CN116047194A - 一种集群式测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种集群式测量系统及测量方法，包括检测控制环路、电源模块、数据采集模块和测量模块，检测控制环路连接电源模块、测量模块和至少一个被测产品，电源模块适于向被测产品供电，测量模块连接数据采集模块，测量模块适于监控被测产品的电流变化，测量模块适于测量被测产品睡眠状态下的电流数据，数据采集模块适于接收和分析测量模块测量到的电流数据，检测控制环路包括测量切换模块，测量切换模块适于使被测产品接通测量模块或对地短接，具有运行稳定、不易故障的特点，能够进行精准的多工位多产出的测试方式。

Description

一种集群式测量系统及测量方法

技术领域

本申请涉及电气检测设备技术领域，具体涉及一种集群式测量系统及测量方法。

背景技术

现有的电子产品在生产加工完成后都需要对其电气性能进行检测，从而筛选出性能不合格品，传统的检测方式多为使用单个小型电源和单个电流表进行逐个检测，需要人工对每一被测产品进行单独操作和判断。

但是，现有的检测方式存在以下缺陷：传统的检测方式过于繁琐，测量效率较低，导致量产降低，且容易因数据错误或硬件损坏产生误判。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种能够进行多工位多产出且自动判断的集群式测量系统及测量方法。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种集群式测量系统，包括检测控制环路、电源模块、数据采集模块和测量模块，所述检测控制环路连接所述电源模块、所述测量模块和至少一个被测产品，所述电源模块适于向被测产品供电，所述测量模块连接所述数据采集模块，所述测量模块适于监控被测产品的电流变化，所述测量模块适于测量被测产品睡眠状态下的电流数据，所述数据采集模块适于接收和分析所述测量模块测量到的电流数据，所述检测控制环路包括测量切换模块，所述测量切换模块适于使被测产品接通所述测量模块或对地短接。

作为改进，所述检测控制环路还包括通放电切换模块，所述通放电切换模块适于使被测产品接通所述电源模块进行上电，所述通放电切换模块适于使被测产品对地短接进行放电。

作为改进，所述测量切换模块包括第一控制器和第一切换开关，所述通放电切换模块包括第二控制器和第二切换开关，所述第一切换开关和所述第二切换开关的数量与被测产品的数量相同，所述第一控制器适于控制全部所述第一切换开关同时进行切换，所述第二控制器适于控制全部所述第二切换开关同时进行切换。

作为改进，所述第一切换开关接入被测产品的负极，所述第一切换开关的数量为多个时，所述第一切换开关之间相互并联；所述第二切换开关接入被测产品的正极，所述第二切换开关的数量为多个时，所述第二切换开关之间相互并联。

作为改进，所述数据采集模块连接所述测量切换模块，被测产品进入睡眠状态时，所述数据采集模块适于控制所述测量切换模块使被测产品断开对地短接并接通至所述测量模块。

作为改进，所述数据采集模块连接测量切换模块和通放电切换模块，所述数据采集模块适于控制所述测量切换模块和所述通放电切换模块进行相互关联的逻辑切换。

作为改进，所述数据采集模块包括控制切换单元、电流采样单元和操作终端，所述控制切换单元连接并控制所述测量切换模块和所述通放电切换模块，所述电流采样单元连接所述控制切换单元和所述操作终端，所述电流采样单元适于交换所述控制切换单元和所述操作终端之间的信息。

作为改进，所述被测产品的负极设置有用于和所述测量切换模块连接的黑色接线端子；所述被测产品的正极设置有用于和所述通放电切换模块连接的红色接线端子。

一种集群式测量方法，包括步骤：

S100上机，将被测产品连接至检测控制环路上，通放电切换模块对地短接，被测产品自行统一进行放电；

S200激活，数据采集模块控制通放电切换模块接通电源模块进行供电，被测产品自行统一进行上电启动，直至被测产品自行进入睡眠状态；

S300采样，被测产品保持睡眠状态，数据采集模块控制测量切换模块断开对地短接并切换至接通测量模块，测量模块对被测产品进行测量采样；

S400下机，采样完成后数据采集模块控制测量切换模块重新对地短接，并控制通放电切换模块重新对地短接，被测产品自行统一进行放电，放电完成后取下被测产品；

S500分析，数据采集模块对获取到的采样信息进行转换、计算和分析，显示区分正常被测产品和异常被测产品。

作为改进，所述步骤S200中被测产品的上电启动时间不超过1min。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

1、被测产品在测量采样前对地短接，在进行测量采样时能够无缝切换连接至测量模块，可避免因测量电流表模块内阻过大导致某些产品无法正常开机启动而使工作电流异常，影响测量数据的准确性，能够基本满足市面所有低功耗产品的生产测试。

2、被测产品在进入睡眠状态之前，测量模块不会接入检测控制环路进行测量采样，能够避免被测产品的运行电流或启动时的瞬态电流远大于测量电流表最大量程时对测量电流表的采样器件造成损坏，保证测量系统的测量稳定性和精准性，避免测量电流表损坏导致后续测量产品产生批量性测量误差。

3、测量模块能够持续对被测产品内的电流进行监控，通过监控到的电流变化来形成工作周期波形图，从而确定产品进入睡眠工作状态的时间，由此可得到测量模块接入检测控制环路的最佳时间点，提升测量效率和精准性。

4、利用检测控制环路将所有被测产品连接至同一电源模块并进行统一上电和放电控制，统一测量变量，还能够精准的同步所有被测产品的测试时间，实现标准化测量，利用数据采集模块可通过测量采样的结果准确判断区分合格被测产品和异常被测产品，提升测量效率从而提升产量。

附图说明

图1是根据本申请的一个优选实施例的系统电路图；

图2是根据本申请的一个优选实施例的系统操作流程图。

图中：1、检测控制环路；11、通放电切换模块；111、第二控制器；112、第二切换开关；12、测量切换模块；121、第一控制器；122、第一切换开关；2、电源模块；3、测量模块；4、被测产品；5、红色接线端子；6、黑色接线端子。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本申请做进一步说明：

如图1至2所示，本申请的一个优选实施例包括检测控制环路1、电源模块2、数据采集模块和测量模块3，检测控制环路1连接电源模块2、测量模块3和至少一个被测产品4，通过检测控制环路1能够使电源模块2、测量模块3和被测产品4之间进行无缝的状态切换，提升各个模块和被测产品4的使用安全性和稳定性，统一测量变量，实现标准化测量。

电源模块2适于向被测产品4供电，电源模块2向被测产品4供电时，被测产品4会变为上电状态，被测产品4进入上电状态后会被启动，并在经过一定时间后自动进入睡眠工作状态。

测量模块3连接数据采集模块，测量模块3适于监控被测产品4的电流变化，通过电流变化能够在数据采集模块上生成被测产品4的工作周期波形图，利用工作周期波形图能够方便的对被测产品4的状态进行监控和控制，确定被测产品4处于睡眠工作状态的时间，即为锁定判断的解决方案，测量模块3适于测量被测产品4睡眠状态下的电流数据，数据采集模块适于接收和分析测量模块3测量到的电流数据，电流数据若偏离正常值，则说明被测产品4的性能或质量有缺陷，需要进行复检或筛除。

检测控制环路1包括测量切换模块12和通放电切换模块11，测量切换模块12适于使被测产品4接通测量模块3进行测量或对地短接，通放电切换模块11适于使被测产品4接通电源模块2进行上电或对地短接进行放电。

该检测控制环路1能支持2个或2个以上工位的自动化(UA/MA/A级)电流或电压测试，最多能够进行16个工位的自动化测试。

第一切换开关122对地短接时与被测产品4之间形成防干扰电路，第一切换开关122接入测量模块3时与测量模块3和被测产品4之间形成采样电路。

测量切换模块12包括第一控制器121和第一切换开关122，第一切换开关122的数量与被测产品4的数量相同，第一控制器121适于控制全部第一切换开关122同时进行切换。

第一切换开关122接入被测产品4的负极，第一切换开关122的数量为多个时，第一切换开关122之间相互并联。

如果是切断被测产品4的电路连接再接通测量模块3不能消除电路内阻的影响，测量切换模块12能够让被测产品4在对地短接和测量采样之间进行无缝切换，通过短路再接通能够消除电路内阻的影响，确保被测产品4在测量采样之间不会受测量模块3的内阻过大影响干扰产品正常启动，或者被测产品4启动时瞬态电路超测量模块3量程范围而烧毁测量模块3，出现上述两者情况后均会导致测量采样到的数据产生错误，从而无法获取正确的测量数据。

通放电切换模块11能够让被测产品4在上电和放电之间进行无缝切换，被测产品4上机时检测控制环路1能够对产品自行进行统一放电，确保被测产品4在上电之前都进行过放电，充分释放被测产品4内的残余电量，不影响初次和二次测试。

通放电切换模块11包括第二控制器111和第二切换开关112，第二切换开关112的数量与被测产品4的数量相同，第二控制器111适于控制全部第二切换开关112同时进行切换。

第二切换开关112对地短接时与被测产品4之间形成放电电路，第二切换开关112接入供电模块时与供电模块和被测产品4之间形成上电电路。

第二切换开关112接入被测产品4的正极，第二切换开关112的数量为多个时，第二切换开关112之间相互并联。

被测产品4的正极设置有用于和通放电切换模块11连接的红色接线端子5，被测产品4的负极设置有用于和测量切换模块12连接的黑色接线端子6，红色接线端子5和黑色接线端子6能够方便被测产品4与检测控制环路1的连接配合，避免连接出错。

数据采集模块连接测量切换模块12和通放电切换模块11，数据采集模块适于控制测量切换模块12和通放电切换模块11进行运行逻辑相互关联的逻辑切换，数据采集模块内设置有逻辑控制软件，利用软件能够对测量切换模块12和通放电切换模块11进行实时控制，确保测量过程正确无误的运行，被测产品4进入睡眠状态时，数据采集模块适于控制测量切换模块12使被测产品4断开对地短接状态并直接无缝切换接通至测量模块3。

数据采集模块包括控制切换单元、电流采样单元和操作终端，控制切换单元连接并控制测量切换模块12和通放电切换模块11，电流采样单元连接控制切换单元和操作终端，电流采样单元适于交换控制切换单元和操作终端之间的信息。

控制切换单元能够起到数据采集逻辑保护控制的作用，可以为数据采集硬件电气连接结构，电流采样单元可以为数据采集卡，操作终端可以为计算机，这里的计算机不分家用计算机和工业用计算机。

该系统的工作流程为：被测产品4上机接入系统，检测控制环路1自行统一对被测产品4进行放电，软件运行开始，将被测产品4的正极接通至供电模块，供电模块向被测产品4供电，被测产品4开始上电并进入启动状态，此时被测产品4的负极一直对地短接，进入启动状态一段时间后，被测产品4的负极从对地短接转换至接通测量模块3，测量模块3对被测产品4内的电流进行测量采样，采样获得的数据发送给数据采集模块，测量采样完成后，被测产品4的负极和正极重新对地短接进行放电，放电完成后被测产品4即可下机。

本申请的另一优选实施例的控制切换单元可以为PCB连接结构形式，电流采样单元可以为数据采集卡，操作终端可以为计算机。

本申请的另一优选实施例的控制切换单元可以为数据采集硬件电气连接结构，电流采样单元可以为USB串口通讯，操作终端可以为计算机。

本申请的另一优选实施例的控制切换单元可以为PCB连接结构形式，电流采样单元可以为USB串口通讯，操作终端可以为计算机。

本申请的另一优选实施例的控制切换单元可以为数据采集硬件电气连接结构，电流采样单元可以为PLC，操作终端可以为触摸屏。

本申请的另一优选实施例的控制切换单元可以为PCB连接结构形式，电流采样单元可以为PLC，操作终端可以为触摸屏。

本申请还提供了一种集群式测量方法，包括步骤：

S100上机，将被测产品4连接至检测控制环路1上，通放电切换模块11对地短接，被测产品4自行统一进行放电(此时测量切换模块12对地短接检测控制环路1，环路走向为对地短接处)；

S200激活，数据采集模块控制通放电切换模块11接通电源模块2进行供电，被测产品4自行统一进行上电启动，直至被测产品4自行进入睡眠状态；

S300采样，被测产品4保持睡眠状态，数据采集模块控制测量切换模块12断开对地短接并切换至接通测量模块3(即测量切换模块12对地开路接检测控制环路1，环路走向为测量模块)，测量模块3对被测产品4进行测量采样；

S400下机，采样完成后数据采集模块控制测量切换模块12重新对地短接，并控制通放电切换模块11重新对地短接，被测产品4自行统一进行放电，放电完成后取下被测产品4；

S500分析，数据采集模块对获取到的采样信息进行转换、计算和分析，显示区分正常被测产品4和异常被测产品4。

将传统的单个小型电源、单个电流表、繁琐人工操控、繁琐人工判断(非锁定判定)、逐个单一的测试方式改进为集群式电源、集群式测量模块3、过程式逻辑操控(准确操作)、锁定判断、多工位多产出的测试方式。

通过系统的自动运行，能够避免出现不必要的错误数据和硬件损坏，同时免去了人工判断参数的环节，提升测量效率。

步骤S200中被测产品4的上电启动时间不超过1min，优选的启动时间范围为10s至40s，时间过短被测产品4可能未进入睡眠工作状态，时间过长可能会损坏被测产品4，最佳启动时间为12s。

如图2所示，该系统的运行逻辑能够满足正常测试和不良复测的使用，可一键重复测量，无需额外操作，降低操作难度和错误筛查的效率。

测量采样获得的数据还需要经过负值屏蔽逻辑运算、平均值运算、转换公式计算、中心值运算和数据载入变量等一系列计算后进行精准转换显示，这个过程使用软件自动完成，使测量结果更加准确，不易出错。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种集群式测量系统，其特征在于：包括检测控制环路、电源模块、数据采集模块和测量模块，所述检测控制环路连接所述电源模块、所述测量模块和至少一个被测产品，所述电源模块适于向被测产品供电，所述测量模块连接所述数据采集模块，所述测量模块适于监控被测产品的电流变化，所述测量模块适于测量被测产品睡眠状态下的电流数据，所述数据采集模块适于接收和分析所述测量模块测量到的电流数据，所述检测控制环路包括测量切换模块，所述测量切换模块适于使被测产品接通所述测量模块或对地短接。

2.如权利要求1所述的一种集群式测量系统，其特征在于：所述检测控制环路还包括通放电切换模块，所述通放电切换模块适于使被测产品接通所述电源模块进行上电，所述通放电切换模块适于使被测产品对地短接进行放电。

3.如权利要求2所述的一种集群式测量系统，其特征在于：所述测量切换模块包括第一控制器和第一切换开关，所述通放电切换模块包括第二控制器和第二切换开关，所述第一切换开关和所述第二切换开关的数量与被测产品的数量相同，所述第一控制器适于控制全部所述第一切换开关同时进行切换，所述第二控制器适于控制全部所述第二切换开关同时进行切换。

4.如权利要求3所述的一种集群式测量系统，其特征在于：所述第一切换开关接入被测产品的负极，所述第一切换开关的数量为多个时，所述第一切换开关之间相互并联；所述第二切换开关接入被测产品的正极，所述第二切换开关的数量为多个时，所述第二切换开关之间相互并联。

5.如权利要求1所述的一种集群式测量系统，其特征在于：所述数据采集模块连接所述测量切换模块，被测产品进入睡眠状态时，所述数据采集模块适于控制所述测量切换模块使被测产品断开对地短接并接通至所述测量模块。

6.如权利要求2所述的一种集群式测量系统，其特征在于：所述数据采集模块连接所述测量切换模块和所述通放电切换模块，所述数据采集模块适于控制所述测量切换模块和所述通放电切换模块进行相互关联的逻辑切换。

7.如权利要求6所述的一种集群式测量系统，其特征在于：所述数据采集模块包括控制切换单元、电流采样单元和操作终端，所述控制切换单元连接并控制所述测量切换模块和所述通放电切换模块，所述电流采样单元连接所述控制切换单元和所述操作终端，所述电流采样单元适于交换所述控制切换单元和所述操作终端之间的信息。

8.如权利要求2所述的一种集群式测量系统，其特征在于：所述被测产品的负极设置有用于和所述测量切换模块连接的黑色接线端子；所述被测产品的正极设置有用于和所述通放电切换模块连接的红色接线端子。

9.一种集群式测量方法，其特征在于，包括步骤：

S100上机，将被测产品连接至检测控制环路上，通放电切换模块对地短接，被测产品自行统一进行放电；

S200激活，数据采集模块控制通放电切换模块接通电源模块进行供电，被测产品自行统一进行上电启动，直至被测产品自行进入睡眠状态；

S300采样，被测产品保持睡眠状态，数据采集模块控制测量切换模块断开对地短接并切换至接通测量模块，测量模块对被测产品进行测量采样；

S400下机，采样完成后数据采集模块控制测量切换模块重新对地短接，并控制通放电切换模块重新对地短接，被测产品自行统一进行放电，放电完成后取下被测产品；

S500分析，数据采集模块对获取到的采样信息进行转换、计算和分析，显示区分正常被测产品和异常被测产品。

10.如权利要求9所述的一种集群式测量方法，其特征在于：所述步骤S200中被测产品的上电启动时间不超过1min。

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