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Die Erfindung betrifft einen Federkontaktstift zum Berührungskontaktieren eines Prüflings, insbesondere eines elektrischen/elektronischen Bauteils oder Baugruppe, wie beispielsweise eine Leiterplatte oder eine Steckereinrichtung, mit einer Stifthülse, in welcher ein Prüfkopf mit einem Führungsende längsverschieblich gelagert ist, wobei in der Stifthülse ein Federelement angeordnet ist, entgegen dessen Federkraft der Prüfkopf bei der Berührungskontaktierung des Prüflings mit dem Führungsende in die Stifthülse axial einfedern kann.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Prüfvorrichtung zur Berührungskontaktierung eines Prüflings, mit einem Kontakthalter, an welchem eine Vielzahl von Federkontaktstiften parallel zueinander angeordnet ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben des oben genannten Federkontaktstifts oder der oben genannten Prüfvorrichtung.
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Federkontaktstifte und Prüfvorrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Das Prüfen der Funktionsfähigkeit eines elektrischen Prüflings dient zur Qualitätssicherung insbesondere bei der Serienproduktion elektrischer/elektronischer Bauelemente oder Baugruppen. Je nach zu testendem Prüfling unterscheiden sich dabei die Kontaktierarten. Insbesondere bei plattenförmigen Prüflingen, wie beispielsweise Leiterplatten, bietet es sich an, durch Berührungskontaktierung elektrisch leitfähiger Kontaktelemente oder Kontaktflächen des Prüflings diesen einer Prüfung zu unterziehen. Zur Berührungskontaktierung ist es vorteilhaft, Federkontaktstifte zu verwenden, weil diese einerseits eine sichere Kontaktierung des Prüflings gewährleisten und andererseits eine verschleißarme beziehungsweise beschädigungsfreie Kontaktierung erlauben.
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Je nach Art der Prüfung oder des Prüflings ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an den jeweils verwendeten Federkontaktstift, wodurch sich eine hohe Variantenvielfalt ergibt. Dabei werden an der Prüfvorrichtung oft auch unterschiedliche Federkontaktstifte eingesetzt, um unterschiedliche Kontaktstellen des Prüflings jeweils optimal zu berührungszukontaktieren. Die Bestückung einer Prüfvorrichtung mit unterschiedlichen Federkontaktstiften ist aufwendig und kann zu Fehlern führen, sodass beispielsweise Federkontaktstifte an einer falschen Position der Prüfvorrichtung eingesetzt werden und damit eine optimale Prüfung des Prüflings nicht gewährleistet ist. In der Regel werden die Federkontaktstifte manuell in der Prüfvorrichtung montiert. Dabei werden die unterschiedlichen Federkontaktstifte optisch, beispielsweise mittels einer auf die Stifthülse aufgebrachten Artikelnummer identifiziert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federkontaktstift und eine Prüfvorrichtung zu schaffen, die einen erhöhten Funktionsumfang aufweisen und insbesondere eine einfache Montage der Prüfvorrichtung erlauben, durch welche die richtige Anordnung von Federkontaktstiften an der Prüfvorrichtung auf einfache Art und Weise gewährleistet ist.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch einen Federkontaktstift mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Prüfvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
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Der erfindungsgemäße Federkontaktstift hat den Vorteil, dass eine automatisierte Identifikation durchführbar ist, sodass das Fehlerpotential bei der Montage des Federkontaktstifts an einer Prüfvorrichtung minimiert wird. Darüber hinaus erlaubt die erfindungsgemäße Ausbildung des Federkontaktstifts das Integrieren weiterer Funktionen in den Federkontaktstift, welche einen Mehrwert gegenüber bisher bekannten Federkontaktstiften, insbesondere in Bezug auf die Variantenvielfalt, bieten. Erfindungsgemäß ist hierzu vorgesehen, dass in der Stifthülse ein Mikrokontroller angeordnet und insbesondere mit einem Messpfad des Federkontaktstifts elektrisch verbunden ist. Durch den Mikrokontroller können unterschiedliche Funktionen in dem Federkontaktstift ausgeführt werden. Insbesondere können unterschiedliche Berechnungen durchgeführt werden, um beispielsweise ein Messergebnis bei der Berührungskontaktierung zu ermitteln und/oder Daten, die den Federkontaktstift selbst betreffen, zu erfassen. Damit die bei der Berührungskontaktierung erfassten Messsignale vom Mikrokontroller ausgewertet werden können, ist dieser bevorzugt mit einem durch den Federkontaktstift führenden Messpfad elektrisch verbunden. Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der Mikrokontroller dabei mit dem Messpfad lediglich verbunden, in einer anderen Ausführungsform ist der Mikrokontroller bevorzugt in den Messpfad derart eingesetzt, dass er ihn unterbricht. In beiden Fällen können die erfassten Messsignale durch den Mikrokontroller empfangen und ausgewertet werden. Alternativ ist der Mikrokontroller nicht mit dem Messpfad elektrisch verbunden, sondern mit separaten Bauteilen, beispielsweise mit einer Kommunikationseinrichtung, einem ansteuerbaren Aktuator oder dergleichen, um den Federkontaktstift mit einer zusätzlichen Funktion zu ergänzen. Ist der Federkontaktstift als klassischer Federkontaktstift ausgebildet, mit einem elektrisch leitfähigen Prüfkopf und einer elektrisch leitfähigen Stifthülse, so ist der Mikrokontroller bevorzugt mit der Stifthülse und/oder mit dem Prüfkopf elektrisch verbunden, um die Verbindung zu dem elektrischen Messpfad herzustellen. Insbesondere erlaubt der Mikrokontroller eine Kommunikation mit dem Federkontaktstift, durch welchen insbesondere eine Identifizierung des Federkontaktstifts auf einfache Art und Weise möglich ist. Insbesondere durch die Programmierung des Mikrokontrollers ist dieser an die jeweilige Aufgabe einfach anpassbar. Durch den elektrischen Kontakt in der Stifthülse und/oder mit dem Prüfkopf ist gewährleistet, dass der Mikrokontroller elektrisch einfach kontaktierbar ist, um beispielsweise die durch die Berührungskontaktierung erfassten elektrischen Signale zu empfangen und auszuwerten, und/oder um mit einer insbesondere externen elektrischen Datenverarbeitung, insbesondere Auswerteeinrichtung und/oder Steuereinrichtung, zu kommunizieren, also Daten zu versenden und/oder zu empfangen. Insbesondere hierdurch ist beispielsweise das Auslesen einer digitalen beziehungsweise digital hinterlegten Identifikation des Federkontaktstifts möglich.
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Dazu ist bevorzugt vorgesehen, dass der Mikrokontroller wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle aufweist. Über die Kommunikationsschnittstelle werden insbesondere die digitalisierten Daten an die Datenverarbeitung weitergeleitet. Bei der Schnittstelle handelt es sich insbesondere um eine BUS-Schnittstelle, durch welche die digitalisierten Daten auf einen Datenbus übertragen werden können, welcher mit der Auswerteeinrichtung verbunden ist. Insbesondere dann, wenn eine Vielzahl von Federkontaktstiften in/an der Prüfvorrichtung vorgesehen sind, bietet dies den Vorteil, dass diese gleichzeitig über den Datenbus mit der Auswerteeinrichtung kommunizieren können.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Mikrokontroller wenigstens einen Datenspeicher aufweist. In dem Datenspeicher können beispielsweise während eines Prüfvorgangs aktuell erfasste Daten für eine spätere Auswertung hinterlegt werden, beispielsweise um eine Mittelung von Daten nach einem erfolgten Prüfvorgang durch den Mikrokontroller durchzuführen. Dadurch kann eine Vorverarbeitung erfasster Daten bereits in dem Federkontaktstift selbst erfolgen. Insbesondere ist in dem Datenspeicher eine Identifikation, insbesondere Identifikationsnummer des Federkontaktstifts hinterlegt. Der Datenspeicher ist zu diesem Zweck vorzugsweise als nicht-flüchtiger Speicher ausgebildet. Durch die Identifikation ist der Federkontaktstift eindeutig identifizierbar, wobei die Identifikation beispielsweise eine Artikelnummer und/oder eine Chargennummer umfasst. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, nach der Montage insbesondere mittels der externen Auswerteeinrichtung schnell und sicher zu verifizieren, ob der gewünschte Federkontaktstift an der gewünschten Stelle der Prüfvorrichtung angeordnet ist. Der Datenspeicher ist insbesondere in den Mikrokontroller integriert ausgebildet oder separat zu dem Mikrokontroller. Bei einer separaten Ausbildung ist der Datenspeicher insbesondere ebenfalls innerhalb der Stifthülse angeordnet. Besonders bevorzugt ist der Mikrokontroller auf einer Leiterplatte in der Stifthülse angeordnet. Dieser Leiterplatte ist vorzugsweise auch der Datenspeicher und/oder weitere elektrische/elektronische Bauteile, die im Folgenden auch beschrieben werden sollen, angeordnet. Die Leiterplatte ist besonders bevorzugt zumindest abschnittsweise flexibel, insbesondere elastisch oder biegeschlaff verformbar ausgebildet, sodass die Leiterplatte insbesondere unter elastischer oder biegeschlaffer Verformung in die Stifthülse einführbar ist. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass die Leiterplatte in ihrer plattenförmigen beziehungsweise ebenen Ausgangsform mit den gewünschten Bauteilen mittels herkömmlicher Bestückungsverfahren bestückt werden kann.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Mikrokontroller mit wenigstens einem in oder an der Stifthülse angeordneten Sensor verbunden ist. Insbesondere ist der Sensor Teil des Mikrokontrollers selbst. Durch das Anordnen eines Sensors in oder an der Stifthülse wird der Federkontaktstift um eine Funktion erweitert, die bei der Durchführung des Prüfvorgangs nutzbar ist. Insbesondere wird mithilfe des Sensors eine Vorauswertung elektrischer Signale, die bei der Prüfungskontaktierung erfasst werden, ermöglicht. Darüber hinaus können auch noch Daten durch den Sensor erfasst werden, welche nicht direkt mit einem durch die Berührungskontaktierung erfassten elektrischen Signals zusammenhängen, wie beispielsweise Temperatur oder Druckwerte. Der Sensor ist insbesondere in der Stifthülse angeordnet, sodass dieser einfach an der Prüfvorrichtung anordenbar ist und sodass insbesondere die Außenkontur des Federkontaktstifts durch den Sensor nicht beeinträchtigt wird. Dadurch, dass insbesondere der Mikrokontroller und der Sensor in der Stifthülse angeordnet sind, ist ein enges Raster von Federkontaktstiften in/an der Prüfvorrichtung möglich.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Mikrokontroller einen Analog-Digital-Wandler aufweist. Durch diesen werden die analog erfassten elektrischen Signale bei der Berührungskontaktierung in digitale Signale gewandelt, die dann vom Mikrokontroller ausgewertet werden. Alternativ werden die digitalisierten Signale direkt der Datenverarbeitung zugeführt, sodass sie erst dort ausgewertet werden. Dadurch, dass die Datenverarbeitung digitale Signale von dem Federkontaktstift erhält, ist auch eine eindeutige Zuordnung der erhaltenen Signale zu dem jeweiligen Kontaktstift und damit zu der jeweiligen Prüfstelle an dem Prüfling sicher gewährleistet. Insbesondere dann, wenn der Federkontaktstift einer von vielen Federkontaktstiften in der Prüfvorrichtung ist, ist dadurch eine sichere Auswertung der erfassten Daten gewährleistet. Bei diesen Signalen handelt es sich insbesondere um physikalische Größen, die entweder am Prüfling erfasst werden oder den Zustand des Federkontaktstifts selbst betreffen. Bevorzugt erfolgt eine Kalibrierung der erfassten Signale durch den Mikrokontroller, beispielsweise mithilfe von in dem Datenspeicher hinterlegten Kennlinien und/oder Kennfeldern. Auch können die digitalisierten Signale dazu benutzt werden, in oder an dem Federkontaktstift angeordnete elektrische/elektronische Bauteile anzusteuern, welche weitere Funktionen des Federkontaktstifts ermöglichen.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Sensor als Kraftsensor oder Wegsensor ausgebildet und dem Prüfkopf zum Erfassen einer durch den Prüfling auf den Prüfkopf ausgeübten Kraft oder Bewegung bei der Berührungskontaktierung zugeordnet ist. Der Sensor wirkt also mit dem Prüfkopf zusammen, um dessen Bewegung und/oder die auf den Prüfkopf ausgeübte Kraft, die bei der Berührungskontaktierung auftritt, zu erfassen. Hierdurch werden Daten generiert, welche eine Überwachung des Prüfvorgangs erlauben. Durch das Erfassen des Bewegungswegs des Prüfkopfs lässt sich beispielsweise feststellen, ob die zu berührende Kontaktfläche des Prüflings die korrekte Höhe gegenüber der Prüfvorrichtung beziehungsweise dem Federkontaktstift aufweist. Durch den Vergleich der Bewegungswege mehrerer Federkontaktstifte einer Prüfvorrichtung kann damit auf einfache Weise ein Profil, insbesondere Oberflächenprofil, des Prüflings erstellt und mit einem erwarteten Profil verglichen werden. Dadurch ist es beispielsweise feststellbar, ob der Prüfling korrekt gegenüber dem Federkontaktstift/der Prüfvorrichtung ausgerichtet ist, ob es sich um den richten Prüfling handelt oder ob eine Beschädigung des Prüflings vorliegt. Ist der Sensor als Kraftsensor ausgebildet, wird die auf den Prüfkopf wirkende Kraft bei der Berührungskontaktierung erfasst, wodurch feststellbar ist, wie stark die mechanische Belastung bei der Berührungskontaktierung für den Prüfling ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Prüfling mit einer für ihr vorteilhaften Kontaktkraft beaufschlagt wird. Bevorzugt sind dazu Grenzwerte in dem Datenspeicher hinterlegt, mit dem ein aktuell erfasster Kraftwert verglichen wird. Übersteigt oder unterschreitet der erfasste Kraftwert den hierfür gültigen Grenzwert, so wird auf eine Überlastung oder unzureichende Kontaktkraft erkannt und der Prüfvorgang abgebrochen beziehungsweise durch den Mikrokontroller ein Warnsignal an die Auswerteeinrichtung gesendet, um den Prüfvorgang abzubrechen. Der Kraftsensor weist dazu insbesondere mindestens einen Dehnmessstreifen oder ein Piezo-Element auf, die sich beide dadurch auszeichnen, dass sie auch kleine Messwertschwankungen erfassen. Aufgrund der erwarteten kleinen Messsignale des Kraftsensors stellen parasitäre elektrische Widerstände, die sich beispielsweise in der Verbindungsleitung von dem Federkontaktstift zu der Auswerteeinrichtung befinden, eine direkte Minderung der Messqualität dar. Durch die vorteilhafte Integration des Mikrokontrollers sowie des jeweiligen Sensors in den Federkontaktstift wird eine besonders nahe Anordnung dieser beiden Elemente zueinander gewährleistet, wodurch Verbindungsleitungen verkürzt und die Messsignale bei ihrer Übertragung beeinflussende Hindernisse vermieden beziehungsweise verringert werden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in oder an der Stifthülse ein Signalgeber, insbesondere ein optischer Signalgeber, angeordnet ist, der mit dem Mikrokontroller verbunden ist. Durch den optischen Signalgeber, der insbesondere als Leuchtdiode oder Laserdiode ausgebildet ist, kann ein optisches Signal beispielsweise an einen Benutzer ausgegeben werden, um diesen auf einen Fehler oder andere Informationen aufmerksam zu machen. So wird insbesondere durch ein farbiges Leuchtsignal der Benutzer über das positive (erfolgte) oder negative (nicht-erfolgte) Zustandekommen einer Berührungskontaktierung mit dem Prüfling informiert. Weil das Leuchtmittel direkt an dem Federkontaktstift angeordnet ist, kann der Benutzer somit beispielsweise schnell feststellen, ob der Federkontaktstift korrekt in der Prüfvorrichtung beziehungsweise im/am Trägerelement der Prüfvorrichtung montiert ist, sodass eine Berührungskontaktierung zu Stande kommt.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in oder an der Stifthülse ein ansteuerbarer Aktuator angeordnet und mit dem Mikrokontroller verbunden ist. Durch den ansteuerbaren Aktuator werden in den Federkontaktstift weitere Funktionen integriert. Insbesondere ist vorgesehen, dass als Aktuator ein elektromotorischer oder elektromagnetischer Aktuator eingesetzt ist. Mittels des Aktuators ist beispielsweise die Ausgangsstellung des Prüfkopfs im unbelasteten Zustand, also noch vor der Berührungskontaktierung mit dem Prüfling, einstellbar. Dadurch ist die Position des Prüfkopfs nach Montage des Federkontaktstifts in der Prüfvorrichtung individuell einstellbar, um eine anschließende Berührungskontaktierung sicher zu gewährleisten. Im Zusammenwirken mit dem Weg- oder Kraftsensor ist der Federkontaktstift dazu insbesondere in der Lage, seine Ausgangsstellung selbsttätig bei der ersten Montage einzurichten. So kann der Federkontaktstift zur Kalibrierung erstmalig dem Prüfling zugeführt werden. Der Sensor registriert die Bewegung oder die Kraft, die auf den Prüfkopf wirkt und passt die Ausgangsstellung des Prüfkopfs mittels des Aktuators derart an, dass bei der anschließenden Prüfung ein sicherer Berührungskontakt gewährleistet ist. Sind mehrere derartiger Federkontaktstifte in einer Prüfvorrichtung vorhanden, ist dadurch eine automatische Kalibrierung der gesamten Prüfvorrichtung automatisiert durchführbar.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in oder an der Stifthülse ein Schwingungserzeuger, insbesondere ein Piezo-Element beziehungsweise Piezo-Aktuator, angeordnet ist. Durch den Schwingungserzeuger sind mechanische Schwingungen in beziehungsweise an dem Federkontaktstift erzeugbar, die insbesondere die Berührungskontaktierung unterstützen. Durch die Schwingungen oder Vibrationen ist es beispielsweise erreichbar, dass der Prüfkopf quer zur Längserstreckung des Federkontaktstifts schwingt und sich dadurch in die jeweilige Kontaktfläche des Prüflings einritzt, um einen sicheren elektrischen Kontaktstift zu gewährleisten. Durch das Schwingen wird außerdem erreicht, dass bei der Berührungskontaktierung gegebenenfalls zwischen Prüfkopf und Kontaktfläche des Prüflings befindliche Störelemente, wie beispielsweise Staubkörner oder dergleichen, aus dem Kontaktierbereich entfernt werden. Durch die Schwingungen des Piezos ist zudem sichergestellt, dass die Bauteile, welche sich relativ zueinander während einer Kontaktierung bewegen (z.B. Prüfkopf mit Mantel), sich ständig in Gleitreibung zueinander befinden. Ein Kratzen aufgrund des sogenannten Stick-Slip-Effektes wird hierbei vermieden.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in oder an der Stifthülse eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation angeordnet und mit dem Mikrokontroller verbunden ist. Die Kommunikationseinrichtung ist insbesondere als Sender und/oder als Empfänger ausgebildet. Durch die Kommunikationseinrichtung ist eine Kommunikation beispielsweise mit der Auswerteeinrichtung oder mit anderen Geräten, wie beispielsweise mit anderen Federkontaktstiften möglich. Als Kommunikationseinrichtung ist insbesondere ein Bluetooth-Modul, WLAN-Modul, oder Funkmodul (LoRa) vorhanden. Dadurch kann auf bekannte Funkstandards zurückgegriffen werden. Die Kommunikationseinrichtung kann alternativ oder zusätzlich zu der Kommunikationsschnittstelle vorhanden sein. Insbesondere ist die Kommunikationseinrichtung in den Mikrokontroller integriert ausgebildet.
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Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Federkontaktstift als elektrischer Mehrpfadstift, insbesondere Koaxialstift, ausgebildet ist, der zumindest zwei elektrisch voneinander getrennte Messpfade zur Berührungskontaktierung des Prüflings aufweist, wobei der Mikrokontroller mit jedem der Messpfade verbunden ist. Durch die mehreren beziehungsweise zumindest zwei Messpfade ist beispielsweise das Messergebnis des Federkontaktstifts plausibilisierbar. Insbesondere ist der Federkontaktstift dazu ausgebildet, dass die zumindest zwei Messpfade an dem Prüfling beziehungsweise an der elektrischen Kontaktfläche des Prüflings miteinander kurzgeschlossen werden. Dadurch ist beispielsweise auch die Qualität der Berührungskontaktierung des Prüflings durch den Federkontaktstift ermittelbar. Dazu ist optional ein elektrischer Widerstand zwischen den zwei elektrischen Messpfaden geschaltet. Die Messung wird dann durch den Mikrokontroller durchgeführt.
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Insbesondere ist dazu vorgesehen, dass in zumindest einem der Messpfade, insbesondere in beiden Messpfaden, jeweils ein betätigbares Schalterelement zum Unterbrechen oder Herstellen eines jeweiligen Messpfads angeordnet ist. Insbesondere sind die Schalterelemente mit dem Mikrokontroller verbunden, um durch diesen angesteuert zu werden. Die Schalterelemente können separat zu dem Mikrokontroller oder auch in dem Mikrokontroller integriert ausgebildet sein. Durch das Betätigen der Schalterelemente wird erreicht, dass die Messung nicht durch Signale des Prüflings selbst beeinflusst wird. Zu diesem Zweck sind die Schalterelemente vorzugsweise zwischen der Datenverarbeitung und dem elektrischen Widerstand und/oder dem Mikrokontroller angeordnet.
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Bevorzugt weist der Mikrokontroller für zumindest einen Messpfad des Federkontaktstifts ein betätigbares Schalterelement auf, dass der Mikrokontroller bei Bedarf schließt beziehungsweise betätigt, um beispielsweise den Prüfling mit einer elektrischen Spannung oder Strom zu beaufschlagen. Insbesondere weist der Federkontaktstift einen elektrischen Messpfad mit einem betätigbaren Schalterelement, das beispielsweise in den Mikrokontroller integriert ist, auf, welcher die Spannungsversorgung des Mikrokontrollers auf den Prüfling durchschaltet, wenn das Schalterelement betätigt beziehungswiese geschlossen wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist bevorzugt vorgesehen, dass der Federkontaktstift eine Montagehülse aufweist, in welche er insbesondere einschraubbar oder einsteckbar ist. Die Montagehülse wird insbesondere vor dem Federkontaktstift in einer Adapterplatte oder dergleichen der Prüfvorrichtung montiert, sodass der Federkontaktstift durch einfaches Einstecken oder Einschrauben in die Montagehülse einfach an der Adapterplatte montierbar und auch von dieser wieder lösbar ist. Vorzugsweise ist der Mikrokontroller dann an der Montagehülse angeordnet und dort insbesondere zur Identifizierung des Federkontaktstifts ausgebildet. Alternativ ist bevorzugt vorgesehen, dass der Federkontaktstift eine Kontrollerhülse aufweist, welche an das freie Ende des Federkontaktstifts, also an das von dem Prüfkopf abgewandte Ende des Federkontaktstifts anordenbar, insbesondere aufsteckbar, einsteckbar und/oder anschraubbar ist, wobei die Kontrollerhülse den Mikrokontroller trägt beziehungsweise aufweist. Die Stifthülse des Federkontaktstifts ist in diesem Fall also zweiteilig ausgebildet, wobei der Mikrokontroller in dem Teil der Stifthülse angeordnet beziehungsweise gehalten ist, welcher von dem vom Prüfkopf abgewandten Ende des Federkotaktstifts lösbar ist. Alternativ ist die Kontrollerhülse dazu ausgebildet, an dem freien Ende der Montagehülse angeordnet zu werden, insbesondere durch Aufstecken, Einstecken und/oder Verschrauben.
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Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 zeichnet sich dadurch aus, dass die Federkontaktstifte erfindungsgemäß ausgebildet sind. Es ergeben sich hierdurch die zuvor bereits genannten Vorteile.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass die Mikrokontroller der jeweiligen Federkontaktstifte mit einem gemeinsamen BUS-System der Prüfvorrichtung verbunden, insbesondere in Serie geschaltet sind. Über den gemeinsamen BUS/Datenbus sind somit die digitalisierten Messsignale des jeweiligen Federkontaktstifts an die insbesondere externe Datenverarbeitung der Prüfeinrichtung auf einfache Art und Weise übermittelbar. Durch die Verwendung des Datenbus können die Federkontaktstifte beziehungsweise deren Mikrokontroller in Reihe beziehungsweise in Serie geschaltet werden, wodurch der Verkabelungsaufwand sowie der dazu notwendige Bauraum verringert werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 zeichnet sich dadurch aus, dass der Mikrokontroller dazu angesteuert wird, wenigstens eine Messung bei der Berührungskontaktierung durchzuführen oder den Federkontaktstift zu identifizieren. Insbesondere werden bei der Berührungskontaktierung des Prüflings erfasste Messsignale durch den Mikrokontroller ausgewertet und an eine Datenverarbeitung (EDV), insbesondere Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung, gesendet. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung außerdem dazu ausgebildet ist, die Mikrokontroller anzusteuern, insbesondere über die zuvor erwähnte Kommunikationsschnittstelle.
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Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erörtert werden. Dazu zeigen
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1 eine Prüfvorrichtung mit einer Vielzahl von Federkontaktstiften in einer vereinfachten Seitenansicht,
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2A und 2B einen der Federkontaktstifte in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung und in einer Querschnittsdarstellung,
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3 eine schematische Darstellung der Prüfvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
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4 eine schematische Darstellung der Prüfvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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5 eine schematische Darstellung der Prüfvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
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6 eine schematische Darstellung der Prüfvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
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7 eine schematische Darstellung der Prüfvorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel und
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8 eine schematische Darstellung der Prüfvorrichtung nach einem sechsten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt in einer vereinfachten perspektivischen Darstellung eine Prüfvorrichtung 1 zum elektrischen Kontaktieren und Prüfen eines Prüflings 2, der beispielsweise als Leiterplatte, oder Steckkontaktvorrichtung ausgebildet ist. Die Prüfvorrichtung 1 weist dazu eine Trägerplatte 3 auf, in welcher eine Vielzahl von parallel zueinander ausgerichtete Durchgangsbohrungen ausgebildet sind. In den Durchgangsbohrungen 4 ist jeweils ein Federkontaktstift 5 eingesetzt.
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2A und 2B zeigen in einer Längsschnittdarstellung (2A) und in einer Querschnittsdarstellung (2B) einen beispielhaften Aufbau der Federkontaktstifte 5 anhand eines der Federkontaktstifte 5.
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Der Federkontaktstift 5 weist eine kreiszylinderförmige Stifthülse 6 auf, die an zumindest einem Stirnende 7 offen ausgebildet ist. Durch dieses Stirnende 7 tritt ein Prüfkopf 8 hindurch, der ein Prüfende 9 sowie ein Führungsende 10 aufweist. Das Führungsende 10 ist in der Stifthülse 6 axial verschieblich gelagert. Das Prüfende 9 ragt aus der Stifthülse 6 hinaus und dient zur Berührungskontaktierung des Prüflings 2. Das Prüfende 9 ist insbesondere dazu ausgebildet, mit einer elektrisch leitfähigen Kontaktfläche 11 des Prüflings 2 in Berührungskontakt zu gelangen. Dazu kann das Führungsende 9 beispielsweise eine zentrierende Formgebung aufweist, welche die Berührungskontaktierung mit der Kontaktfläche 11 erleichtert, wenn beispielsweise die Kontaktfläche 11 von einem von dem Prüfling vorstehenden Vorsprung eines Kontaktierelements gebildet ist. Auch kann es sich bei dem Prüfende 9 beispielsweise um eine Prüfspitze handeln, die auf die Kontaktfläche 11 abgesetzt wird.
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Durch eine Verjüngung 12 der Stifthülse an dem Stirnende 7 ist das Führungsende 10 formschlüssig in der Stifthülse 6 gehalten. In der Stifthülse 6 ist außerdem ein Federelement 13, vorliegend in Form einer Schraubenfeder, angeordnet, gegen welches das Führungsende 10 in die Stifthülse 6 hinein verlagerbar ist. Das Federelement 13 stützt sich somit einerseits an dem Führungsende 10 und andererseits an der Stützhülse 6 ab. Vorzugsweise ist das Federelement 13 im unbelasteten Zustand des Federkontaktstifts 5 vorgespannt. Wird nun die Prüfvorrichtung 1 auf den Prüfling 2 zubewegt oder anders herum, bis der jeweilige Federkontaktstift 5 mit dem Prüfkopf 8 auf die zugeordnete Kontaktfläche 11 trifft, so federt der jeweilige Prüfkopf 8 entgegen der Kraft des Federelements 13 in die Stifthülse 6 ein.
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Hierdurch wird gewährleistet, dass eine sichere Kontaktierung aller Kontaktflächen 11 des Prüflings 2 gewährleistet ist, wobei aufgrund der Verlagerbarkeit des Prüfkopfs 8 zu der jeweiligen Stifthülse 6, ein vorteilhafter Höhenausgleich, insbesondere Toleranzausgleich, erfolgt. Weil damit alle Federkontaktstifte 5 individuell einfedern können, ist eine sichere Kontaktierung aller Kontaktflächen 11 des Prüflings gewährleistet.
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Bevorzugt sind der Prüfkopf 8 und die Stifthülse 6 aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt. Bei der Durchführung eines Prüfvorgangs, bei welchem die Prüfvorrichtung 3 und der Prüfling 2 zusammengeführt werden, sodass die Kontaktflächen 11 durch die Federkontaktstifte 5 elektrisch berührungskontaktiert werden, wird durch die Federkontaktstifte 5 jeweils ein Messpfad an der jeweiligen Kontaktfläche 11 des Prüflings 2 durch die Prüfvorrichtung 3 zu einer hier nicht dargestellten Auswerteeinrichtung, mit welcher beispielsweise die Stifthülsen 6 elektrisch verbunden sind, gebildet. Dadurch können Messsignale durch die Federkontaktstifte 5 in den Prüfling 2 eingebracht und/oder von diesem ausgelesen werden, um diesen insbesondere auf seine elektrische Funktionsfähigkeit zu prüfen.
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In der Stifthülse 6 des jeweiligen Federkontaktstifts 5 ist weiterhin ein Mikrokontroller 14 angeordnet, der elektrisch mit dem Prüfkopf 8 und/oder der Stifthülse 6 verbunden ist. Dadurch nimmt der Mikrokontroller 14 an dem Prüfvorgang teil, indem ein bei der Berührungskontaktierung erfasstes Messsignal dem Mikrokontroller 14 zur Auswertung zugeführt oder von dem Mikrokontroller 14 dem Prüfling 2 zugeführt wird.
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Insbesondere weist der Mikrokontroller 14 einen Datenspeicher 15 auf, oder der Datenspeicher 15 ist dem Mikrokontroller 14 zumindest zugeordnet und mit diesem verbunden. In dem Datenspeicher 15 ist insbesondere eine Identifikation, insbesondere eine Identifikationsnummer des Federkontaktstifts 5 hinterlegt. Der Datenspeicher 15 ist dazu zweckmäßigerweise nicht-flüchtig ausgebildet, sodass die Identifikationsnummer dauerhaft interlegt ist. Der Mikrokontroller 14 ist weiterhin zweckmäßigerweise mit einer Kommunikationsschnittstelle 16 verbunden, durch welche der Mikrokontroller 14 von außerhalb des Federkontaktstifts 5 insbesondere durch die bereits erwähnte Auswerteeinrichtung ansprechbar ist. Dadurch ist eine Abfrage der Identifikation des Federkontaktstifts 5 auf digitalem beziehungsweise elektrischem Wege gewährleistet. Hierdurch wird erreicht, dass eine einfache Montage der Prüfvorrichtung 1 mit unterschiedlichen Federkontaktstiften 5 möglich ist, weil auf einfache Art und Weise die korrekte Anordnung der Federkontaktstifte 5, die sich beispielsweise in der Ausgestaltung des Prüfkopfs 8 und/oder ihrer Funktion unterscheiden, durch die jeweils gespeicherte beziehungsweise hinterlegte Identifikation des jeweiligen Federkontaktstifts 5 auf einfache Art und Weise insbesondere durch die Auswerteeinrichtung prüfbar ist.
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Dem Mikrokontroller ist weiterhin bevorzugt ein Analog-Digital-Wandler 17 zugeordnet oder der Analog-Digital-Wandler 17 ist in den Mikrokontroller 14 integriert. Mit dem Analog-Digital-Wandler 17 werden insbesondere die bei der Berührungskontaktierung erfassten analogen elektrischen Signale in digitale Signale gewandelt. Bei den digitalen Signalen kann es sich beispielsweise um Messwerte von physikalischen Größen handeln, die am Prüfling 2 abgenommen werden, oder die den Zustand des Federkontaktstifts 5 selbst betreffen. Eine Kalibrierung der Signale erfolgt vorzugsweise durch in dem Datenspeicher 15 hinterlegten Kennlinien und/oder Kennfelder. Durch den Digital-Analog-Wandler können bevorzugt auch digitale Signale in analoge Signale gewandelt werden, zur Ansteuerung aktiver Bauelemente, insbesondere des Federkontaktstifts 5 selbst, die beispielsweise in oder an der Stifthülse 6 angeordnet sind. Zusätzliche weitere logische Funktionen können über die digitale Schnittstelle (Analog-Digital-Wandler 17) und zugehöriger Software in dem Mikrokontroller 14 und damit in den jeweiligen Federkontaktstift 5 eingeprägt werden. Neben der Identifikationsnummer können auch weitere Daten in dem Datenspeicher 15 hinterlegt werden, wie beispielsweise eine Artikelnummer oder Chargennummer. Auch können hierbei weitere Informationen, wie beispielsweise über die Kopfform des Prüfkopfs 8 an seinem Prüfende 9, die Vorspannkraft oder Federkraft des Federelements 13 oder verwendete Materialien und/oder Beschichtungen umfassen. Die Chargennummer soll für eine mögliche Rückverfolgbarkeit der Produktion des Federkontaktstifts 5 dienen, welche Rückschlüsse auf mögliche Produktionsfehler ermöglicht. Sinnvolle weitere Informationen, welche zu einer Identifikation des Federkontaktstifts gehören, können die zu erwartende Lebensdauer sowie die für den zulässigen Betriebsparameter betreffen.
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Dadurch wird die Verwendung eines komplexen Federkontaktstifts 5 für den Kunden ermöglicht. Überschreitet ein Federkontaktstift 5 seine Lebensdauer oder wird durch zu hohe mechanische Belastung beschädigt, so schleichen sich in die Prüfung sogenannte Pseudofehler ein, welche ein angebliches schlechtes oder fehlerhaftes Produkt attestieren. Eigentliche Ursache für diese Fehler sind jedoch Defekte oder Alterungserscheinungen an dem Federkontaktstift 5 selbst, welche im Extremfall auch zu einer Beschädigung des Prüflings 2 bei der Berührungskontaktierung führen könnten. Durch den Einsatz des Mikrokontrollers 14 in dem Federkontaktstift 5 und insbesondere mit Hilfe der Kommunikationsschnittstelle 16 bietet der vorteilhafte Federkontaktstift 5 den Vorteil, dass eine automatische Warnmeldung ausgegeben werden kann, wenn beispielsweise mechanische Kräfte überschritten oder die Lebensdauer des Federkontaktstifts 5 erreicht wurde. Mittels des Datenspeichers 15 und der Schnittstelle 16 ist nicht nur der Prüfling 2, sondern auch der Federkontaktstift 5 selbst überwachbar. So können Informationen zu der Lebenserwartung in dem Speicher 15 hinterlegt und abgerufen werden. Eine übergeordnete EDV-Struktur, insbesondere die Auswerteeinrichtung, kann diese Informationen abrufen und melden, wenn die Lebensdauer des Federkontaktstifts 5 abläuft. Durch einen präventiven Austausch des jeweiligen Federkontaktstifts 5 können dadurch viele Ursachen im Vorfeld unterbunden werden. Mittels der Kommunikationsschnittstelle 16 können unterschiedliche Messwerte/Messsignale dargestellt werden, welche durch die digitale Kommunikation potentielle Fehlwerte mitteilen. Hierdurch kann beispielsweise die Ursache für eine mögliche Beschädigung des Federkontaktstifts 5 ermittelt werden.
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Durch den Analog-Digital-Wandler 17 ist beispielsweise ein Sensor an dem Mikrokontroller anschließbar. Vorteilhafterweise sind die Federkontaktstifte 5 der Prüfvorrichtung 1 insbesondere durch die Kommunikationsschnittstelle 16 mit einem oder mehreren gemeinsamen Bus-Systemen verbunden. Durch das zur Verfügungstellen digitaler Messsignale ist damit eine Serienschaltung der Federkontaktstifte 5 möglich, wodurch ein Verkabelungsaufwand beziehungsweise Verdrahtungsaufwand für Signalleitung und Energieversorgung reduziert wird.
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Um eine einfache Anordnung des Mikrokontrollers 14, des Datenspeichers 15, des Analog-Digital-Wandlers 17 sowie der Kommunikationsschnittstelle 16 in der Stifthülse 6 zu ermöglichen, ist vorliegend vorgesehen, dass die genannten Elemente auf einer steifen oder auf einer flexiblen Leiterplatte 18 angeordnet sind. Vorzugsweise sind die einzelnen genannten elektrischen Komponenten/Funktionen, insbesondere also der Datenspeicher 15, die Kommunikationsschnittstelle 16 und/oder der Analog-Digital-Wandler 17, in den Mikrokontroller 14 integriert. In der 2 sind die Komponenten insbesondere zur besseren Übersicht einzeln dargestellt, und können alternativ als einzelne Komponenten vorgesehen werden. Die flexible Leiterplatte 18 ist zumindest abschnittsweise elastisch verformbar ausgebildet, sodass die genannten Elemente auf die in ihrem Ausgangszustand flache beziehungsweise ebene Leiterplatte 18 montiert werden können. Dazu können herkömmliche Montageverfahren verwendet werden. Anschließend wird die Leiterplatte 18 insbesondere beim Einführen in die Stifthülse 6 durch Rollen und/oder Falten derart verformt, dass sie vollständig in die Stifthülse 6 einführbar ist.
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2B zeigt hierzu in einer vereinfachten Querschnittsdarstellung den Federkontaktstift 5, bei welchem die Leiterplatte 18 derart gerollt ist, dass sie im Querschnitt eine S-Form erhält. Vorzugsweise wird die Leiterplatte 18 unter elastischer Verformung in die gewünschte Form gebracht, sodass nach der Montage die durch die Verformung erzeugte Vorspannung der Leiterplatte 18 dafür sorgt, dass diese sicher an der Innenseite 19 der Stifthülse 6 anliegt. Dadurch ist eine Ausrichtung und Anordnung der genannten Elemente innerhalb der Stifthülse 6 sicher gewährleistet. Insbesondere kann dadurch gewährleistet werden, dass die Komponenten nicht direkt in Berührungskontakt mit der Stifthülse 6 gelangen, um Kurzschlüsse oder Fehlmessungen zu vermeiden. Dabei bietet es sich gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an, die Elemente, insbesondere den Mikrokontroller 14, auf dem mittleren Abschnitt der S-Form anzuordnen, sodass der Mikrokontroller 14 möglichst weit beabstandet zu der Mantelwand der Stifthülse 6 angeordnet ist. Durch Leiterbahnen, die auf der Leiterplatte 18 verlaufen, ist eine einfache elektrische Kontaktierung des Mikrokontrollers 14 direkt oder indirekt, und beispielsweise über den Analog-Digital-Wandler 17 möglich. Darüber hinaus ist hierdurch auch eine optional elektrische Verbindung zwischen Mikrokontroller 14 und Stifthülse 6 gewährleistet, indem beispielsweise eine der Leiterbahnen durch die Vorspannkraft der Leiterplatte gegen die Innenseite der Stifthülse 6 gedrängt wird.
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3 zeigt eine schematische Darstellung der Prüfvorrichtung 1, die den Prüfling 2 berührungskontaktiert. Im Folgenden werden Elemente, die aus bereits erläuterten Ausführungsbeispielen bekannt sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insoweit jeweils auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen wird. Es soll im Wesentlichen auf die Unterschiede der Ausführungsbeispiele eingegangen werden. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Prüfvorrichtung 1 drei der Federkontaktstifte 5 auf, die vorliegend mit FKS1, FKS2 und FKS3 bezeichnet sind. Die Federkontaktstifte 5 sind jeweils gleich ausgebildet, wobei nur für den Federkontaktstift FKS1 eine detaillierte Darstellung gezeigt ist. Dabei ist vorgesehen, dass zunächst der jeweilige Federkontaktstift 5 den Prüfling 2 elektrisch mit einer hier nur angedeuteten elektrischen Datenverarbeitung (EDV) 20, insbesondere Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung, verbindet. Dazu ist insbesondere die Kommunikationsschnittstelle 16 mit einem Datenbus 21 verbunden. Der Datenbus oder eine separate Energieleitung 22 gewährleistet außerdem die Energieversorgung der Federkontaktstifte 5.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in dem Datenspeicher 15, der in den Mikrokontroller 14 integriert ist, wie durch gestrichelte Linien gezeigt, Identifikationsdaten zu dem jeweiligen Federkontaktstiften 5 hinterlegt. Durch den Datenbus 21 können diese Daten von der Auswerteeinrichtung 20 abgefragt werden. Die elektrische Verbindung zu dem Prüfling 2 erfolgt in diesem Fall, wie bereits erwähnt, durch einen direkten Messpfad 23, welcher durch den elektrisch leitfähigen Prüfkopf 8 und die elektrisch leitfähige Stifthülse 6 gebildet wird.
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4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Federkontaktstifts 5 in einer vereinfachten Darstellung. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist neben dem Mikrokontroller 14 außerdem ein Sensor 24 in der Stifthülse 6, insbesondere auf der Leiterplatte 18, wie beispielsweise in 2A gezeigt, angeordnet. Der Sensor 24 ist auch mit dem Mikrokontroller 14 verbunden, sodass dieser neben dem Datenspeicher 15 und dem Analog-Digital-Wandler 17 weitere Funktionen erhält. Insbesondere wandelt der Mikrokontroller 14 mittels des Analog-Digital-Wandlers 17 die analogen Messsignale des Sensors 24 in digitale. Vorteil einer solchen Anordnung im Vergleich zu einer direkten Weitergabe des Messsignals, wie in dem Ausführungsbeispiel von 3 vorgesehen, liegt in der Möglichkeit, das Messergebnis durch den Mikrokontroller 14 bereits vorab zu beeinflussen, insbesondere auszuwerten und/oder zu kalibrieren. Hierfür werden insbesondere weitere Daten, wie Kalibrationsdaten in dem Datenspeicher 15 hinterlegt. Optional sind in dem Datenspeicher 15 außerdem unterschiedliche Schwellwerte für eine Bewertung der erfassten Sensordaten hinterlegt, welche für eine Auswertung und direkte Bewertung der erfassten Messsignale beziehungsweise Sensorsignale des Sensors 24 genutzt werden. Es erfolgt somit eine Vorverarbeitung der erfassten Messsignale. Optional kann zusätzlich der direkte Messpfad 23 von dem Prüfling 2 zu der Datenverarbeitung 20 durch den Federkontaktstift 5 bereitgestellt sein.
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Der Sensor 24 ist insbesondere als Kraftsensor oder Weg-Mess-Sensor ausgebildet. Insbesondere die Ausbildung als Kraftsensor ist von Vorteil, um die Kraft zu erfassen, welche von dem Federkontaktstift 5 auf den Prüfling 2 bei der Berührungskontaktierung aufgebracht wird. Der Kraftsensor weist insbesondere einen Dehnmessstreifen oder einen Piezoresistiven Sensor auf, die sich beide durch sehr kleine Messwertschwankungen auszeichnen, die eine zusätzliche Auswertungselektronik benötigen. Aufgrund der kleinen Messsignale stellen parasitäre elektrische Widerstände, welche beispielsweise durch Leitungen zwischen dem Sensor 24 und einer Auswerteelektronik entstehen, eine direkte Minderung der Messqualität dar. Durch die vorteilhafte Anordnung des Sensors 24 und des Mikrokontrollers 14 auf der Leiterplatte 18 innerhalb der Stifthülse 6 ist dadurch eine besonders nahe Anordnung dieser beiden Elemente zueinander gewährleistet, wodurch eine hohe Auswertungsqualität erreicht werden kann.
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Wird der Prüfkopf 8 des jeweiligen Federkontaktstifts 5 mit einer Kontaktfläche 11 oder Kontaktelement 13 des Prüflings 2 elektrisch berührungskontaktiert, so kann ein solches Bauteil eine sonst in einem externen Messgerät stattfindende elektrische Messung selbst realisieren. Die Messergebnisse können direkt durch den Mikrokontroller 14 ausgewertet und das Ergebnis mittels des Datenbus 21 weitergeleitet beziehungsweise kommuniziert werden. In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine solche Messung zwischen zwei Messstellen beziehungsweise Kontaktflächen 11 des Prüflings 2 schematisch dargestellt. In diesem Fall sind zwei Federkontaktstifte FKS1 und FKS2 gezeigt, die gemäß dem Federkontaktstift 5 ausgebildet sind.
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Die beiden Mikrokontroller 14 der Federkontaktstifte FKS1 und FKS2 haben hierbei zwei unterschiedliche Funktionen. Für beide Funktionen muss der Prüfling 2 über den Prüfkopf 8 des jeweiligen Federkontaktstifts 5 elektrisch mit einem Port des Mikrokontrollers 14 verbunden sein. In dem Federkontaktstift FKS1, welcher vorliegend als Sender fungieren soll, ist dieser Port als Ausgang festgelegt. Bei dem anderen Federkontaktstift, FKS2, welcher vorliegend als Empfänger fungieren soll, muss dieser Port als Eingang festgelegt sein. Die Festlegung ist hierbei bevorzugt mittels der übergeordneten Datenverarbeitung 20 individuell festgelegt und kann innerhalb eines Messzyklus durch die übergeordnete Datenverarbeitung 20 durch ein entsprechendes Ansprechen beziehungsweise Ansteuern der Mikrokontroller 14 variiert werden, und damit kann ein Federkontaktstift 5 während einer einzelnen Kontaktierung sowohl die Funktion eines Senders als auch die Funktion eines Empfängers übernehmen. Des Weiteren ist es auch möglich, eine unterschiedliche Anzahl von Empfängern und Sendern während eines Messzyklus beziehungsweise einer Berührungskontaktierung zu realisieren. Auch können durch die Kommunikation über das Bussystem zumindest zwei Federkontaktstifte 5 sich selbst als Sender und Empfänger festlegen. Hierdurch lassen sich Fehler in der Kontaktierung sowie fehlerhafte einzelne Federkontaktstifte ermitteln. Die Wahrscheinlichkeit eines Pseudofehlers aufgrund fehlerhafter Prüfmittel oder eine unzureichenden elektrischen Kontaktierung lässt sich somit verringern. Ein weiterer Vorteil einer solchen Anordnung ist der niedrige Verkabelungsaufwand. So können hierbei eine Vielzahl von Federkontaktstiften 5 über eine einzelne Signalleitung, beispielsweise bestehend aus zwei Adern, sowie eine Energieversorgung, beispielsweise bestehend aus zwei Adern (+/–) miteinander verbunden werden. Ein derartiges vieradriges Kabel kann damit für die Energieversorgung und für die Kommunikation ausreichend sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 5 ist dabei vorgesehen, dass die Messsignale nicht direkt der Datenverarbeitung 20 zugeführt werden, sondern nur über die Mikrokontroller 14 der Federkontaktstifte FKS1 beziehungsweise FKS2.
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Bevorzugt senden die Federkontaktstifte beziehungsweise Mikrokontroller 14 Messsignale nur dann an die Datenverwaltung 20 beziehungsweise die externe EDV (Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung), wenn diese von der Datenverarbeitung 20 abgerufen werden, wenn ein erfasster Messwert nicht innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt oder wenn sich ein signifikanter Unterschied in den Messergebnissen einstellt.
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6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 1 mit einem Federkontaktstift 5, der ein ansteuerbares aktives Bauteil 25 aufweist. Das Bauteil 25 ist bevorzugt ebenfalls auf der Leiterplatte 18 angeordnet und insbesondere als optischer Signalgeber, beispielsweise LED oder Laserdiode, als Schwingungserzeuger, beispielsweise Piezo-Kristall/Piezo-Aktor, oder als Aktuator, insbesondere elektromagnetischer oder elektromotorischer Aktuator, ausgebildet und mit dem Mikrokontroller 14 verbunden, sodass das aktive Bauteil 25 durch den Mikrokontroller 14 ansteuerbar ist. Der Vorteil hierbei ist, dass die übergeordnete Auswerteeinrichtung 20 keine direkte Stellgrößen oder analogen Signale oder auch elektrische Energie zu dem elektrischen Bauteil 25 zur Verfügung stellen muss, vielmehr wird dies durch den Mikrokontroller 14 des jeweiligen Federkontaktstifts 5 selbst erledigt. Dadurch ergibt sich ein vereinfachter Aufbau und eine vereinfachte Kommunikation mit der insbesondere externen Datenverarbeitung 20.
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7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 1 in einem der Federkontaktstifte 5, der als Mehrpfadstift, vorliegend als Koaxialkontaktstift ausgebildet ist. Dazu weist der Federkontaktstift 5 gemäß dem Ausführungsbeispiel von 7 zwei voneinander getrennte elektrische Pfade 23‘ und 23‘‘ auf, welche an dem Prüfling 2 miteinander kurzgeschlossen werden. Klassischerweise sind diese zwei Messpfade 23‘ und 23‘‘ koaxial zueinander in dem Federkontaktstift ausgebildet. Entsprechende Federkontaktstifte 5 sind aus dem Stand der Technik bekannt, sodass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen werden soll. Eine solche Anordnung wird beispielsweise in sogenannten Kelvin- oder Hochfrequenz-Federkontaktstiften verwendet.
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Durch die Integration des Mikrokontrollers 14 kann dieser Aufbau dazu genutzt werden, um neben der Kontaktierung des Prüflings 2 die Qualität der Kontaktierung des Federkontaktstifts 5 zu dem Prüfling 2 zu bestimmen. Hierzu ist insbesondere ein elektrischer Widerstand R zwischen den beiden elektrischen Pfaden 23‘ und 23‘‘, die beispielsweise als Innenleiter und Außenleiter ausgebildet sind, zu bestimmen. Die Bestimmung des Widerstands R wird vorliegend durch den dafür ausgebildeten Mikrokontroller 14 durchgeführt, welcher mit beiden elektrischen Mespfaden 23‘ und 23‘‘ elektrisch verbunden ist.
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Damit diese Messung nicht durch die Signale des Prüflings 2 beeinflusst wird, ist in jedem Messpfad 23‘, 23‘‘ jeweils ein durch den Mikrokontroller 14 ansteuerbares Schaltelement 26‘ beziehungsweise 26‘‘ angeordnet, mittels dessen die Messpfade 23‘ und 23‘‘ von der externen Auswerteeinrichtung 20 getrennt werden können. Die Schaltelemente 26 können, wie in 7 dargestellt, separat zu dem Mikrokontroller 14 ausgebildet sein. Alternativ können sie jedoch auch in dem Mikrokontroller 14 integriert ausgebildet sein.
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8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federkontaktstifts 5 beziehungsweise der Prüfvorrichtung 1 mit dem Federkontaktstift 5, bei welchem der Federkontaktstift 5 eine zusätzliche Kommunikationseinrichtung 27 aufweist, die zur drahtlosen Kommunikation ausgebildet ist. Insbesondere weist die Kommunikationseinrichtung 27 ein Bluetooth-Modul, ein WLAN-Modul und/oder ein Funkmodul auf, welche also auf bekannten Funkstandards basieren, um Daten zu senden oder zu empfangen. Hierdurch ist eine Kommunikation mit der Auswerteeinrichtung 20 für andere Federkontaktstifte 5 der Prüfvorrichtung 1 drahtlos möglich. Die Kommunikationseinrichtung 27 kann zusätzlich oder alternativ zu der Kommunikationsschnittstelle 16 in dem Federkontaktstift 5 vorhanden sein.
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Während vorliegend unterschiedliche Ausführungsbeispiele des vorteilhaften Federkontaktstifts 5 beziehungsweise der Prüfvorrichtung 1 diskutiert wurden, ist es selbstverständlich, dass auch eine beliebige Kombination der oben aufgeführten Ausführungsbeispiele miteinander möglich ist.
