DE3111351C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In den letzten Jahren wurden die elektrischen Strom­ kreise im Zusammenhang mit dem Fortschritt elektro­ nischer Technologien zunehmend Hochpräzisionseinrich­ tungen, während eine große Vielzahl von Stromkreis­ elementen als neue Materialien eingeführt und entwickelt werden, und eine derartige Verarbeitungs­ technologie fortschreitet. Zur selben Zeit werden hohe Ansprüche an die Funktion oder speziellen Charakteristiken derartiger Stromkreise oder Elemente gestellt, und bei der Überprüfung solcher elektri­ scher Charakteristiken bzw. Eigenschaften werden diese Anforderungen durch Einpunkt-Überprüfung, z. B. der Frequenzcharakteristik, des Spektrums der Ein­ schwingcharakteristik oder des Verzerrungsverhältnis­ ses, nicht befriedigt. Es wird z. B. eine Präzi­ sionsmessung der Veränderungen bezüglich der Zeit verlangt.

Normalerweise wird eine derartige Untersuchung und Prüfung unter Verwendung eines Oszilloskops mit Braun'scher Röhre durchgeführt, indem die Spannung oder Frequenz auf der Zeitachse, die abgetastet oder gewobbelt wird, um eine Wellenform auf der Braun′schen Röhre zu erzeugen, gemessen wird. Die Wellenform wird dann visuell untersucht, um zu kontrollieren, ob die geforderten Charakteristiken und Eigenschaften erfüllt sind oder nicht. Derzeit ist es üblich, solche Stromkreiselemente in Massen­ produktion herzustellen.

Im folgenden wird eine bekannte Prüfvorrichtung unter Verwendung eines Oszilloskops mit Braun'scher Röhre in bezug auf Fig. 1 und Fig. 2 be­ schrieben. In Fig. 1 ist die Vorderansicht eines Bild­ schirms PS eines Oszilloskops mit Braun′scher Röhre dargestellt. Mit der Kurve a auf diesem Bildschirm PS ist eine gewöhnlich zu sehende Bandpaß-Kennlinie (Standardwelle) des Hochfrequenzstromkreises eines zu überprüfenden Objektes gezeigt, wobei in diesem Fall z. B. die Untersuchungspunkte die Frequenzbreite f1 am Rand der Bandcharakteristik-Kurve a, das Frequenz­ band f2 in den Höhenbereichen oder der Einschnitt oder die Abfälle L1 (Pegelvariation) an den oberen Abschnitten sind. Bei der Untersuchung und Überprü­ fung von Stromkreisen werden tolerier­ bare obere und und Grenzwerte für die Werte f1, f2 oder L1 festgelegt, und wenn die Kurve a inner­ halb eines solchen Toleranzbereiches bleibt, wird der untersuchte Stromkreis als qualifiziertes Produkt akzeptiert.

Dementsprechend ist gewöhnlich, wie in Fig. 2 gezeigt ist, ein Standardbereich R auf dem Bildschirm PS der Braun′schen Röhre dargestellt, der durch ausgezogene Kurven b und c begrenzt ist, welche die oberen und unteren Toleranzwerte der gewünschten Kurve a anzei­ gen, die durch die gestrichelte Linie a gezeigt ist. Hiermit wird die tatsächliche Kurve eines überprüften Objekts, die auf dem Bildschirm PS ausgezogen ist, visuell dahingehend überprüft, ob die Kurve innerhalb des Standardbereichs R liegt oder nicht.

Vom praktischen Standpunkt her gesehen, ist die Unter­ suchung und Überprüfung jedoch mit Schwierigkeiten ver­ bunden, wenn die Überprüfung durch imaginäre Ein­ stellung eines solchen Standardbereichs R auf dem Bildschirm PS eingestellt wird, wenn die Natur des Bildschirms PS auf der Braun′schen Röhre und die Fluktuation der untersuchten Kurve a in Betracht ge­ zogen wird. Eine präzise und positive Untersuchung und Überprüfung kann daher nicht vorausgesehen werden. Des weiteren wird die Überprüfung schwieriger, wenn der Toleranzbereich R klein ist.

Wenn große Mengen von Objekten überprüft werden sollen, treten viele Fehler zusätzlich auf, z. B. die Anhäufung von unvermeidbarer Ermüdung des Auges der überprüfen­ den Person.

Aus der DE-OS 22 09 980 ist eine Prüfvorrichtung zur Überprüfung der elektrischen Charakteristiken von Ob­ jekten gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird der durch eine optische Maske abgedeckte Bereich des Schirmes durch eine Grenz­ kennlinie begrenzt.

Aus der US 35 43 148 ist eine Prüfvorrichtung bekannt, mittels der eine automatische Untersuchung und Überprü­ fung von verschiedenen Charakteristiken von elektri­ schen Stromkreisen durchgeführt werden kann. Die Über­ prüfung erfolgt hierbei durch außerhalb des Toleranzbe­ reiches der Standardwellenform angeordneter Fotodioden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend weiterzuentwickeln, daß eine genauere Über­ prüfung der elektrischen Charakteristiken von Objekten möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruches 1 gelöst.

Mit der erfindungsgemäß ausgestalteten optischen Maske lassen sich bei einer auf der Braun′schen Röhre darge­ stellten Wellenform Überschreitungen der ersten sowie der zweiten Toleranzgrenze feststellen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfüh­ rungsbeispieles und der Zeichnung näher beschrieben.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 und 2 Vorderansichten der Bildschirme von Braun′schen Röhren und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispie­ les.

Im folgenden wird ein Beispiel der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert.

In Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Frequenz­ wobbler oder Wobbelgenerator bezeichnet, der Wobbel­ signale auf Zeitachsen erzeugt, die je nach dem Zweck der auszuführenden Messungen von der Spannung oder Frequenz abhängen. Diese Signale werden den zu untersuchenden Objekten 2 zugeführt, bei denen es sich z. B. um elektrische Schaltungselemente handelt. Die von Wobbelgenerator 1 erzeugten Signale, die durch die überprüften Objekte, z. B. das elektrische Schaltungselement 2, hindurchgelaufen sind, werden einem Oszillographen 3 mit Braun'scher Röhre zugeführt, so daß die Charakteristik bzw. Kennlinie des überprüften elektrischen Schaltungselements 2 auf dem Bildschirm PS der Braun'schen Röhre als Kennlinie dargestellt wird.

Bei der vorliegenden Erfindung ist eine optische Maske OM vorgesehen, die den oberen und unteren Grenzwerten der Standardkennlinie bezüglich der Charakteristiken des zu messenden oder überprüfenden Objekts, d. h. der elektrischen Schaltung 2, entspricht. Es handelt sich somit um eine Maske, die den Toleranzbereich R der gemessenen Kurve abdeckt, d. h. den entsprechenden Bereich auf dem Bildschirm PS der Braun′schen Röhre, der sich an einer festgelegten Stelle befindet, wo die Kennlinie des überprüften Objekts 2 auf dem Bildschirm PS erscheint, und die befindet sich an der Position, die dem oben erwähnten Toleranzbereich R entspricht, so daß die optische Maske OM das Hindurchtreten von Licht vom Bildschirm PS der Braun′schen Röhre unter einer solchen Maske ab­ schirmt. Bei der tatsächlichen Messung wird so, wenn es sich bei dem überprüften Objekt 2 um ein gutes Pro­ dukt handelt oder dieses innerhalb der Standardwerte liegt, die Kennlinie auf dem Bildschirm PS der optischen Maske OM verborgen, und es gibt auf dem Bildschirm PS keinen Lichtpunkt. Wenn es sich bei dem überprüften Objekt 2 jedoch um ein schlechtes Produkt handelt, d. h. um ein Produkt, das nicht inner­ halb der Standardgrenzen liegt, entweicht die Kenn­ linie auf dem Bildschirm PS dem durch die Maske OM ver­ deckten Bereich, bzw. sie läuft aus diesem heraus, wodurch Lichtpunkte oder dergleichen auf dem Bildschirm PS erscheinen. Wenn sich die oben aufgeführte Maske OM in einer festgelegten Position auf dem Bildschirm PS der Braun′schen Röhre befindet, kann geprüft werden, ob das überprüfte Objekt 2 gut oder schlecht ist, indem überprüft wird, ob auf dem Bildschirm PS Lichtpunkte erscheinen oder nicht.

Es befindet sich daher ein optischer Sensor 4, bei dem es sich z. B. um Foto­ dioden handeln kann, an einer gewünschten Position vor dem Bildschirm PS der Braun′schen Röhre, z. B. auf deren vertikaler Achse, mittels dessen festgestellt werden kann, ob der optische Fleck auf dem Bildschirm PS erscheint oder nicht, und es kann automatisch ge­ prüft werden, ob der überprüfte Stromkreis 2 gut oder schlecht ist. In der praktischen Ausführung gelangt z. B. das Ausgangssignal vom Sensor 4 durch einen Ver­ stärker 5, der erforderlich ist, um ein anzutreibendes Alarmsystem 6 zu versorgen, welches einen Summer oder eine Lampe, etc. enthält.

Der Sensor 4 erzeugt ein Ausgangs­ signal, wenn ein Lichtpunkt auf dem Bildschirm PS er­ scheint, d. h., nur wenn die Kennlinie des überprüften Objekts 2 aus dem durch die Maske OM abgedeckten Be­ reich hinausläuft oder es sich bei dem Objekt 2 um ein schlechtes Produkt handelt. Somit erzeugt das Alarmsystem 6, dem das Ausgangssignal vom Sensor 4 zugeführt wird, nur ein Alarmsignal, wenn es sich bei dem überprüften Objekt um ein Ausschußteil handelt.

Das Ausgangssignal vom Sensor 4 kann einem Komparator zugeführt werden (was in der Zeichnung nicht gezeigt ist), durch welchen das Ausgangssignal vom Sensor 4 gegenüber einem geeignet eingestellten Schwellenwert ausgewählt wird, um das Signal-/Rausch-Verhältnis oder den Rauschabstand zu vergrößern.

Um das Vorkommen einer irrtümlichen Funktion durch un­ nötige Lichtzufuhr von außen, bei der es sich nicht um den Lichtfleck vom Bildschirm PS handelt, zum Sensor 4 zu vermeiden, kann eine äußere Lichtabschirmabdeckung zwischen dem Sensor 4 und dem Bildschirm PS instal­ liert sein, oder es kann eine optische Maske auf dem Bildschirm PS oder auf dem Sensor 4 installiert sein, welche nur den Lichtfleck auf dem Bildschirm PS hin­ durchläßt.

Des weiteren kann die Detektionsempfindlichkeit oder das Auflösungsvermögen erhöht werden, indem eine Video­ kamera als Sensor 4 verwendet wird.

Wenn z. B. die optische Charakteristik der optischen Maske OM so ausgewählt wird, daß sie nur für ein menschliches Auge sichtbar ist, jedoch nicht für den Sensor 4 detektierbares Licht hindurchläßt, wird der Vorteil bewirkt, daß der Beobachter visuell überprüft, ob die Prüfung durchgeführt wird oder nicht.

Es können die verschiedenen elektri­ schen Charakteristiken oder Kennlinien des überprüften Objekts, z. B. Veränderungen mit extrem kurz vorüber­ gehenden Merkmalen in der Größenordnung von Nano­ sekunden akurat und positiv automatisch als Wellen­ formen überprüft werden, und die Vorteile sind groß.

Bei dem in Fig. 3 veranschaulichten Beispiel der vor­ liegenden Erfindung sind die Elemente 1, 2, 3, 4, 5 und 6 separat für die Erläuterungen veranschaulicht, aber diese Elemente können vereinheitlicht werden, um ein spezialisiertes Überprüfungssystem sehr leicht zu bilden.

Claims (5)

1. Prüfvorrichtung zur Überprüfung der elektrischen Charakteristiken von Objekten, wie elektrischen Schaltungselementen, enthaltend

• a) ein Oszilloskop mit Braunscher Röhre, wobei die elektrischen Charakteristiken bezüglich der Zeit gewobbelt und als Wellenform auf der Braunschen Röhre dargestellt werden,
• b) eine optische Maske aus einem lichtundurchlässi­ gen Material zur Abdeckung eines Teiles des Schirmes der Braunschen Röhre bis zu einer er­ sten Toleranzgrenze, wobei der Toleranzbereich der Standardwellenform der elektrischen Charak­ teristiken der zu prüfenden Objekte miteinge­ schlossen ist,
• c) eine optische Sensoreinrichtung zur Abtastung und Erzeugung eines elektrischen Ausgangssigna­ les des von Bild auf der Braunschen Röhre ausge­ henden und die optische Maske nicht abgeschirm­ ten Lichtes,

dadurch gekennzeichnet, daß

• d) die optische Maske (OM) eine Form besitzt, die dem durch die erste und eine zweite Toleranz­ grenze bestimmten Toleranzbereich (R) der Stan­ dardwellenform der elektrischen Charakteristiken der zu prüfenden Objekte (2) entspricht.

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch eine mit der optischen Sensoreinrich­ tung verbunden Alarmeinrichtung, die einen Alarm gibt, wenn die optische Sensorein­ richtung das elektrische Ausgangssignal erzeugt.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch eine Komparatoreinrichtung die mit dem Ausgangssignal von der optischen Sensorein­ richtung versorgt wird, um basierend auf einem ge­ wünschten Schwellenwert das Ausgangssignal auszu­ wählen, um ein Signal-/Rausch-Verhältnis zu erhöhen.

4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch eine Lichtabschirmeinrichtung, die zwischen dem Bildschirm und der Sensoreinrich­ tung vorgesehen ist, um zu verhindern, daß unge­ wünschtes Licht auf die optische Sensoreinrichtung einfällt.