TWI721532B - 電路板故障診斷裝置及診斷方法 - Google Patents

電路板故障診斷裝置及診斷方法 Download PDF

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TWI721532B TW108129363A TW108129363A TWI721532B TW I721532 B TWI721532 B TW I721532B TW 108129363 A TW108129363 A TW 108129363A TW 108129363 A TW108129363 A TW 108129363A TW I721532 B TWI721532 B TW I721532B
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夏子清
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Abstract

本發明提供一種電路板故障診斷裝置及診斷方法，所述電路板故障診斷裝置與一測量儀錶電性連接，所述電路板故障診斷裝置包括設置模組，在對一電路板進行檢測之前設置所述測量儀錶的測量參數；所述設置模組還設置對所述電路板進行檢測時的測量規則；確定模組，根據所述電路板的歷史檢測資料確定所述電路板的待測量線路；檢測模組，控制所述測量儀錶對所述電路板的待測量線路進行檢測；接收模組，接收所述測量儀錶回傳的檢測資料；及分析模組，根據歷史檢測資料及所述測量儀錶的測量資料分析所述電路板發生故障的位置。

Description

電路板故障診斷裝置及診斷方法
本發明涉及電路板領域，尤其涉及一種電路板故障診斷裝置及診斷方法。
隨著科學技術的發展，電路板已廣泛地應用於各種電子設備及電子部件中，如晶片、主機板等。在電路板的工業生產中，為了保證電路板的正常工作，需要使用專業測試機台進行測試，測試不良的電路板交由專業人員進行故障分析。由於電路板通常包含數量很多的電子元件及電子線路，分析工作需要花費大量人力及時間，如此造成成本增高，也降低了故障電路板的分析維修效率。
有鑒於此，有必要提供一種電路板故障診斷裝置及診斷方法，以解決上述技術問題。
一種電路板故障診斷裝置，包括處理器及記憶體，所述電路板故障診斷裝置與一測量儀錶電性連接，所述記憶體用於存儲所述電路板的歷史檢測資料，所述處理器包括： 設置模組，用於在對一電路板進行檢測之前設置所述測量儀錶的測量參數；所述設置模組還用於設置對所述電路板進行檢測時的測量規則；確定模組，用於根據所述電路板的歷史檢測資料確定所述電路板的待測量線路；檢測模組，用於控制所述測量儀錶對所述電路板的待測量線路進行檢測；接收模組，用於接收所述測量儀錶回傳的檢測資料；及分析模組，用於根據歷史檢測資料及所述測量儀錶的測量資料分析所述電路板發生故障的位置。
一種電路板故障診斷方法，應用於一電路板故障診斷裝置，所述電路板故障診斷裝置與一測量儀錶電性連接，所述電路板故障診斷裝置包括記憶體，用於存儲所述電路板的歷史檢測資料，所述方法包括以下步驟：(a)在對一電路板進行檢測之前設置所述測量儀錶的測量參數；(b)設置對所述電路板進行檢測時的測量規則；(c)根據所述電路板的歷史檢測資料確定所述電路板的待測量線路；(d)控制所述測量儀錶對所述電路板的待測量線路進行檢測；及(e)接收所述測量儀錶回傳的檢測資料；(f)根據歷史檢測資料及所述測量儀錶的測量資料分析所述電路板發生故障的位置。
上述電路板故障診斷裝置及診斷方法採用自動化檢測，操作員根據系統指導進行電路板分析，提升分析效率，降低對分析人員的層次需求，從而降低人力成本，提升分析效率。
1:故障診斷裝置
10:處理器
100:電路板故障診斷系統
101:登錄模組
102:設置模組
103:確定模組
104:檢測模組
105:接收模組
106:分析模組
107:顯示模組
108:自主量測模組
20:記憶體
30:顯示單元
300:操作介面
301:測量參數設置選項
2:測量儀錶
3:電路板
圖1為本發明較佳實施方式中電路板故障診斷裝置的應用環境示意圖。
圖2為本發明較佳實施方式中電路板故障診斷系統的操作介面示意圖。
圖3-6為本發明較佳實施方式中電路板故障診斷系統操作介面的測量參數設置選項示意圖。
圖7為本發明較佳實施方式中電路板故障診斷方法的流程示意圖。
請參考圖1，為本發明提供一種電路板故障診斷裝置1。所述電路板故障診斷裝置1與一測量儀錶2電性連接，用於檢測一電路板3是否故障，並確定所述電路板3產生故障的具體位置。在本實施方式中，所述電路板故障診斷裝置1為個人電腦，所述測量儀錶2為萬用表，所述電路板3可以是主機板或PCB線路板。
所述電路板故障診斷裝置1至少包括處理器10、記憶體20及顯示單元30。所述記憶體20優選為唯讀記憶體或隨機存取記憶體，用於存儲所述電路板故障診斷裝置1檢測電路板3的歷史檢測資料。所述顯示單元30為顯示器，用於顯示所述電路板故障診斷裝置1的操作介面300(如圖2所示)。
如圖1所示，所述電路板故障診斷裝置1運行有一電路板故障診斷系統100，所述電路板故障診斷系統100至少包括登錄模組101、設置模組102、 確定模組103、檢測模組104、接收模組105、分析模組106、顯示模組107及自主量測模組108。在本實施方式中，上述模組為存儲於所述記憶體20中且可被所述處理器10調用執行的可程式化軟體指令。可以理解的是，在其他實施方式中，上述模組也可為固化於所述處理器10中的程式指令或固件(firmware)。
所述登錄模組101用於回應使用者的登錄請求登入所述電路板故障診斷系統100。
在本實施方式中，當使用者在所述電路板故障診斷裝置1上運行所述電路板故障診斷系統100時，所述登錄模組101提供一登錄介面。當使用者在所述登錄介面輸入的帳號及密碼通過驗證時，所述登錄模組101控制所述電路板故障診斷系統100進入所述操作介面300。其中，所述操作介面300包括多個設置選項，供使用者進行電路板故障診斷的相關功能設置。
在本實施方式中，所述電路板故障診斷系統100至少包括三個使用者許可權，所述三個使用者許可權分別為管理員許可權、操作員許可權及工程師許可權。其中，所述管理員許可權可以對所述電路板故障診斷系統100進行設置，例如電路板檢測介面的設置、電路板檢測的基本參數設置及資訊維護設置等，但是不能執行電路板3的檢測操作。所述操作員許可權可以執行預設的設置操作，例如，所述預設的設置操作可以是測量儀錶2的參數設置以及部分測量規則的設置。所述工程師許可權包括操作員許可權，並且可以執行電路板3的檢測操作。
在本實施方式中，使用者的帳號對應其許可權類型，當使用者輸入帳號及密碼登錄所述電路板故障診斷系統100時，所述登錄模組101識別所述使用者的帳號並確定其許可權類型，從而根據使用者許可權類型確定所述電路板故障診斷系統100所提供的許可權功能。
所述設置模組102用於在對一電路板3進行檢測之前設置所述測量儀錶2的測量參數。當登錄模組101根據使用者許可權等級確定所述電路板故障診斷系統100所提供的許可權功能，即提供相應的操作介面300，用於供使用者進行相應的功能設置。其中，請參考圖3-6，所述操作介面300的設置選項包括測量儀錶2的測量參數設置選項301。所述設置模組102根據使用者在所述測量參數設置選項301上的選擇對所述測量儀錶2的測量參數進行設置。
如圖3-4所示，在本實施方式中，對所述測量儀錶2的設置至少包括串口設置及電壓測量設置。其中，串口設置的選項至少包括端口名、串列傳輸速率、資料位元、停止位元、校驗位及串口默認開啟。所述測量儀錶2藉由一端口與所述電路板故障診斷裝置1連接，從而進行資料通信。優選地，所述測量儀錶2藉由USB端口與所述電路板故障診斷裝置1連接，因此端口名為COM4。優選地，所述測量儀錶2的串列傳輸速率為9600，資料位元與數位萬用表同步設置為8，停止位元與數位萬用表同步設置為2，校驗位包括None、Mark、Even、Odd、Space五個選項，使用者選擇其中一個選項即可。具體的，所述校驗位None為無校驗位，所述校驗位Mark為固定值1，所述校驗位Even為偶校驗位，所述校驗位Odd為奇數同位檢查位，所述校驗位Space為固定值0。所述串口預設開啟選項藉由設置是與否確定所述電路板故障診斷軟體開啟時串口預設開啟或關閉。
在本實施方式中，所述測量儀錶2用於測量線路電壓，所述電壓測量設置為設置測量所述電路板3的線路電壓的方式，包括測量信號線與接地端(GND)之間的電壓以及測量兩條信號線之間的電壓。在其他實施方式中，所述測量儀錶2還用於測量線路電阻及線路二極體分壓，使用者可相應地進行線路電阻測量設置及線路二極體分壓測量設置。需要說明的是，在對測量儀錶2進行設置時，所述電路板故障診斷裝置1的串口與外接設備處於關閉狀態。
如圖5-6所示，在本實施方式中，所述測量參數設置選項301還提供電路板測量規則供使用者設置，所述設置模組102還用於根據使用者對測量規則的設置，設置對所述電路板3進行檢測時的測量規則。
在本實施方式中，所述測量規則的設置至少包括測試資訊的勾選設置、測量延時設置及測量值輸入方式設置。其中，所述測試資訊為所述電路板3的歷史檢測資料資訊，使用者可以選擇是否勾選測試資訊。測量延時為所述測量儀錶2測量電壓前的延遲時間，此時間可根據使用者的使用習慣自由設置。所述設置模組102設置合適的延遲時間可以使電壓和電路中的其它元件能夠在正常操作重新開始之前先穩定下來，降低電壓波動，提高測量的準確性。測量值輸入方式包括自動輸入及手動輸入，其中，自動輸入為所述測量儀錶2自動回傳測量值並輸入所述電路板故障診斷裝置1，並顯示在所述操作介面300對應的測量值欄位。手動輸入為使用者將測量儀錶2的測量值藉由輸入裝置如鍵盤手動輸入所述操作介面300對應的測量值欄位。
所述確定模組103用於根據所述電路板3的歷史檢測資料確定所述電路板3的待測量線路。
在本實施方式中，當所述測量儀錶2的測量參數及電路板3檢測時的測量規則設置完成後，所述確定模組103根據所述電路板3的歷史檢測資料確定所述電路板3的待測量線路。所述記憶體20中存儲的歷史檢測資料至少包括每次執行電路板3檢測時的多條測量線路及對應的電壓測量值。所述確定模組103選取在歷史檢測資料中測量次數最多的測量線路作為本次的待測量線路。
所述檢測模組104用於當所述測量儀錶2與所述待測量線路電性連接時，控制所述測量儀錶2對待測量線路進行檢測。
在本實施方式中，所述電路板3的每一條線路都對應一編號，使用者可以根據所述待測量線路的編號找到所述待測量線路，並手動操作將所述 測量儀錶2與所述待測量線路電性連接，然後所述檢測模組104發送一測量控制信號控制所述測量儀錶2開始測量待測量線路中兩兩信號線之間及信號線與接地端之間的電壓值。
所述接收模組105用於接收所述測量儀錶2回傳的測量資料。在本實施方式中，所述測量儀錶2將測量的電壓值自動回傳給所述電路板故障診斷裝置1，即所述測量資料包括待測量線路中兩兩信號線之間及信號線與接地端之間的電壓值。
所述分析模組106用於根據歷史檢測資料及測量資料分析所述電路板3發生故障的位置。
在本實施方式中，所述分析模組106採用K均值聚類演算法或類決策樹演算法確定所述電路板3發生故障的位置。其中，所述K均值聚類演算法和類決策樹演算法均為無監督的機器學習演算法。
在本實施方式中，所述分析模組106獲取所述記憶體20中存儲的所述電路板3的歷史檢測資料，即待測量線路的歷史電壓測量值。所述分析模組106將歷史電壓測量值進行K均值聚類，以生成K個測量值範圍。所述分析模組106在所述測量儀錶2每完成一次電壓測量並回傳電壓測量值時，從所述K個測量值範圍中選擇包含所述電壓測量值的測量值範圍，並確定在所述測量值範圍內的歷史電壓測量值為參考資料，然後所述檢測模組104發送一測量控制信號控制所述測量儀錶2對待測量線路下一次的電壓測量，從而迴圈測量以決策出電路板3產生故障的位置。
在每次的待測量線路測量完成後，所述確定模組103將待測量線路的測量值存儲至所述記憶體20中而對歷史檢測資料進行更新，並確定除已測量線路之外測量次數最多的線路為下次的待測量線路，直至所述分析模組106確定所述電路板3發生故障的位置或歷史檢測資料中無未測量的線路。
所述顯示模組107用於在所述顯示單元30上顯示所述電路板3的檢測結果。
在本實施方式中，所述顯示單元30顯示所述電路板診斷系統100的操作介面300，所述介面上顯示對應的設置選項、功能表列及資料顯示框等。當所述分析模組106分析得到檢測結果時，將檢測結果顯示在所述介面的預設位置。其中，所述檢測結果至少包括電路板3產生故障的線路位置及故障線路位置的電壓測量值。
進一步地，所述電路板故障診斷系統100還包括自主量測模組108，用於當所述歷史檢測資料中的不良資料小於第一預設百分比或更換不良元件的比例小於第二預設百分比時，回應使用者操作確定待測量線路。其中，所述第一預設百分比為5%，第二預設百分比為80%。在本實施方式中，所述電路板故障診斷系統100的操作介面300設置有自主量測選項及待測量線路輸入欄，使用者可以選擇所述自主量測選項並使用輸入裝置手動輸入待測量線路對應的編號以確定待測量線路，所述自主量測模組根據上述使用者操作確定待測量線路。
請參考圖7，為本發明較佳實施方式所提供的電路板故障診斷方法。
步驟S101，回應使用者的登錄請求登入一電路板故障診斷系統100。在本實施方式中，當使用者在所述登錄介面輸入帳號及密碼通過驗證時，開啟所述電路板故障診斷系統100。
步驟S102，在對一電路板3進行檢測之前設置所述測量儀錶2的測量參數。在本實施方式中，對測量儀錶2的設置至少包括串口設置及電壓測量設置。
步驟S103，設置對所述電路板3進行檢測時的測量規則。所述測量規則的設置至少包括測試資訊的勾選設置、測量延時設置及測量值輸入方式設置。
步驟S104，根據所述電路板3的歷史檢測資料確定所述電路板3的待測量線路。
步驟S105，控制所述測量儀錶2對待測量線路進行檢測。在本實施方式中，所述測量儀錶2測量待測量線路中兩兩信號線之間及信號線與接地端之間的電壓值。
步驟S106，接收所述測量儀錶2回傳的檢測資料。在本實施方式中，當所述測量儀錶2會將測量的電壓值自動回傳給所述電路板故障診斷裝置1。
步驟S107，根據歷史檢測資料及測量資料分析所述電路板3發生故障的位置。在本實施方式中，所述步驟S107獲取所述記憶體20中存儲的所述電路板3的歷史檢測資料，即待測量線路的歷史電壓測量值。所述步驟S107將歷史電壓測量值進行K均值聚類，以生成K個測量值範圍。在所述測量儀錶2每完成一次電壓測量並回傳電壓測量值時，所述步驟S107選擇包含所述電壓測量值的測量值範圍，並確定在所述測量值範圍內的歷史電壓測量值為參考資料，然後控制所述測量儀錶2對待測量線路下一次的電壓測量，從而迴圈測量以決策出電路板3產生故障的位置。
步驟S108，在所述顯示單元30上顯示所述電路板3的檢測結果。其中，所述檢測結果至少包括電路板3產生故障的線路位置及故障線路位置的電壓測量值。
進一步地，所述方法還包括步驟：當所述歷史檢測資料中的不良資料小於第一預設百分比或更換不良元件的比例小於第二預設百分比時，回應使用者操作確定待測量線路。
綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。
1:故障診斷裝置
10:處理器
100:電路板故障診斷系統
101:登錄模組
102:設置模組
103:確定模組
104:檢測模組
105:接收模組
106:分析模組
107:顯示模組
108:自主量測模組
20:記憶體
30:顯示單元
2:測量儀錶
3:電路板

Claims (8)

  1. 一種電路板故障診斷裝置，包括處理器及記憶體，所述電路板故障診斷裝置與一測量儀錶電性連接，其改良在於，所述記憶體用於存儲所述電路板的歷史檢測資料，所述處理器包括：設置模組，用於在對一電路板進行檢測之前設置所述測量儀錶的測量參數；所述設置模組還用於根據使用者對測量規則的設置，設置對所述電路板進行檢測時的測量規則；確定模組，用於根據所述電路板的歷史檢測資料確定所述電路板的待測量線路；檢測模組，用於當所述測量儀錶與所述待測量線路電性連接時，控制所述測量儀錶對所述電路板的待測量線路進行檢測；接收模組，用於接收所述測量儀錶回傳的測量資料；及分析模組，用於根據歷史檢測資料及所述測量儀錶的所述測量資料分析所述電路板發生故障的位置，其中，所述分析模組將歷史電壓測量值進行K均值聚類，以生成K個測量值範圍，在所述測量儀錶每完成一次電壓測量並回傳電壓測量值時，選擇包含所述電壓測量值的測量值範圍，並確定在所述測量值範圍內的歷史電壓測量值為參考資料，所述檢測模組控制所述測量儀錶對待測量線路下一次的電壓測量，從而迴圈測量以決策出電路板產生故障的位置。
  2. 如請求項1所述之電路板故障診斷裝置，其中，所述測量儀錶的測量參數設置至少包括串口設置及電壓測量設置。
  3. 如請求項1所述之電路板故障診斷裝置，其中，所述測量規則包括測試資訊的勾選設置、測量延時設置及測量值輸入方式設置。
  4. 如請求項1所述之電路板故障診斷裝置，其中，所述歷史檢測資料至少包括每次執行電路板檢測時的多條測量線路及對應的電壓測量值，所述確定模組選取在歷史檢測資料中測量次數最多的測量線路作為本次的待測量線路，在每次的待測量線路測量完成後，所述確定模組對歷史檢測資料進行更新，並確定除已測量線路之外測量次數最多的線路為下次的待測量線路，直至所述分析模組確定所述電路板發生故障的位置或歷史檢測資料中無未測量的線路。
  5. 如請求項4所述之電路板故障診斷裝置，其中，所述檢測模組用於控制所述測量儀錶測量所述線路中信號線與接地端之間的電壓以及兩條信號線之間的電壓、信號線電阻及信號線上的二極體分壓。
  6. 一種電路板故障診斷方法，應用於一電路板故障診斷裝置，所述電路板故障診斷裝置與一測量儀錶電性連接，所述電路板故障診斷裝置包括記憶體，用於存儲所述電路板的歷史檢測資料，其改良於，所述方法包括以下步驟：(a)在對一電路板進行檢測之前設置所述測量儀錶的測量參數；(b)根據使用者對測量規則的設置，設置對所述電路板進行檢測時的測量規則；(c)根據所述電路板的歷史檢測資料確定所述電路板的待測量線路；(d)當所述測量儀錶與所述待測量線路電性連接時，控制所述測量儀錶對所述電路板的待測量線路進行檢測；及(e)接收所述測量儀錶回傳的測量資料；(f)根據歷史檢測資料及所述測量儀錶的所述測量資料分析所述電路板發生故障的位置， 步驟(f)包括將歷史電壓測量值進行K均值聚類，以生成K個測量值範圍，然後在所述測量儀錶每完成一次電壓測量並回傳電壓測量值時，選擇包含所述電壓測量值的測量值範圍，並確定在所述測量值範圍內的歷史電壓測量值為參考資料，控制所述測量儀錶對待測量線路下一次的電壓測量，從而迴圈測量以決策出電路板產生故障的位置。
  7. 如請求項6所述之電路板故障診斷方法，其中，所述歷史檢測資料至少包括每次執行電路板檢測時的多條測量線路及對應的電壓測量值，步驟(c)具體包括：選取在歷史檢測資料中測量次數最多的測量線路作為本次的待測量線路，在每次的待測量線路測量完成後，對歷史檢測資料進行更新，並確定除已測量線路之外測量次數最多的線路為下次的待測量線路，直至確定所述電路板發生故障的位置或歷史檢測資料中無未測量的線路。
  8. 如請求項7所述之電路板故障診斷方法，其中，步驟(d)具體包括：控制所述測量儀錶測量所述線路中信號線與接地端之間的電壓以及兩條信號線之間的電壓、信號線電阻及信號線上的二極體分壓。
TW108129363A 2018-09-30 2019-08-16 電路板故障診斷裝置及診斷方法 TWI721532B (zh)

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