CN118055568A - 一种传感器接线板及其制造方法、测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种传感器接线板及其制造方法、测量系统，包括：根据测量需求，确认传感器的型号及数量；根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计；利用布图设计加工印制电路板；将与传感器所匹配的接插件焊接在印制电路板的对应焊点处；对焊接有接插件的印制电路板进行测试。通过用印制电路板替代线缆，不仅能够省去线缆，使得布设简洁，还能够避免因接线复杂而导致的接错，保证连接正确、可靠；此外，在多个传感器共用一套接线板时，不仅简化了电路结构，还能够有效避免电磁和噪声干扰，解决了现有传感器连接方式接线复杂、易发生故障的问题。

Description

一种传感器接线板及其制造方法、测量系统

技术领域

本发明涉及电路设计技术领域，特别涉及一种传感器接线板及其制造方法、测量系统。

背景技术

随着电子技术和传感器技术的不断发展，各类传感器应运而生，如压力传感器、图像传感器、光电传感器等等，为各类参数的精密测量提供了解决方案。

目前，传感器与其他电路模块通常通过线缆进行电性连接，然而，线缆不仅布线复杂，还极易因接头处松动而造成电路连接不良。另外，当一套测量系统中需要多个传感器时，还极易因线缆数量过多而出现接线错误；若测量系统中还存在移动模组，还可能导致线缆与移动模组的干涉，造成测量系统故障等异常。此外，线缆无法有效屏蔽测量系统中其他设备的电磁干扰及复杂环境造成的噪声，从而导致传感器精度受影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种传感器接线板及其制造方法、测量系统，以至少解决现有传感器连接方式接线复杂、易发生故障的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种传感器接线板的制造方法，包括：

根据测量需求，确认传感器的型号及数量；

根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计；

利用布图设计加工印制电路板；

将与传感器所匹配的接插件焊接在印制电路板的对应焊点处；

对焊接有接插件的印制电路板进行测试。

可选的，在所述的传感器接线板的制造方法中，所述根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计的方法包括：

根据传感器的型号和数量确认设计要求；

根据设计要求设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计。

可选的，在所述的传感器接线板的制造方法中，所述根据传感器的型号和数量确认设计要求的方法包括：

根据传感器的型号，确认所连接的通道的宽度和间距；

根据传感器的型号，确认所匹配的接插件之间的间隔，并确认对应的焊点之间的间隔。

可选的，在所述的传感器接线板的制造方法中，所述设计要求包括：

通道的宽度不小于0.2mm、间距不小于1mm；

接插件之间的间隔不小于5mm；

通道所连接的传感器数量越多，所述通道的宽度越宽、间距越大。

可选的，在所述的传感器接线板的制造方法中，所述根据设计要求设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计的方法包括：

根据传感器所对应的接插件的数量及间隔，确认焊点的布图；

根据接插件的电路连接关系，设计若干通道，其中，每一通道用于连接一个或多个传感器；

将若干通道布设于印制电路板的不同层，以进行电磁屏蔽。

可选的，在所述的传感器接线板的制造方法中，所述根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计的方法还包括：

设计供电通道；

在供电通道上设置焊点，以通过所述焊点连接各个传感器所匹配的接插件以对传感器进行供电；

在供电通道的末端设置供电端点，所述供电端点用于与外部电源相连。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种传感器接线板，利用如上任一项所述的传感器接线板的制造方法制造而得，所述传感器接线板包括印制电路板和焊接于所述印制电路板预设位置处的若干接插件。

可选的，在所述的传感器接线板中，所述印制电路板具有若干通道和焊点，所述接插件具有端子；所述端子与所述焊点对应焊接。

可选的，在所述的传感器接线板中，所述通道的宽度不小于0.2mm、间距不小于1mm；所述接插件之间的间隔不小于5mm。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种测量系统，包括如上任一项所述的传感器接线板。

可选的，在所述的测量系统中，所述测量系统还包括电源、控制器和若干传感器；所述传感器接线板的接插件包括电源接口、控制器接口和传感器接口；所述电源与所述电源接口对接，以提供电源；所述控制器与所述控制器接口对接，以控制所述传感器；所述传感器与其对应的传感器接口对接，以通过所述传感器接线板获得供电并受所述控制器控制。

本发明提供的传感器接线板及其制造方法、测量系统，包括：根据测量需求，确认传感器的型号及数量；根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计；利用布图设计加工印制电路板；将与传感器所匹配的接插件焊接在印制电路板的对应焊点处；对焊接有接插件的印制电路板进行测试。通过用印制电路板替代线缆，不仅能够省去线缆，使得布设简洁，还能够避免因接线复杂而导致的接错，保证连接正确、可靠；此外，在多个传感器共用一套接线板时，不仅简化了电路结构，还能够有效避免电磁和噪声干扰，解决了现有传感器连接方式接线复杂、易发生故障的问题。

附图说明

图1为本实施例提供的传感器接线板的制造方法流程图；

图2为本实施例提供的传感器接线板的印制电路板布图设计示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的传感器接线板及其制造方法、测量系统作进一步详细说明。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。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及附图说明中的“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，以便描述本发明的实施例，而不用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的结构在适当情况下可以互换。此外，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。

本实施例提供一种传感器接线板的制造方法，如图1所示，包括：

S1，根据测量需求，确认传感器的型号及数量；

S2，根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计；

S3，利用布图设计加工印制电路板；

S4，将与传感器所匹配的接插件焊接在印制电路板的对应焊点处；

S5，对焊接有接插件的印制电路板进行测试。

本实施例提供的传感器接线板，通过用印制电路板替代线缆，不仅能够省去线缆，使得布设简洁，还能够避免因接线复杂而导致的接错，保证连接正确、可靠；此外，在多个传感器共用一套接线板时，不仅简化了电路结构，还能够有效避免电磁和噪声干扰，解决了现有传感器连接方式接线复杂、易发生故障的问题。

具体的，在本实施例中，步骤S1，根据测量需求，确认传感器的型号及数量。例如，某一测量系统需要对待测量件的不同位置的尺寸进行测量，则需要围绕待测件在待测量位置布设多个测距传感器，如光电传感器等；又如，某一测量系统不仅需要测量环境温度，还需要测量环境湿度和压强，则测量系统中需要设置温度计、湿度计和压力传感器等。此外，依据测量精度要求的不同，选择的传感器型号也可以不同。各个传感器型号的选择及数量是本领域能够根据测量需求所确定的，本申请对此不做限制。

进一步的，考虑到不同传感器的测量精度、对电磁噪声等干扰的敏感度不同，以及传感器的物理尺寸存在差异等，在本实施中，步骤S2，根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计的方法具体包括：

S21，根据传感器的型号和数量确认设计要求。

具体的，在本实施例中，主要包括：根据传感器的型号，确认所连接的通道的宽度和间距；其中，通道宽度主要考虑传感器的功率需求，避免通道走线过窄而导致的电流过小，从而无法满足传感器功率需求；通道间距主要考虑线路之间的抗干扰，保证相邻的通道之间的电流不会相互影响造成电磁干扰，进而保证传感器的精度。以及，根据传感器的型号，确认所匹配的接插件之间的间隔，并确认对应的焊点之间的间隔；其中，接插件之间的间隔不仅需要保证传感器在与接插件对接过程中不会产生物理干涉，还要保证接插件之间的电流不会相互影响造成电磁干扰，或造成短路风险，保证测量系统工作的稳定性。

在一具体实施例中，通道的宽度不小于0.2mm、间距不小于1mm，且通道所连接的传感器数量越多，所述通道的宽度越宽、间距越大；以及，接插件之间的间隔不小于5mm。如此，能够在保证每一连接的传感器均能获得一定的电流，从而保证工作功率稳定的同时，保证各个通道不会产生电磁干扰。

S22，根据设计要求设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计。

具体的，在本实施例中，形成布图设计的方法主要包括：

首先，根据传感器所对应的接插件的数量及间隔，确认焊点的布图。由于各个型号的传感器所匹配的接插件外形、端子数，以及端子之间的间隔不同，且各个端子所对应的功能不同，因此在确认所选用的传感器后，需要根据其所对应的接插件的间隔和端子排布等进行焊点的布图，从而保证接插件每一需要连接的端子都有匹配的焊点，且焊点位置与端子位置一一对应，便于后期接插件端子与焊点的焊接。如图2所示，图中灰色圆点均代表一个焊点，这些焊点将与对应的接插件CNx的端子对应焊接。

然后，根据接插件的电路连接关系，设计若干通道，其中，每一通道用于连接一个或多个传感器。例如，每个接插件的用于接入电源的端子所对应的焊点可以连通形成一个通道，用于接入电源以实现供电。具体的通道走向及连接需要在满足设计要求的前提下，根据实际需要进行设计。如图2所示，其中红色和蓝色均代表通道，从图2中可以看出，宽度较小的通道通常只连接两个焊点，而宽度较大的通道连接有多个焊点，从而在后期焊接有接插件时，能够将多个传感器相连。

最后，将若干通道布设于印制电路板的不同层，以进行电磁屏蔽。本实施例利用多层印制电路板具有强度高、抗干扰性强以及集成度高的优点，将通道布设于印制电路板的不同层，从而保证通道之间不会因走线过于密集而产生电磁干扰，同时还可以有效降低因制造工艺而导致的短路风险。如图2所示，红色和蓝色为布设在不同层的通道，如此，不仅能够保证各个层的通道走线线路简洁、降低功耗，还能够更加灵活、可靠的将多个焊盘相连接。

较佳的，为了便于对各个传感器进行供电，在本实施例中，步骤S2，根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计的方法还包括：

S23，设计供电通道。具体的，该供电通道的宽度应当满足所连接的各个传感器的电压、电流需求。

S24，在供电通道上设置焊点，以通过所述焊点连接各个传感器所匹配的接插件以对传感器进行供电。具体的，由于前述步骤已经确定的接插件位于印制电路板的位置，以及与接插件端子所对应的焊点的位置，因此，可以根据接插件中用于供电的端子所对应的焊点位置来确认供电通道的走向，即，供电通道是各个接插件供电端子所对应的焊点的连线。

S25，在供电通道的末端设置供电端点，所述供电端点用于与外部电源相连。当然，在实际应用中，供电末端也可以设置有插头等，用于接入外部电源。

以及，在本实施例中，步骤S3，利用布图设计加工印制电路板是本领域的公知常识，本申请对此不做赘述。需要说明的是，当测量系统所需的传感器不同时，传感器接线板中印制电路板的布图设计也会存在差异。

步骤S4，将与传感器所匹配的接插件焊接在印制电路板的对应焊点处，如此，便可以实现传感器与接线板的快速对接，且便于后期传感器的更换。

步骤S5，对焊接有接插件的印制电路板进行测试。测试的具体项目通常包括通断路测试(IO测试)、阻抗测试等；具体的测试条件需要根据实际需求进行设定。通过测试，能够保证传感器接线板功能正常。

本实施例还提供一种传感器接线板，利用如上所述的传感器接线板的制造方法制造而得，所述传感器接线板包括印制电路板和焊接于所述印制电路板预设位置处的若干接插件。

具体的，在本实施例中，所述印制电路板具有若干通道和焊点，所述接插件具有端子；所述端子与所述焊点对应焊接。

较佳的，为了保证传感器接线板具有较好的抗干扰能力，以及保证能够满足各个传感器的供电和工作需求，在本实施例中，所述通道的宽度不小于0.2mm、间距不小于1mm；所述接插件之间的间隔不小于5mm。

此外，本实施例还提供一种测量系统，包括如上所述的传感器接线板。

具体的，在本实施例中，所述测量系统还包括电源、控制器和若干传感器；所述传感器接线板的接插件包括电源接口、控制器接口和传感器接口；所述电源与所述电源接口对接，以提供电源；所述控制器与所述控制器接口对接，以控制所述传感器；所述传感器与其对应的传感器接口对接，以通过所述传感器接线板获得供电并受所述控制器控制。

如此，便可以通过传感器接线板实现电源、控制器和传感器的电性连接，从而能够通过电源对传感器甚至控制器进行供电，并通过控制器来控制各个传感器的运行，以及获取各个传感器的数据。不仅能够简化线路布置，提高集成化程度，还能够降低电磁干扰和环境噪声干扰，提高测量系统运行的稳定性。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。

本实施例提供的传感器接线板及其制造方法、测量系统，包括：根据测量需求，确认传感器的型号及数量；根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计；利用布图设计加工印制电路板；将与传感器所匹配的接插件焊接在印制电路板的对应焊点处；对焊接有接插件的印制电路板进行测试。通过用印制电路板替代线缆，不仅能够省去线缆，使得布设简洁，还能够避免因接线复杂而导致的接错，保证连接正确、可靠；此外，在多个传感器共用一套接线板时，不仅简化了电路结构，还能够有效避免电磁和噪声干扰，解决了现有传感器连接方式接线复杂、易发生故障的问题。

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 (11)

1.一种传感器接线板的制造方法，其特征在于，包括：

根据测量需求，确认传感器的型号及数量；

根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计；

利用布图设计加工印制电路板；

将与传感器所匹配的接插件焊接在印制电路板的对应焊点处；

对焊接有接插件的印制电路板进行测试。

2.根据权利要求1所述的传感器接线板的制造方法，其特征在于，所述根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计的方法包括：

根据传感器的型号和数量确认设计要求；

根据设计要求设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计。

3.根据权利要求2所述的传感器接线板的制造方法，其特征在于，所述根据传感器的型号和数量确认设计要求的方法包括：

根据传感器的型号，确认所连接的通道的宽度和间距；

根据传感器的型号，确认所匹配的接插件之间的间隔，并确认对应的焊点之间的间隔。

4.根据权利要求3所述的传感器接线板的制造方法，其特征在于，所述设计要求包括：

通道的宽度不小于0.2mm、间距不小于1mm；

接插件之间的间隔不小于5mm；

通道所连接的传感器数量越多，所述通道的宽度越宽、间距越大。

5.根据权利要求3所述的传感器接线板的制造方法，其特征在于，所述根据设计要求设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计的方法包括：

根据传感器所对应的接插件的数量及间隔，确认焊点的布图；

根据接插件的电路连接关系，设计若干通道，其中，每一通道用于连接一个或多个传感器；

将若干通道布设于印制电路板的不同层，以进行电磁屏蔽。

6.根据权利要求2所述的传感器接线板的制造方法，其特征在于，所述根据传感器的型号及数量，设计印制电路板的通道和焊点，以形成布图设计的方法还包括：

设计供电通道；

在供电通道上设置焊点，以通过所述焊点连接各个传感器所匹配的接插件以对传感器进行供电；

在供电通道的末端设置供电端点，所述供电端点用于与外部电源相连。

7.一种传感器接线板，利用如权利要求1～6任一项所述的传感器接线板的制造方法制造而得，其特征在于，所述传感器接线板包括印制电路板和焊接于所述印制电路板预设位置处的若干接插件。

8.根据权利要求7所述的传感器接线板，其特征在于，所述印制电路板具有若干通道和焊点，所述接插件具有端子；所述端子与所述焊点对应焊接。

9.根据权利要求8所述的传感器接线板，其特征在于，所述通道的宽度不小于0.2mm、间距不小于1mm；所述接插件之间的间隔不小于5mm。

10.一种测量系统，其特征在于，包括如权利要求7～9任一项所述的传感器接线板。

11.根据权利要求10所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括电源、控制器和若干传感器；所述传感器接线板的接插件包括电源接口、控制器接口和传感器接口；所述电源与所述电源接口对接，以提供电源；所述控制器与所述控制器接口对接，以控制所述传感器；所述传感器与其对应的传感器接口对接，以通过所述传感器接线板获得供电并受所述控制器控制。