CN114167261A - 军用装备电路板及模块检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种军用装备电路板及模块检测系统，其解决了现有军用装备中电路板及模块采用采用样机方式进行检测成本极高、场地占用及配套资源方面的需求极大，操作复杂度高，对操作人员专业知识的依赖性强，检测的时效性较低，功能检测的完整性无法保证的技术问题，其包括检测主机和适配模块，检测主机包括箱体，箱体内连接有主控模块、仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块、弹簧针型接口模块，弹簧针型接口模块包括接口连接器、防护板、电路板、针脚座和弹簧针阵列。本发明适用于电路板、模块以及小型装备的功能检测。

Description

军用装备电路板及模块检测系统

技术领域

本发明涉及电路板检测技术领域，具体而言，涉及一种军用装备电路板及模块检测系统。

背景技术

电路板是现代装备及设备的核心部件，其性能直接决定了装备及设备是否能够正常运行。军用装备在环境适应性及可靠性等方面要求严格，其电路板部件为了增强这些方面的适应能力，绝大多数在生产过程中进行三防处理，即表面涂装防护漆。而极少数不做三防处理的电路板，通常安装在密封壳体内，与其他组件一起作为功能模块安装至成套装备。

经过三防处理的电路板，如不破坏防护漆，则无法直接对电路板进行检测。而模块化安装的电路板，因其与其他组件的关联性以及安装的紧密程度，直接进行板级检测难度较大，并且电路板的拆装亦存在造成组件损伤的可能性。

军用装备在日常维护及故障维修方面具有较高要求，因此保障部门常备数量较多的电路板及模块备件，使用单位的维护及维修工作主要使用领取的战储备件进行。为了最大程度保障装备的正常运行，备件电路板及备件模块的完好性尤为重要。目前针对装备备件的检测大多采用样机方式进行，即构建与实装一致的样机来模拟装备的运行环境，通过更换样机对应的电路板或模块进行备件检测。此方式成本极高、场地占用及配套资源方面的需求极大，而且样机操作的复杂度高，对操作人员专业知识的依赖性强，检测的时效性较低。某些类型的装备样机受模拟运行环境的制约，其备件功能检测的完整性无法保证。此外装备的某些故障状态，仅替换单一电路板或模块，无法快速帮助维修人员定位多因素引起的联发性故障。

尤为重要的是军用装备的型号较多且不断的更新及扩展，综上所述样机检测方式已经不适应部队的保障需求。

发明内容

本发明为了解决现有军用装备中电路板及模块采用样机方式进行检测成本极高、场地占用及配套资源方面的需求极大，操作复杂度高，对操作人员专业知识的依赖性强，检测的时效性较低，功能检测的完整性无法保证的技术问题，提供一种成本低、便携性好，操作简单的军用装备电路板及模块检测系统。

本发明提供一种军用装备电路板及模块检测系统，包括检测主机和适配模块，检测主机包括箱体，箱体内连接有主控模块、仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块、接口模块；

接口模块为弹簧针型接口模块，弹簧针型接口模块包括接口连接器、防护板、电路板、针脚座和弹簧针阵列，多个针脚座与电路板焊接，弹簧针阵列与电路板连接，弹簧针阵列由多个弹簧针组成，弹簧针设有外套管、活动探头和内弹簧，外套管焊接在电路板上，外套管通过电路板上的线路与针脚座电气连接，防护板位于接口连接器电路板之间，防护板上连接有多个导向管，接口连接器设有pin针，接口连接器的pin针穿过导向管后顶压弹簧针的活动探头；电路板和防护板固定连接在检测主机的箱体内，箱体的侧面开口由于装配接口连接器；接口连接器与检测主机的箱体的侧面可拆卸的连接；仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块分别与针脚座连接；

适配模块包括接口、母板接口型电路板适配模块接口和电路板，适配模块的接口与电路板的端部连接，母板接口型电路板适配模块接口与电路板的顶面连接，母板接口型电路板适配模块接口通过电路板上的线路与接口电气连接，适配模块的接口和检测主机中弹簧针型接口模块的接口连接器连接匹配。

优选地，军用装备电路板及模块检测系统还包括导向支架，导向支架与检测主机的箱体的侧面连接。

本发明还提供一种军用装备电路板及模块检测系统，包括检测主机和适配模块，检测主机包括箱体，箱体内连接有主控模块、仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块、接口模块；

接口模块为弹簧针型接口模块，弹簧针型接口模块包括接口连接器、防护板、电路板、针脚座和弹簧针阵列，多个针脚座与电路板焊接，弹簧针阵列与电路板连接，弹簧针阵列由多个弹簧针组成，弹簧针设有外套管、活动探头和内弹簧，外套管焊接在电路板上，外套管通过电路板上的线路与针脚座电气连接，防护板位于接口连接器电路板之间，防护板上连接有多个导向管，接口连接器设有pin针，接口连接器的pin针穿过导向管后顶压弹簧针的活动探头；电路板和防护板固定连接在检测主机的箱体内，箱体的侧面开口由于装配接口连接器；接口连接器与检测主机的箱体的侧面可拆卸的连接；仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块分别与针脚座连接；

适配模块包括接口、电缆接口型电路板适配模块接口、电路板，适配模块的接口与电路板的端部连接，电缆接口型电路板适配模块接口与电路板的顶面连接，电缆接口型电路板适配模块接口通过电路板上的线路与接口电气连接；适配模块的接口与检测主机中弹簧针型接口模块的接口连接器连接匹配。

优选地，军用装备电路板及模块检测系统还包括导向支架，导向支架与检测主机的箱体的侧面连接。

本发明的有益效果是，统主要基于电路板及模块的连接器接口进行检测，具有以下特点：(1)通用型设计，扩展性强；(2)小型化、便携式，现场适应性强，为实装装备的现场维修提供技术支持；(3)检测过程自动化，性能指标自动判定；(4)故障定位快速准确，图表化指示；(5)工作过程无需外部设备支持；(6)图表化编程，无需具备专业编程能力；(7)检测接口连接器可快速更换；(7)成本低。

本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是军用装备电路板及模块检测系统的结构示意图；

图2是系统的检测原理框图；

图3是检测主机中接口模块的结构示意图；

图4是检测主机中接口模块的分解图；

图5是接口模块的接口连接器与弹簧针连接示意图；

图6是适配模块的一种具体结构的主视图；

图7是图6所示结构的俯视图；

图8是适配模块的一种具体结构的主视图；

图9是图8所示结构的俯视图；

图10是模块检测的工作过程连接示意图；

图11是被测电路板或模块运行状态图；

图12是检测过程运动状态图；

图13是检测系统的工作流程图。

图中符号说明：

1.检测主机，2.适配模块，3.导向支架，4.防护板，5.电路板，6.针脚座，7.pin针，8.外套管，9.活动探头，10.内弹簧，11.接口连接器，12.弹簧针阵列，13.螺丝；14.接口，15.母板接口型电路板适配模块接口，16.电路板，17.接口，18.电缆接口型电路板适配模块接口，19.电路板。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如附图1所示，检测主机1包括箱体，箱体内集成主控系统及检测所需的测控及仿真组件。

适配模块2为被测电路板及模块提供相应的电气接口，并对各种输入及输出信号进行预处理。

导向支架3用于适配模块与检测主机连接的辅助导向定位。

如图2所示，检测主机1的箱体安装了主控模块、仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块、接口模块。

主控模块用于控制各组成部件，执行检验测试任务。

测控模块提供数字量输入输出、模拟量输入输出、CAN BUS通信、RS422通信等标准信号的输出和检测；部分数字量通道可配置为I²C、SPI、PWM、方波等接口模式以执行相应接口的逻辑分析或输出驱动；部分模拟量通道可配置为信号发生器或示波器接口为被测电路板提供连续波形信号或检测其波形信号。

仿真模块是可编程功能扩展模块，为被测电路板提供专用设备信号。

自检模块为系统的组成部件提供自检功能。

接口模块用于连接多种适配模块2，接口模块为弹簧针型接口模块，在执行检测任务时，本体不会因多次拔插而造成接触不良或损坏，不会引发信号缺失或信号失真的问题，也提高了弹簧针型接口模块的使用寿命。弹簧针型接口模块既能保证检测接口的可靠性，又能大幅度提高连接器更换的便捷性。如图3-5所示，弹簧针型接口模块包括接口连接器11、防护板4、电路板5、针脚座6和弹簧针阵列12，多个针脚座6与电路板5焊接，弹簧针阵列12与电路板5连接，弹簧针阵列由多个弹簧针组成，弹簧针设有外套管8、活动探头9、内弹簧10，外套管8焊接在电路板5上(外套管8通过电路板5上的线路与针脚座6电气连接)，防护板4位于接口连接器11电路板5之间，防护板4上连接有多个导向管4-1(防止因接口连接器11的pin针倾斜插入导致弹簧针变形损伤)，接口连接器11是标准器件，接口连接器11设有pin针7，接口连接器11的pin针7穿过导向管4-1后顶压弹簧针的活动探头9。接口连接器11的一个pin针对应一个弹簧针。

电路板5和防护板4固定安装在检测主机1的箱体内，箱体的侧面开口方便装配接口连接器11。用螺丝13将接口连接器11固定安装在检测主机1的箱体上，当接口连接器11出现问题时，无需进行焊接作业以更换连接器。仅需要旋出紧固螺丝，即可拆除问题连接器；更换连接器后旋紧紧固螺丝，维修工作完成。

检测主机的仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块分别与相应的针脚座6连接。

适配模块2的主要功能是为检测主机与被测电路板或模块构建电气连接。不同型号的电路板或模块所使用的连接器存在多样性，检测系统可扩展具备不同类型连接器的适配模块，与使用相应类型连接器的被测电路板或模块进行电气连接。如图6和7所示，适配模块2包括接口14、母板接口型电路板适配模块接口15、电路板16，接口14与电路板16的端部连接，母板接口型电路板适配模块接口15与电路板16的顶面连接，母板接口型电路板适配模块接口15通过电路板16上的线路与接口14电气连接，接口14用于和检测主机中弹簧针型接口模块的接口连接器11连接匹配，母板接口型电路板适配模块接口15用于和被测电路板或模块连接。

如图6和7所示，适配模块2的另一种具体结构是，适配模块2包括接口17、电缆接口型电路板适配模块接口18、电路板19，接口17与电路板19的端部连接，电缆接口型电路板适配模块接口18与电路板19的顶面连接，电缆接口型电路板适配模块接口18通过电路板19上的线路与接口17电气连接。接口17用于和检测主机中弹簧针型接口模块的接口连接器11连接匹配，电缆接口型电路板适配模块接口18用于和被测电路板或模块连接。

参考图1，将导向支架3与检测主机1的箱体的侧面通过螺钉可拆解的连接在一起，导向支架3位于弹簧针型接口模块的接口连接器11的下方。安装适配模块2时，将电路板19平放在导向支架3上，操作人员用手推动电路板19进而使接口17与接口连接器11连接。然后，将被测电路板或模块与电缆接口型电路板适配模块接口18连接进行检测。同理，使用电路板16时，被测电路板或模块与母板接口型电路板适配模块接口15连接进行检测。检测过程的工作连接示意图见图10，电路板或模块的运行方式通常为接收外部输入信号，然后经过计算分析后依据预设逻辑执行相应的动作，即改变电路板或模块的输入信号，则可使电路板或模块运行于不同的工作状态，从而执行不同的动作，如图11所示。检测系统工作原理即模拟电路板或模块运行所需的各种外部输入信号，从而改变其运行状态，同时检测其在不同工作状态下执行动作的输出信号。通过判断不同条件下电路板或模块输出信号的正确性，以判定其完好性，见图12。模拟电路板或模块的外部输入信号和执行输出信号通常具有多样性及多信号组合的特点。

检测系统工作时通常需要输出一系列不同特性的模拟信号，并检测一系列不同特性的输出信号，检测系统的工作流程见图13。(1)预处理阶段，检测适配器具备自动识别码。当操作人员插入适配器后，系统自动检测其识别码，并载入此适配器所对应被测部件的检验程序。(2)检测阶段，检测流程通常由多个测试项(每个测试项包含多个测试单项，即测试程序条目)组成，每个测试项对应被测电路板或模块的一个工作状态。检测系统根据测试步骤的设定依次执行，具体测试单项如：

a.测试电源控制：欠压、正常、过压或特定电压供给。

b.外部模拟信号给定：依据被测电路板或模块在特定工作状态下运行所需的外部输入信号特征。检测系统为其提供数字量、模拟量、数据通信、数据总线及其他专用特定类型的信号。

c.执行输出信号检测：检测被测电路板或模块在不同运行状态下的执行输出信号。

d.单项判定：根据被测电路板或模块的输出信号和测试程序中预设的标准值(部分信号需配置阈值区间)自动判定测试条目是否正常。

(3)完成阶段

a.总体判定：系统扫描测试单项进行总体判定。

b.数据存储：被测电路板或模块的相关信息、检测操作信息(人员及时间等)记录、检验过程数据皆保存至系统数据库中。

c.检验图表：系统通过电子表格显示过程数据，并以警示色指示故障单项；通过图形(如电缆连接器或插座)指示故障信号位置。

本发明适用于电路板、模块以及小型装备的功能检测，例如：

(1)自动操舵仪，多型设备的电路板及模块；

(2)多普勒计程仪，主机及换能器；

(3)多普勒测深仪，主机及换能器；

(4)电磁式计程仪，主机。

以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种军用装备电路板及模块检测系统，其特征在于，包括检测主机和适配模块，所述检测主机包括箱体，所述箱体内连接有主控模块、仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块、接口模块；

所述接口模块为弹簧针型接口模块，弹簧针型接口模块包括接口连接器、防护板、电路板、针脚座和弹簧针阵列，多个针脚座与电路板焊接，弹簧针阵列与电路板连接，所述弹簧针阵列由多个弹簧针组成，所述弹簧针设有外套管、活动探头和内弹簧，所述外套管焊接在电路板上，外套管通过电路板上的线路与针脚座电气连接，所述防护板位于接口连接器电路板之间，所述防护板上连接有多个导向管，所述接口连接器设有pin针，接口连接器的pin针穿过导向管后顶压弹簧针的活动探头；所述电路板和防护板固定连接在检测主机的箱体内，所述箱体的侧面开口由于装配接口连接器；所述接口连接器与检测主机的箱体的侧面可拆卸的连接；所述仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块分别与针脚座连接；

所述适配模块包括接口、母板接口型电路板适配模块接口和电路板，适配模块的接口与电路板的端部连接，母板接口型电路板适配模块接口与电路板的顶面连接，母板接口型电路板适配模块接口通过电路板上的线路与接口电气连接，适配模块的接口和检测主机中弹簧针型接口模块的接口连接器连接匹配。

2.根据权利要求1所述的军用装备电路板及模块检测系统，其特征在于，所述军用装备电路板及模块检测系统还包括导向支架，所述导向支架与检测主机的箱体的侧面连接。

3.一种军用装备电路板及模块检测系统，其特征在于，包括检测主机和适配模块，所述检测主机包括箱体，所述箱体内连接有主控模块、仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块、接口模块；

所述接口模块为弹簧针型接口模块，弹簧针型接口模块包括接口连接器、防护板、电路板、针脚座和弹簧针阵列，多个针脚座与电路板焊接，弹簧针阵列与电路板连接，所述弹簧针阵列由多个弹簧针组成，所述弹簧针设有外套管、活动探头和内弹簧，所述外套管焊接在电路板上，外套管通过电路板上的线路与针脚座电气连接，所述防护板位于接口连接器电路板之间，所述防护板上连接有多个导向管，所述接口连接器设有pin针，接口连接器的pin针穿过导向管后顶压弹簧针的活动探头；所述电路板和防护板固定连接在检测主机的箱体内，所述箱体的侧面开口由于装配接口连接器；所述接口连接器与检测主机的箱体的侧面可拆卸的连接；所述仿真模块、测控模块、自检模块、电源模块分别与针脚座连接；

所述适配模块包括接口、电缆接口型电路板适配模块接口、电路板，适配模块的接口与电路板的端部连接，电缆接口型电路板适配模块接口与电路板的顶面连接，电缆接口型电路板适配模块接口通过电路板上的线路与接口电气连接；适配模块的接口与检测主机中弹簧针型接口模块的接口连接器连接匹配。

4.根据权利要求3所述的军用装备电路板及模块检测系统，其特征在于，所述军用装备电路板及模块检测系统还包括导向支架，导向支架与检测主机的箱体的侧面连接。

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