CN117434423A - 一种四线专用测试机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种四线专用测试机，包括：电脑端、并口中继卡、以及若干开关卡箱，所述电脑端通过并口与并口中继卡电性连接，所述并口中继卡分别与各开关卡箱电性连接，所述开关卡箱分别与测试机的上治具以及下治具的测试针板的端口电性连接。本发明由电脑端测试机发送的测试指令，通过并口中继卡将指令分配到各开关卡箱处，通过开关卡箱控制各测试机上治具以及下治具的测试针板上的各测试点位的通断路，并将测试针板压合在PCB板上进行测试，以此快速切换不同测试点位的测试状态，避免需要对测试模块或PCB板进行移动而影响整体测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及自动化生产检测技术领域，尤其涉及一种四线专用测试机。
背景技术
四线测试机是一种主要用于检测微小阻值测试的测试设备，主要应用于PCB测试，有效检测PCB的接线孔处铜层偏薄、接线孔处没有铜层等孔铜不良情况。但是现有的设备的检测方式，一般是通过将PCB板进行固定放置，再经由设置在移动端上的机械手对检测端进行移动，从而逐个区域进行检测。然而，PCB板上有非常多个待测试的点数，如果按照这种方式进行检测，则所需耗费的测试时间很长，不能满足测试效率要求。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种四线专用测试机。
本发明的技术方案如下：提供一种四线专用测试机，包括：电脑端、并口中继卡、以及若干开关卡箱，所述电脑端通过并口与并口中继卡电性连接，所述并口中继卡分别与各开关卡箱电性连接，所述开关卡箱分别与测试机的上治具以及下治具的测试针板的端口电性连接。
进一步地，所述开关卡箱内包括一张解码卡以及若干开关卡。
进一步地，单张所述解码卡设置8个测量模块，每一个测量模块负责8个地址addr0-addr7位和8个片选信号cs0-cs7。
进一步地，所述测试机包括四线测量电路，所述四线测量电路包括：恒流源DC、差分放大器DA、ADC采样电路、以及主控MCU，所述主控MCU与ADC采样电路电性连接，所述主控MCU通过并口与电脑端连接，所述ADC采样电路与差分放大器DA的VO引脚连接，所述差分放大器DA的V+引脚、V-引脚与恒流源DC的正负极并联在被测点位Rx两端。
进一步地，所述恒流源DC的电流为10mA-50mA。
进一步地，所述开关卡箱与测试针板之间通过排线进行电性连接。
采用上述方案，本发明由电脑端测试机发送的测试指令，通过并口中继卡将指令分配到各开关卡箱处，通过开关卡箱控制各测试机上治具以及下治具的测试针板上的各测试点位的通断路，并将测试针板压合在PCB板上进行测试，以此快速切换不同测试点位的测试状态，避免需要对测试模块或PCB板进行移动而影响整体测试效率。
附图说明
图1为本发明的系统控制示意图。
图2为开关卡箱的模块示意图。
图3为四线测试电路的等效电路图。
图4为四线测试原理图。
图5为PCB板孔铜阻值模型示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
请参阅图1，本发明提供一种四线专用测试机，包括：电脑端、并口中继卡、以及若干开关卡箱，所述电脑端通过并口与并口中继卡电性连接，所述并口中继卡分别与各开关卡箱电性连接，所述开关卡箱分别与测试机的上治具以及下治具的测试针板的端口电性连接。电脑端测试机发送的测试指令，通过并口中继卡将指令分配到各开关卡箱处，通过开关卡箱控制各测试机上治具以及下治具的测试针板上的各测试点位的通断路，并将测试针板压合在PCB板上进行测试，以此快速切换不同测试点位的测试状态，避免需要对测试模块或PCB板进行移动而影响整体测试效率。
请参阅图2，所述开关卡箱内包括一张解码卡以及若干开关卡。单张所述解码卡设置8个测量模块，每一个测量模块负责8个地址addr0-addr7位和8个片选信号cs0-cs7。通过解码卡的逻辑电路组合控制开关卡上面的P管/N管、P光耦/N光耦的开关状态，实现测试模块的片选和地址的选择，进而开启和关闭对应的测试电路。一个测试模块对应了256个类似的组合，每个组合对应一个测试点，通过行列测试的方式，实现快速的、批量的PCB四线网络测试。采用本发明提供的方案，可实现1秒钟内测试1000组四线网络，有效提高PCB板四线测试效率。
请参阅图3，所述测试机包括四线测量电路，所述四线测量电路包括：恒流源DC、差分放大器DA、ADC采样电路、以及主控MCU，所述主控MCU与ADC采样电路电性连接，所述主控MCU通过并口与电脑端连接，所述ADC采样电路与差分放大器DA的VO引脚连接，所述差分放大器DA的V+引脚、V-引脚与恒流源DC的正负极并联在被测点位Rx两端。所述恒流源DC的电流为10mA-50mA。恒流源端提供10mA或50mA可选的电流档位，被测点位Rx大小为1-10mΩ，根据欧姆定律U＝I*R，那么加在Rx两端的电压为50微伏(假设测试电流为50mA、电阻为1mΩ)，经过一级放大10倍，二级放大100，总共放大1000倍，那么ADC采样电路就可以得到一个约为50mV的电压。参考比较电压为10V，采样数为12位，通过(U采/10V)*212计算得一个数据20-21，再根据该数据进行逻辑算法的转换就可以得到对应的被测点位Rx的阻值大小。
所述开关卡箱与测试针板之间通过排线进行电性连接，保证数据、信号的传输的同时，减少线路的电阻对测试效果的影响。
请参阅图4，在四线测试法的原理中，其中电压表内阻为Ri，电压表读值为U1，R1、R2为开关卡三极管内阻。R3、R4为排线，测试针及对应的接触电阻，R5、R6为开关卡光偶内阻，R7、R8为排线，测试针及对应的接触电阻，Rpcb为被测网络对应的电阻。Ia为四线恒流源设定电流、Ib为电压表输入电流、U2为Rpcb两端电压。
U1＝Ib*(R5+R6+Ri+R7+R8)＝U2＝(Ia-Ib)*Rpcb
ΘU1＝U2，且Ri>>R5+R6+R7+R8
Ia>>Ib
∴U1＝Ib*Ri＝Ia*Rpcb
其中，U1值可以通过四线测试卡的测量电路获得，Ia为四线测试卡的恒流源的设置值(50mA和10mA两个档位)为已知数据，通过这两个值就可以获得被测PCB孔铜的实际阻值。
请参阅图5，图5为PCB孔铜的一个简单模型，孔铜的阻值大小由PCB的板材、板厚、孔铜厚度(孔铜外径、孔内径)、以及导电率决定。相同的材料、孔径、板厚的情况下，孔铜越薄，孔铜的阻值就越大。通过测试机的测试针板测量出流经该组四线网络的电流和加在四线网络上的电压值，再依据欧姆定律可以算出孔铜实际的阻值R实，通过与设置的测试阻值范围R上限，R下限进行比较，若R下限<R实<R上限，则说明该组四线网络测试合格，反之则说明这组四线网络存在异常。
综上所述，本发明由电脑端测试机发送的测试指令，通过并口中继卡将指令分配到各开关卡箱处，通过开关卡箱控制各测试机上治具以及下治具的测试针板上的各测试点位的通断路，并将测试针板压合在PCB板上进行测试，以此快速切换不同测试点位的测试状态，避免需要对测试模块或PCB板进行移动而影响整体测试效率。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种四线专用测试机，其特征在于，包括：电脑端、并口中继卡、以及若干开关卡箱，所述电脑端通过并口与并口中继卡电性连接，所述并口中继卡分别与各开关卡箱电性连接，所述开关卡箱分别与测试机的上治具以及下治具的测试针板的端口电性连接。
2.根据权利要求1所述的四线专用测试机，其特征在于，所述开关卡箱内包括一张解码卡以及若干开关卡。
3.根据权利要求2所述的四线专用测试机，其特征在于，单张所述解码卡设置8个测量模块，每一个测量模块负责8个地址addr0-addr7位和8个片选信号cs0-cs7。
4.根据权利要求1所述的四线专用测试机，其特征在于，所述测试机包括四线测量电路，所述四线测量电路包括：恒流源DC、差分放大器DA、ADC采样电路、以及主控MCU，所述主控MCU与ADC采样电路电性连接，所述主控MCU通过并口与电脑端连接，所述ADC采样电路与差分放大器DA的VO引脚连接，所述差分放大器DA的V+引脚、V-引脚与恒流源DC的正负极并联在被测点位Rx两端。
5.根据权利要求4所述的四线专用测试机，其特征在于，所述恒流源DC的电流为10mA-50mA。
6.根据权利要求1所述的四线专用测试机，其特征在于，所述开关卡箱与测试针板之间通过排线进行电性连接。
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