后连接所述单片机的测试控制端；

所述第五电阻的阻值远大于所述第六电阻的阻值。

2.根据权利要求1所述的一种水表工作电流测试工装，其特征在于，所述待测主板安装位的顶部设置有主板固定件，所述主板固定件的一侧铰接安装在所述待测主板安装位上，另一侧为活动侧，用于盖合于所述待测主板安装位。

3.根据权利要求2所述的一种水表工作电流测试工装，其特征在于，所述单片机的启动检测端连接有干簧管的一端，所述干簧管的另一端串接第八电阻后连接所述供电模块的输入电源，所述单片机的启动检测端还串接第十一电阻后接地；

所述干簧管的簧片设置在所述待测主板安装位上对应主板固定件活动侧的区域。

4.根据权利要求1所述的一种水表工作电流测试工装，其特征在于，所述单片机设置有睡眠电流档位输入组和唤醒电流档位输入组；

所述工装本体上设置有睡眠电流档位旋钮和唤醒电流档位旋钮，所述睡眠电流档位旋钮分别连接N组测试电路主板的睡眠电流档位输入组，所述唤醒电流档位旋钮分别连接N组测试电路主板的唤醒电流档位输入组。

5.根据权利要求1所述的一种水表工作电流测试工装，其特征在于，所述单片机的第一测试结果信号端连接有第一发光二极管，所述单片机的第二测试结果信号端连接有第二发光二极管，所述单片机的工作指示信号端连接有第三发光二极管；

所述工装本体上对应每个待测主板安装位设置有一组指示灯，其中，第一指示灯对应所述第一发光二极管和第二发光二极管，第二指示灯对应所述第三发光二极管。

6.根据权利要求1所述的一种水表工作电流测试工装，其特征在于，所述供电模块包括测试电源供电单元，所述测试电源供电单元的开关脚串接第九电阻后连接所述单片机的测试电源控制端，所述测试电源供电单元的输出脚串接第一电感后作为测试电源。