CN202149932U - 基于虚拟仪器的温控开关测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于虚拟仪器的温控开关测试仪，由调温仓、温度传感器、矩阵检测电路、多功能数据采集卡和工控计算机构成，其特征在于：温度传感器检测调温仓的温度，并将调温仓的温度数据通过多功能数据采集卡输入工控计算机；工控计算机通过多功能数据采集卡输出控制信号到矩阵检测电路，同时，工控计算机通过多功能数据采集卡接收温度传感器和矩阵检测电路输出的数据；并且，工控计算机对收到的数据进行分析、处理并显示结果；矩阵检测电路通过多功能数据采集卡接收工控计算机输出的控制信号，对被测产品的工作状态进行检测，并将被测产品的工作状态信号通过多功能数据采集卡输出到工控计算机。

Description

基于虚拟仪器的温控开关测试仪

技术领域

    本实用新型涉及温控开关测试仪，具体涉及一种基于虚拟仪器的温控开关测试仪。

背景技术

在温度开关和热保护器的生产制造环节中，动作点的温度是温度开关和热保护器的一项重要指标，也是在生产制造环节较难控制的一项指标，为了保证产品质量，该项指标在生产制造环节必须全检。普遍的测量方法是将每个被测产品接入一个电源和指示灯的电路中，并将产品置于可控温度环境中，由测量人员监视指示灯的变化，同时监视温度指示，如某产品状态有变化要同时记录其相应温度。而成百的产品在相近的温度点几乎同时变换状态，由人工进行判断、记录是非常困难的事，必然容易出现差错，影响产品质量或导致不必要的报废，造成生产单位的信誉或经济损失。

实用新型内容

    本实用新型所要解决的技术问题在于提供基于虚拟仪器的温控开关测试仪。

为了解决上述问题，根据本实用新型的技术方案，基于虚拟仪器的温控开关测试仪，由调温仓、温度传感器、矩阵检测电路、多功能数据采集卡和工控计算机构成，其特点是：温度传感器检测调温仓的温度，并将调温仓的温度数据通过多功能数据采集卡输入工控计算机；

工控计算机通过多功能数据采集卡输出控制信号到矩阵检测电路，同时，工控计算机通过多功能数据采集卡接收温度传感器和矩阵检测电路输出的数据；并且，工控计算机对收到的数据进行分析、处理并显示结果；

矩阵检测电路通过多功能数据采集卡接收工控计算机输出的控制信号，对被测产品的工作状态进行检测，并将被测产品的工作状态信号通过多功能数据采集卡输出到工控计算机；

多功能数据采集卡将工控计算机输出的控制信号输出到矩阵检测电路；同时，多功能数据采集卡将温度传感器和矩阵检测电路输出的数据进行A/D转换后输出到工控计算机。

根据所述本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪的优选方案，矩阵检测电路包括矩阵电路和接口控制电路；其中，接口控制电路通过多功能数据采集卡接收工控计算机输出的控制信号，进行转换后输出控制信号到矩阵电路；矩阵电路接收接口控制电路输出的控制信号，对被测产品的工作状态进行检测，并将被测产品的工作状态信号通过多功能数据采集卡输出到工控计算机。

根据所述本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪的优选方案，所述矩阵电路包括m根控制线、n根A/D采集线和m组检测电路；其中，m、n为1～128的自然数。

根据所述本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪的优选方案，所述接口控制电路包括m个控制电路，其中，m为1～128的自然数。

根据所述本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪的优选方案，所述矩阵电路包括m根控制线、n根A/D采集线和m组检测电路；所述接口控制电路包括m个控制电路；其中，m、n为1～128的自然数。

根据所述本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪的优选方案，每组检测电路包括n个检测单元，其中， n为1～128的自然数。

根据所述本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪的优选方案，所述检测单元包括二极管。

本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪的有益效果是：本实用新型采用工业控制计算机及数据采集卡实现温度开关和热保护器的动作点及恢复点温度和开关状态自动检测、记录、评判，自动完成检测过程，不但可以判断被测产品是否合格，还能检测、记录到产品动作和恢复的具体温度值，提供详细准确的检测记录，提高了检测的准确性及生产效率，本实用新型可以广泛的应用在自动化测试系统中，具有较好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1是本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪的电路原理框图。

图2是本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪的矩阵检测电路3的电路原理框图。

图3是本实用新型所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪矩阵检测电路3的电路原理图。

图4是温控开关动作点和恢复点与温度的关系曲线。

图5是工控计算机5中设置的测试软件结构框图。

图6是工控计算机5中设置的测试软件主程序流程框图。

图7是工控计算机5中设置的测试软件启动命令处理程序流程图。

图8是工控计算机5中设置的测试软件停止命令处理程序流程图。

图9是工控计算机5中设置的测试软件定时事件处理程序前部分流程图。

图10是工控计算机5中设置的测试软件定时事件处理程序后部分流程图。

具体实施方式

参见图1，基于虚拟仪器的温控开关测试仪，由调温仓1、温度传感器2、矩阵检测电路3、多功能数据采集卡4和工控计算机5构成，其中，温度传感器2检测调温仓1的温度，并将调温仓1的温度数据通过多功能数据采集卡4输入工控计算机5；

工控计算机5通过多功能数据采集卡4输出控制信号到矩阵检测电路3，同时，工控计算机5通过多功能数据采集卡4接收温度传感器2和矩阵检测电路3输出的数据；并且，工控计算机5对收到的数据进行分析、处理并显示结果；

矩阵检测电路3通过多功能数据采集卡4接收工控计算机5输出的控制信号，对被测产品的工作状态进行检测，并将被测产品的工作状态信号通过多功能数据采集卡4输出到工控计算机5；

多功能数据采集卡4将工控计算机5输出的控制信号输出到矩阵检测电路3；同时，将温度传感器2和矩阵检测电路3输出的数据进行A/D转换后输出到工控计算机5。

其中，矩阵检测电路3包括矩阵电路6和接口控制电路7；其中，接口控制电路7通过多功能数据采集卡4接收工控计算机5输出的控制信号，进行转换后输出控制信号到矩阵电路6；矩阵电路6接收接口控制电路7输出的控制信号，对被测产品的工作状态进行检测，并将被测产品的工作状态信号通过多功能数据采集卡4输出到工控计算机5。

参见图2，接口控制电路7包括m个控制电路C01、C02……C0m；所述矩阵电路6包括m根控制线E1、E2……Em、n根A/D采集线AI1、AI2……AIn和m组检测电路A1、A2……Am；其中，m、n为1～128的自然数；其中，控制线E1、E2……Em分别连接到控制电路C01、C02……C0m的输出端, A/D采集线AI1、AI2……AIn同时连接到多功能数据采集卡4,每组检测电路包括1个控制端和n个输出端，在具体实施例中，控制线E1连接控制电路C01的输出端, 控制线E2连接控制电路C02的输出端, 依次类推，控制线Em连接控制电路C0m的输出端；控制电路C01、C02……C0m的输入端D01、D02……D0m连接多功能数据采集卡4；第一组检测电路A1的n个输出端分别连接到A/D采集线AI1、AI2……AIn上，第一组检测电路A1的控制端连接到控制线E1，第二组检测电路A2的n个输出端分别连接到A/D采集线AI1、AI2……AIn上，第二组检测电路A2的控制端连接到控制线E2，依次类推，第m组检测电路Am的n个输出端分别连接到A/D采集线AI1、AI2……AIn上，第m组检测电路Am的控制端连接到控制线Em。

其中，每组检测电路包括n个检测单元，其中， n为1～128的自然数，每个检测单元包括一个控制端和一个输出端，在具体实施例中：

第一组检测电路A1中的第一个检测单元B11的控制端连接控制线E1，第一组检测电路A1中的第一个检测单元B11的输出端连接A/D采集线AI1；第一组检测电路A1中的第二个检测单元B12的控制端连接控制线E1，第一组检测电路A1中的第二个检测单元B12的输出端连接A/D采集线AI2，依次类推，第一组检测电路A1中的第n个检测单元B1n的控制端连接控制线E1，第一组检测电路A1中的第n个检测单元B1n的输出端连接A/D采集线AIn；

第二组检测电路A2中的第一个检测单元B21的控制端连接控制线E2，第二组检测电路A2中的第一个检测单元B11的输出端连接A/D采集线AI1；第二组检测电路A2中的第二个检测单元B22的控制端连接控制线E2，第二组检测电路A2中的第二个检测单元B22的输出端连接A/D采集线AI2；依次类推，第二组检测电路A2中的第n个检测单元B2n的控制端连接控制线E2，第二组检测电路A2中的第n个检测单元B2n的输出端连接A/D采集线AIn；

依次类推，第m组检测电路Am中的第一个检测单元Bm1的控制端连接控制线Em，第m组检测电路Am中的第一个检测单元Bm1的输出端连接A/D采集线AI1；第m组检测电路Am中的第二个检测单元Bm2的控制端连接控制线Em，第m组检测电路Am中的第二个检测单元Bm2的输出端连接A/D采集线AI2；依次类推，第m组检测电路Am中的第n个检测单元Bmn的控制端连接控制线Em，第m组检测电路Am中的第n个检测单元Bmn的输出端连接A/D采集线AIn。

其中，所述检测单元包括二极管，在具体实施例中，参见图3，二极管的负极连接被测产品的一端，二极管的正极连接A/D采集线，被测产品的另一端连接控制线。

参见图4，图4是温控开关动作点和恢复点与温度的关系曲线，其中， A点为环境温度，B点为动作温度下限，C点为动作温度上限，D点为升温止点及降温始点，E点为恢复温度上限，F点为恢复温度下限，G点为检测终止点。

产品的工作原理是：被测产品如温控开关或热保护器接入矩阵检测电路并置入调温仓1，被测产品在调温仓1内随着调温仓温度的上升和下降，在规定的温度区间内应产生状态的改变即发生动作和恢复，也就是在动作点温控开关由常开转为常闭，热保护器由常闭转为常开；在恢复点温控开关由常闭恢复为常开，热保护器由常开恢复为常闭。测试系统随时通过温度传感器2读取调温仓1的温度。工控计算机5通过多功能数据采集卡4分时、循环发出扫描信号，并通过控制电路控制控制线E1、E2、E3……Em分时、循环接通，每当其中一条控制线接通时，工控计算机5顺序读取所有A/D采集线信号，A/D采集线信号反映了连接到该条控制线上的被测产品的状态，工控计算机5再根据调温仓1的温度判断产品质量状态。如果动作点或恢复点温度在规定的温度区间外，则产品为不合格，如果动作点或恢复点温度在规定的温度区间内，则产品为合格。

由工控计算机5 发出的分时循环扫描信号通过多功能数据采集卡4输出到控制电路的输入端，控制电路控制控制线D01、D02……D0m的通断，A/D采集线AI1、AI2……AIn的信号送至多功能数据采集卡4经A/D转换后由工控计算机5判读。由于在某一时刻只有一条控制线是接通的，连接到该控制线上的被测产品处于被检状态，而其余的产品处于阻断状态。也就是说，通过行列组合可以唯一定位每个被测产品。这样做的好处是可以利用有限的DO端口和AI端口检测较多的产品。

矩阵电路的优点是可以大大减少检测信号的输入线数，减少设备投资。例如，采用一个16个DO口和16个AI端口的多功能数据采集卡，留1个AI端口作温度检测，剩余的端口则可以实现16×15=240件产品的检测。矩阵检测电路的设计，充分利用了多功能数据采集卡的端口，实现了以较少的数据采集通道检测更多的产品，较大的提高了每组检测的产品数量，既降低了硬件投资，且节能效果显著。

参见图3，进一步说明矩阵检测电路3的工作原理，当系统在某时刻使控制线E1为低电平时，其余控制线为高阻状态，由于二极管的反向阻断作用，此时连接到控制线E1上的温控开关K11、K12……K1n的状态决定了A/D采集线AI1、AI2……AIn的输出状态，与此时其他温控开关的状态无关；例如,此时温控开关K11闭合,温控开关K12断开，那么此时A/D采集线AI1为低电平；A/D采集线AI2为高电平,与此时温控开关K21……Km1、K22……Km2的状态无关；同理，当在某时刻使控制线E2为低电平时，其余控制线为高阻状态，由于二极管的反向阻断作用，此时连接到控制线E2上的温控开关K21、K22……K2n的状态决定了A/D采集线AI1、AI2……AIn的输出状态，与此时其他温控开关的状态无关。

参见图5至图10，采用本实用新型测试温控开关的方法，包括如下步骤：

A.通过安装程序将测试软件装入工控计算机5的程序存贮介质中；该测试软件包括：人机界面程序模块、测试参数设置程序模块、合格判定程序模块、数据保存程序模块、状态采集程序模块和温度数据采集程序模块；

B.将被测产品接入矩阵检测电路3并置入调温仓1；

C.启动测试 系 统 工 作，初始化测试参数设置程序模块，读入设置的检测基准参数；并初始化多功能数据采集卡4；

D.启动检测，初始化数据记录，设置检测定时，使工控计算机5通过多功能数据采集卡4分时、循环读取A/D采集线信号；设置测温定时，使工控计算机5通过多功能数据采集卡4分时采集温度传感器2的测量值，打开监视窗口；设置行扫描定时，使工控计算机5分时、循环发出扫描信号；

E.温度传感器2对调温仓1的温度进行采样，工控计算机5运行温度数据采集程序模块，当测温定时到来时，通过多功能数据采集卡4采集温度传感器2的测量值，并对采样数据采用表决平均滤波方法进行计算，得到调温仓1的温度；

F.工控计算机5运行状态采集程序模块，使工控计算机5分时、循环发出扫描信号，当检测定时到来时，工控计算机5通过多功能数据采集卡4循环读取A/D采集线AI1、AI2……AIn信号；并记录A/D采集线信号发生变化时刻的调温仓1的温度，得到被测产品的动作点或恢复点温度；

G.工控计算机5运行合格判定程序模块，对被测产品进行合格评判；即：将被测产品的动作点或恢复点温度与所设置的检测基准参数进行比较，如果动作点温度或恢复点温度在规定的温度区间外，则判断被测产品为不合格，如果动作点温度或恢复点温度在规定的温度区间内，则判断被测产品为合格；

H.运行数据保存程序模块,保存测试参数，并将被测产品的判定结果在监视窗口显示。

Claims (7)

1.基于虚拟仪器的温控开关测试仪，由调温仓（1）、温度传感器（2）、矩阵检测电路（3）、多功能数据采集卡（4）和工控计算机（5）构成，其特征在于：

温度传感器（2）检测调温仓（1）的温度，并将调温仓（1）的温度数据通过多功能数据采集卡（4）输入工控计算机（5）；

工控计算机（5）通过多功能数据采集卡（4）输出控制信号到矩阵检测电路（3），同时，工控计算机（5）通过多功能数据采集卡（4）接收温度传感器（2）和矩阵检测电路（3）输出的数据；并且，工控计算机（5）对收到的数据进行分析、处理并显示结果；

矩阵检测电路（3）通过多功能数据采集卡（4）接收工控计算机（5）输出的控制信号，对被测产品的工作状态进行检测，并将被测产品的工作状态信号通过多功能数据采集卡（4）输出到工控计算机（5）；

多功能数据采集卡（4）将工控计算机（5）输出的控制信号输出到矩阵检测电路（3）；同时，多功能数据采集卡（4）将温度传感器（2）和矩阵检测电路（3）输出的数据进行A/D转换后输出到工控计算机（5）。

2.根据权利要求1所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪，其特征在于：矩阵检测电路（3）包括矩阵电路（6）和接口控制电路（7）；其中，接口控制电路（7）通过多功能数据采集卡（4）接收工控计算机（5）输出的控制信号，进行转换后输出控制信号到矩阵电路（6）；矩阵电路（6）接收接口控制电路（7）输出的控制信号，对被测产品的工作状态进行检测，并将被测产品的工作状态信号通过多功能数据采集卡（4）输出到工控计算机（5）。

3.根据权利要求2所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪，其特征在于：所述矩阵电路（6）包括m根控制线、n根A/D采集线和m组检测电路，其中，m、n为1～128的自然数。

4.根据权利要求2所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪，其特征在于：所述接口控制电路（7）包括m个控制电路，m为1～128的自然数。

5.根据权利要求2所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪，其特征在于：所述矩阵电路（6）包括m根控制线、n根A/D采集线和m组检测电路；所述接口控制电路（7）包括m个控制电路；其中，m、n为1～128的自然数。

6.根据权利要求3或5所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪，其特征在于：每组检测电路包括n个检测单元，其中， n为1～128的自然数。

7.根据权利要求6所述的基于虚拟仪器的温控开关测试仪，其特征在于：所述检测单元包括二极管。

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