WO2003054487A1 - Verfahren und vorrichtung zum testen eines prüflings - Google Patents

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WO2003054487A1
WO2003054487A1 PCT/DE2001/004656 DE0104656W WO03054487A1 WO 2003054487 A1 WO2003054487 A1 WO 2003054487A1 DE 0104656 W DE0104656 W DE 0104656W WO 03054487 A1 WO03054487 A1 WO 03054487A1
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reaction
operating
test
test object
stimulation
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PCT/DE2001/004656
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English (en)
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Inventor
Rolf Jäger
Original Assignee
Sz Testsysteme Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00—Indicating measured values

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for testing a test specimen.
  • the duration of the evaluation can increase to an unacceptable level.
  • the test object is typically only tested at selected operating points or predominantly in "interesting" operating areas.
  • this has the serious disadvantage that the "interesting" operating areas of a new prototype are not necessarily known a priori.
  • sporadic errors are often not recognized.
  • quality gaps because only certain, specified settings are recorded.
  • the rapid measurement of individually selected points can cause undesired settling processes that falsify the measurement results.
  • the type of evaluation provides feedback of the measurement results in the development or Manufacturing process of the test object is inadequate or not possible at all.
  • An object of the invention is to provide a test method or a test device, to avoid the above-mentioned disadvantages of the prior art and to enable extensive tests to be carried out efficiently.
  • the implementation of the invention should not require costly or complex modifications of any existing test devices available on the market.
  • the invention is based on the basic principle of the inventive, symbiotic combination of conventional stimulation techniques (which can only be expanded essentially because of the method) with an evaluation of the reactions of the test specimen by techniques known per se from image processing. Further embodiments of the invention are refined by new techniques which advantageously support or utilize the symbiotic effect of this combination.
  • the classification, representation, processing, summary and comparison of the reaction values of a stimulated test object is carried out using image processing algorithms and operations.
  • the test subject's reaction to at least one test criterion is used to determine the content of the pixels to be processed.
  • the pixels also called pixels, result in a multidimensional image in which the image coordinates are determined by operating parameters. Accordingly, there is a clear association between each pixel and a certain operating area, the size of a respective pixel or its associated operating area can be varied as required.
  • Analog and digital results can be processed. The digital ones can be fed directly to the digital image processing.
  • the invention can be used for any type of test object, any operating parameters and any test criteria.
  • the invention can be used to test the functionality of an analog, digital, or hybrid electronic circuit.
  • the image i.e. the reaction of the test object, evaluated by reference to one or more stored pattern reactions, which may also be linked to one another.
  • This is useful, for example, if a subject is to be compared with a sample. It is also possible to create a fictitious sample reaction that is created by the user or that results from the mathematical or image-processing summary of several sample reactions, which thus takes into account the reactions of several sample candidates or a fictitious sample candidate.
  • a measured value obtained can also be used as a further image coordinate (variable). This can be done, for example, analogously when comparing iterative matching processes and their course and digitally when using the digital signature for random address control.
  • the undefined pixels ie the operating points that are not explicitly excited or measured during the stimulation
  • the undefined pixels can be interpolated or extrapolated from the measured pixels by means of image processing algorithms.
  • a comparison is also possible without direct interpolation or extrapolation of the undefined image areas by means of image processing measures.
  • the stimulation can take the form of analog, discrete or digital stimulation. Possibly. one of the operating parameters is changed continuously in order to keep the impact of any transient events as low as possible.
  • the reaction of the test object is only recorded at the specified operating points or in the specified operating ranges.
  • one of the operating parameters to be set for the stimulation can be determined for several operating points using a look-up table.
  • programmable stimuli can be generated that optimally measure a response to transients or step functions.
  • Such a stimulation can also be used to measure switching times, delay times and hysteresis behavior.
  • the resulting image can take any form which comprises selected operating points or operating areas relevant for the test. Subsequent selection of relevant areas during image processing based on the pixel values is also possible.
  • the image can also have gaps, ie undetermined pixel values.
  • the arrangement or distribution of the pixels within the image is arbitrary; they do not have to be arranged at regular intervals or according to a grid.
  • the picture is thus detached from any video standard.
  • the pixel clock can be derived from any clock, this z. B. come from a test item exit could.
  • Pixel type, line length and image height are freely selectable and limited by the hardware chosen for image processing. In an extreme case, the image can only consist of individual, irregularly set, spatial image points whose coordinates or their assigned operating points can have been selected at random. The latter is useful, for example, for random tests, which serves quality assurance and saves measurement time.
  • a value obtained from the reaction or signature can also be fed back for use as a further operating parameter or measured value.
  • Such a feedback creates a sequence of operating parameters or stimulation sequence, which leads to a very characteristic reaction that can be easily evaluated. Under the operating parameters of such a stimulation sequence, there may be no function-related mathematical relationship.
  • Fig. 1 shows a hot water thermostat for a bath according to a first embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a diagram showing the variable generation in the first embodiment of the present invention
  • 3 is a diagram showing the measurement results depending on the variables in the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 shows an operational amplifier according to a first embodiment of the present invention.
  • the hot water thermostat is acted upon with at least one, preferably two or more input variables simultaneously or successively, the application being continuous, periodic or in one - can be done in a fixed time sequence.
  • Input variables are, for example, the pressure of the hot or cold water flowing in, the amount of water flowing in or flowing through per unit of time (flow) or its absolute value, the temperature of the hot water and the temperature of the cold water.
  • the value of the input variables is varied continuously or in steps over a predetermined range, the respective value being determined by an adjusting device or detected by a sensor.
  • the pressure of the inflowing hot or cold water over a range of 2 to 5 bar, the amount of water flowing through in the range of 1 to 10 1, the temperature of the hot water in the range of 50 to 90 ° C and the Cold water temperature can be varied in the range of 10 to 20 ° C.
  • the hot water thermostat of the first embodiment is provided with two input variables, namely the pressure of the inflow HYden hot or cold water over a range of 2 to 5 bar and the amount of water flowing through in the range of 1 to 10 1 continuously applied.
  • a selection of one, two or more of input variables can be made as inputs.
  • Fig. 2 shows the exposure of the hot water thermostat with the input variables over time.
  • the pressure of the inflowing hot or cold water is increased periodically between 2 and 5 bar, while on the other hand the amount of water flowing through over several periods of time Pressure increase is increased.
  • the pressure is therefore increased 11 times periodically from 2 to 5 bar, while the amount is increased only once from 11 to 101.
  • the increases in pressure and quantity can be steady, graded or in any combination thereof.
  • the temperature profile of the outflowing water for example at the outlet of the hot water thermostat, the control speed, flow noises as well as resonance points, turbulence or standing waves can be recorded continuously, periodically or in an arbitrarily defined time sequence using suitable sensors.
  • the hot water thermostat of the first embodiment only one output variable, namely the temperature profile, is continuously recorded.
  • a selection of one, two or more output variables can be detected at will. All output variables can be recorded and evaluated in parallel.
  • 3 shows a diagram which shows the temperature profile of the outflowing water as a function of the input variables pressure (X axis) and quantity (Y axis) in binary form.
  • the light areas of the "lines" within the rectangular section of the figure show temperatures of the outflowing water above or equal to a selected temperature of, for example, 38 ° C. and the dark areas show temperatures below the selected temperature.
  • the figure shows that the temperature by varying the pressure and the quantity does not run constantly as you might expect, but is subject to different control deviations.
  • the temperature profile can be represented in a more differentiated manner over the lines by using different gray or color tones.
  • Output variables A two-, three-, or multi-dimensional representation of the output variables depending on the input variables makes sense.
  • the input and output variables could also be represented in several image planes in a manner comparable to index cards arranged at a distance from one another.
  • both the variable values of the input variables and the values of the output variables are determined or detected by suitable sensors, converted into electrical signals and stored in a suitable memory. Furthermore, the assignment between the input and output variables may have to be determined and recorded as a function of time. From the respective input and output variables and their assignment, a meaningful representation, for example in accordance with FIG. 3, is designed using techniques from image processing.
  • the implementation of the variation of the input variables and their determination or Acquisition, the recording of the output variables, the coordination or assignment of the input and output variables and their evaluation using techniques from image processing are either computer-controlled, with suitable programs being stored on a medium provided for this purpose, for example a ROM, or by means of a suitable electrical circuit or device.
  • a difference between a conventional arrangement which uses the techniques from image processing and the first embodiment of the present invention is that the values of the input variables are not via an optical image recorder, but rather via suitable sensors such as a pressure gauge, Flow meter or thermometer recorded or recorded and converted into electrical signals for analog or digital processing.
  • test method is basically the same as that of the first embodiment. In contrast to this, however, other input and output variables are used or recorded, and the response to the variation in the values of the input variables takes place many times faster.
  • Input variables are, for example, the input voltage difference (offset voltage, open gain), absolute input voltage (common mode gain), positive operating voltage, negative operating voltage, load resistance, frequency, etc.
  • output variables are, for example, the offset voltage, common mode rejection, frequency response, noise, oscillation, latch-up , Takeover errors in the push-pull output stage, etc.
  • Connections between input and output variables can be quickly grasped over wide areas and visualized (online); Using techniques from image processing, a rapid evaluation of a large number of variable input variables is made possible; the visual representation of the multitude of variable input and output variables offers a user a high degree of clarity; rapid assessment of the quality status of a test piece during its manufacture is made possible; and a high depth of test is achieved by capturing the entire operating area of interest.

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Testen eines Prüflings mit folgenden Schritten: Stimulation des Prüflings bezüglich mindestens einem Betriebsparameter (Menge, Druck) bei mehreren Betriebspunkten bzw. in Betriebsbereichen; und Erfassung der Reaktion des Prüflings bezüglich mindestens eines Testkriteriums (Temperatur) an den Betriebspunkten bzw. in den Betriebsbereichen; gekennzeichnet durch Auswertung der Reaktion mittels Techniken aus der Bildverarbeitung.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Testen eines Prüflings
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen eines Prüflings.
Im Rahmen der Steigerung der Produktqualität ist es erforderlich, über eine zuverlässige Qualitätssicherung in der Fertigung und bei der abschließenden Endkontrolle zu verfügen. Durch die Erhöhung der Prüftiefe, die einem kontinuierlichen Verbesserungsprozeß unterliegt, können spätere sehr kostenintensive Feldausfälle vermieden werden. Die Prüfung aller Funktionalitäten bzw. Eigenschaf- ten eines Produktes ist daher besonders wichtig. Beispielsweise ist es bei der Prüfung eines Prototyps eines integrierten Schaltkreises oder eines Maschinenteils in vielen Fällen notwendig, über einen breiten Betriebsbereich in Abhängigkeit von mehreren Eingangs- bzw. Be- triebsparametern zu prüfen. Zu diesem Zweck existieren bereits Stimulationsvorrichtungen, die durch gezielte Beeinflussung der Betriebsbedingungen in der Prüflingarbeit oder das Anlegen vorgegebener Stimulierungen, zum Beispiel einer vorgegebenen Spannungs- oder Druckfunktion, an den Prüfling ein Durchlaufen eines gesamten Betriebsbereiches oder eine gezielte Stimulation bei ausgewählten Betriebspunkten ermöglichen. Die Reaktionen des Prüflings auf die Stimulation dienen als Ausgangswerte, auf deren Basis ein Prüfprotokoll erstellt und mit Referenzwerten verglichen wird.
Eine Schwäche bisheriger Testverfahren und Testvorrichtungen liegt in der Auswertung der Reaktion des Prüflings. Je größer der zu testende Betriebsbereich, je fei- ner die gewünschte Auflösung der sich kontinuierlich verändernden Reaktion des Prüflings, je höher die Anzahl der ausschlaggebenden bzw. zu prüfenden • Betriebsparameter, desto höher ist die Anzahl der auszuwertenden Ausgangswerte. Dabei kann die Dauer der Auswertung auf ein unannehmbares Niveau steigen.
Als Kompromiß zur Optimierung der Testdauer und des Test- umfangs wird der Prüfling typischerweise nur an ausgewählten Betriebspunkten bzw. vorwiegend in "interessanten" Betriebsbereichen getestet. Dies hat jedoch den schwerwiegenden Nachteil, daß die "interessanten" Betriebsbereiche eines neuen Prototyps a priori nicht unbedingt bekannt sind. Zudem werden sporadisch auftretende Fehler häufig nicht erkannt. Es entstehen Qualitätslücken, da nur bestimmte, vorgegebenen Einstellungen erfaßt werden. Im übrigen kann das schnelle Messen von individuell ausgewählten Punkten unerwünschte Einschwingvorgänge hervorrufen, die die Meßergebnisse verfälschen. Insgesamt ist durch die Art der Auswertung eine Rückkopplung der Meßergebnisse in den Entwicklungsbzw. Herstellungsprozeß des Prüflings unzureichend oder überhaupt nicht möglich.
Es ist auch bekannt, eine visuelle Auswertung der Reaktion insbesondere von KFZ-, Raum- und Luftfahrt-Komponenten vorzunehmen. Dabei werden bestimmte Betriebsparameter, beispielsweise die Eingangsspannung und die Betriebstemperatur des Prüflings, jeweils über den für den Einsatz der Komponenten relevanten Bereich verändert, während die Reaktion, beispielsweise die Ausgangsspannung, auf einer herkömmlichen Elektronenstrahlröhre als Farbwerte darge- stellt wird. Durch geeignete Synchronisierung der Elek- tronenstrahlablenkung und der Änderung eines der Betriebsparameter, bei der z.B. das' Durchlaufen des relevanten Spannungsbereichs zeitgleich mit der Ablenkung über eine einzelne Zeile stattfindet, resultiert eine farbige zweidimensionale Bilddarstellung, die visuell ausgewertet werden kann. Eine solche Vorgehensweise hat vor allem den Nachteil, daß eine zeitliche Synchronisierung zwischen Darstellung und Stimulation erforderlich ist, die eine Vielzahl von Nebeneffekten hervorruft und viele sinnvolle Prüfungsverfahren ausschließt. Zudem kann die Auswertung nicht automatisch erfolgen.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Testverfahren bzw. eine Testvorrichtung zu schaffen, die obengenannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und es ermöglicht, umfangreiche Tests effizient ausführen zu können. Zudem soll die Verwirklichung der Erfindung keine kostspielige bzw. aufwendige Modifikationen eventuell vorhandener marktüblicher Test-Vorrichtungen erfordern.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. die Vorrichtung gemäß Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung basiert auf dem Grundprinzip der erfinderischen, symbiotischen Kombination herkömmlicher Stimulationstechniken (aufgrund des Verfahrens überhaupt erst im wesentlichen erweiterbaren) mit einer Auswertung der Reaktionen des Prüflings durch per se aus der Bildverarbeitung bekannten Techniken. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind durch neue Techniken verfeinert, die die symbiotische Wirkung dieser Kombination vorteilhaft un- terstüzen bzw. ausnutzen.
Erfindungsgemäß erfolgt beispielsweise die Klassifizierung, Darstellung, Verarbeitung, Zusammenfassung und der Vergleich der Reaktionswerte eines stimulierten Prüflings durch Bildverarbeitungsalgorithmen und -Operationen. Zu diesem Zweck wird die Reaktion des Prüflings bezüglich mindestens eines Testkriteriums zur Bestimmung der Inhalte der zu verarbeitenden Bildpunkte herangezogen. Zusammen ergeben die Bildpunkte, auch Pixel genannt, ein mehrdimensionales Bild, bei dem die Bildkoordinaten durch Betriebsparameter bestimmt sind. Entsprechend entsteht eine eindeutige Zuordnung zwischen jedem Bildpunkt und einem bestimmten Betriebsbereich, wobei die Größe eines jeweiligen Bildpunktes bzw. seines zugehörigen Betriebsbereichs nach Bedarf beliebig variiert werden kann. Dabei können analoge und digitale Resultate verarbeitet werden. Die digitalen können direkt der digitalen Bildverabeitung zugeführt werden.
Die Erfindung läßt sich für beliebige Prüflingsarten, be- liebige Betriebsparameter und beliebige Testkriterien anwenden. Zum Beispiel kann die Erfindung dazu angewandt werden, die Funktionalität einer analogen, digitalen oder hybriden elektronischen Schaltung zu testen.
Sie kann jedoch auch dazu verwendet werden, die Erzeugnisse einer Spritzgußmaschine zu prüfen, indem als Testkriterium die Aushärtung des Erzeugnisses als Funktion der Betriebsparameter Temperatur und Druck dargestellt bzw. ausgewertet wird. Beispielsweise können Eingangs- Spannung, Eingangsstrom, eine gewählte Eingangssequenz, Temperatur, Druck, Zeit oder Frequenz als Betriebsparameter benutzt werden.
Sämtliche Bildverarbeitungsalgorithmen und -funktionen können im Rahmen der Erfindung Verwendung finden. Zu den mathematischen Grundfunktionen wie Addition, Subtraktion, Maskierung, u.s.w. von Bilddaten sind auch diverse, sowohl selektive als auch integrierende, Filterfunktionen wie Erosion, Dilatation und Rauscherfassung von großer Bedeutung. Auch sogenannte "area of interesf'-Ausblendun- gen (zu Deutsch "relevanter Bereich") und positionsabhän- gige skalierte Bewertungen können bei der Auswertung eine wesentliche Rolle spielen.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das Bild, d.h. die Reaktion des Prüflings, durch Bezugnahme auf eine oder mehrere gespeicherte Musterreaktionen ausgewertet, die auch miteinander verknüpft sein dürfen. Dies ist zum Beispiel dann sinnvoll, wenn ein Proband mit einem Musterprüfling verglichen wer- den soll. Auch die Erstellung einer fiktiven Musterreaktion, die vom Benutzer erstellt wird oder aus der mathematischen oder bildverarbeitenden Zusammenfassung mehreren Musterreaktionen entsteht, ist möglich, die somit die Reaktionen mehrerer Musterprüflinge oder eines fiktiven Musterprüflings berücksichtigt.
Desweiteren kann ein gewonnener Meßwert (Reaktion des Prüflings) auch als weitere Bildkoordinate (Variable) benutzt werden. Die kann zum Beispiel analog bei dem Ver- gleich iterativer Abgleichvorgänge und deren Verlauf und digital bei der digitalen Signatur zur Random-Adresssteuerung erfolgen.
Durch die durch die Erfindung eröffneten Möglichkeiten der Bearbeitung der Bildpunkte ist es nicht notwendig, daß ein Prüfling an denselben Betriebspunkten oder über dieselben Betriebsbereiche stimuliert wird, wie der Musterprüfling. Die unbestimmten Bildpunkte, d.h. die bei der Stimulation nicht explizit angeregten bzw. gemessenen Betriebspunkte, können in diesem Fall durch Bildverarbeitungsalgorithmen aus den gemessenen Bildpunkten interpoliert oder extrapoliert werden. Jedoch ist auch ein Vergleich ohne direkte Interpolierung bzw. Extrapolierung der unbestimmten Bildbereiche durch Bildverarbeitungsmaß- nahmen möglich. Aus den jeweiligen Reaktionen des Prüflings bezüglich unterschiedlicher Testkriterien können mehrere Bilder entstehen. Gleichwohl können die jeweiligen Reaktionen unter Anwendung von Bildverarbeitungsalgorithmen teilweise oder insgesamt zusammengefaßt werden.
Die Stimulation kann als analoge, diskrete oder digitale Stimulation erfolgen. Ggf. erfolgt die Änderung eines der Betriebsparameter kontinuierlich, um die Auswirkung even- tueller Einschwingvorgänge möglichst gering zu halten. Dabei wird die Reaktion des Prüflings nur an den vorgegebenen Betriebspunkten bzw. in den vorgegebenen Betriebsbereichen erfaßt.
Als alternative Ansteuerung kann einer der bei der Stimulation einzustellenden Betriebsparameter für mehrere Betriebspunkte anhand einer Look-Up-Table bestimmt werden. Auf diese Art und Weise lassen sich beliebig programmierbare Stimuli erzeugen, die eine Reaktion auf Transienten bzw. Sprungfunktionen optimal messen lassen. Auch die Messung von Schaltzeiten, Verzögerungszeiten und Hystereseverhalten lassen sich durch eine derartige Stimulation durchführen.
Das resultierende Bild kann eine beliebige Form annehmen, die ausgewählte, für den Test relevante Betriebspunkte bzw. Betriebsbereiche umfaßt. Auch eine nachträgliche Selektion relevanter Bereiche während der Bildverarbeitung anhand der Pixelwerte ist möglich. Das Bild kann auch Lücken aufweisen, d.h. unbestimmte Pixelwerte. Auch die Anordnung bzw. Verteilung der Pixel innerhalb des Bildes ist beliebig; sie müssen nicht in regelmäßigen Abständen oder entsprechend einem Raster angeordnet sein. Das Bild ist somit von jeder Videonorm losgelöst. Der Pixeltakt kann von einem beliebigen Taktgeber abgeleitet werden, wobei auch dieser z. B. von einem Prüflingsausgang kommen könnte. Pixelart, Zeilenlänge sowie Bildhöhe sind frei wählbar und durch die gewählte Hardware für Bildverarbeitung begrenzt. Im Extremfall kann das Bild lediglich aus einzelnen, unregelmäßig gesetzten, räumlichen Bildpunkten bestehen, deren Koordinaten bzw. deren zugeordneten Betriebspunkte nach dem Zufallsprinzip ausgewählt worden sein können. Letzteres ist beispielsweise für stichprobenartige Prüfungen nützlich, was der Qualitätssicherung dient und zu Meßzeitersparnissen führt.
Bei der Prüfung digitaler Geräte, bei der die Reaktion des Prüflings auf eine vorgegebene Stimulation als Signatur o. Ä. vorliegt, kann auch ein aus der Reaktion bzw. Signatur gewonnener Wert zur Verwendung als weiterer Be- triebsparameter bzw. Messwert zurückgeführt werden. Durch eine solche Rückkopplung entsteht eine Sequenz von Betriebsparametern oder Stimulationssequenz, die zu einer sehr charakteristischen Reaktion führt, die sich gut auswerten läßt. Unter den Betriebsparametern einer solchen Stimulationssequenz besteht unter Umständen keinerlei funktionenähnlicher mathematischer Zusammenhang.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Warmwasser-Thermostaten für ein Bad entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, welches die Vaiablengenerie- rung bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; Fig. 3 zeigt ein Diagramm, welches die Messergebnisse in Abhägigkeit der Variablen bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
Fig. 4 zeigt einen Operationsverstärker entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Erste Ausführungsform
Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Warmwasser- Thermostats für ein Bad einer ersten Ausführungsform entsprechend Figuren 1 bis 3 beschrieben.
Um die Funktionalität bzw. Eigenschaften des Warmwasser- Thermostats über einen großen Bereich zu erfassen bzw. zu prüfen, wird der Warmwasser-Thermostat mit mindestens einer, vorzugsweise zwei oder mehr Eingangsgrößen gleichzeitig oder nacheinander beaufschlagt, wobei die Beaufschlagung kontinuierlich, periodisch oder in einer will- kürlich festgelegten zeitlichen Abfolge erfolgen kann. Eingangsgrößen sind etwa der Druck des einfließenden heißen bzw. kalten Wassers, die Menge des ein- bzw. durchfließenden Wassers pro Zeiteinheit (Durchfluß) oder deren Absolutwert, die Temperatur des heißen Wassers sowie die Temperatur des kalten Wassers. Der Wert der Eingangsgrößen wird dabei über einen vorbestimmten Bereich stetig oder abgestuft variiert, wobei der jeweilige Wert durch eine Einsteilvorrichtung festgelegt oder durch einen Sensor erfaßt wird. Beispielsweise können der Druck des ein- fließenden heißen bzw. kalten Wassers über einen Bereich von 2 bis 5 Bar, die Menge des durchfließenden Wassers im Bereich von 1 bis 10 1, die Temperatur des heißen Wassers im Bereich von 50 bis 90 °C sowie die Temperatur des kalten Wassers im Bereich von 10 bis 20 °C variiert werden. Der Warmwasser-Thermostat der ersten Ausführungsform wird mit zwei Eingangsgrößen, nämlich dem Druck des einflie- ßenden heißen bzw. kalten Wassers über einen Bereich von 2 bis 5 Bar sowie der Menge des durchfließenden Wassers im Bereich von 1 bis 10 1 kontinuierlich beaufschlagt. Bei Modifizierungen der ersten Ausführungsform kann will- kürlich eine Auswahl von einer, zwei oder mehreren von Eingangsgrößen als Beaufschlagungen getroffen werden.
Fig. 2 stellt die Beaufschlagung des Warmwasser-Thermostat mit den Eingangsgrößen im zeitlichen Verlauf dar. Dabei wird einerseits der Druck des einfließenden heißen bzw. kalten Wassers periodisch zwischen 2 und 5 Bar erhöht, während andererseits gleichzeitig die Menge des durchfließenden Wassers über mehrere Perioden der Druckerhöhung erhöht wird. Entsprechend Fig. 2 wird demnach elfmal der Druck periodisch von 2 auf 5 Bar erhöht, während die Menge lediglich einmal von 11 auf 101 erhöht wird. Die Erhöhungen von Druck und Menge können dabei jeweils stetig, abgestuft oder in einer beliebigen Kombination davon erfolgen.
Als Ausgangs- bzw. Meßgröße können der Temperaturverlauf des ausfließenden Wassers beispielsweise am Auslauf des Warmwasser-Thermostats, die Regelgeschwindigkeit, Fließgeräusche sowie Resonanzstellen, Verwirbelungen oder ste- hende Wellen durch geeignete Sensoren kontinuierlich, periodisch oder in einer willkürlich festgelegten zeitlichen Abfolge erfaßt werden. Bei dem Warmwasser-Thermostat der ersten Ausführungsform wird lediglich eine Ausgangsgrößen, nämlich der Temperaturverlauf kontinuierlich er- faßt. Bei weiteren Modifizierungen der ersten Ausführungsform kann willkürlich eine Auswahl von einer, zwei oder mehreren Ausgangsgrößen erfaßt werden. Dabei können sämtliche Ausgangsgrößen parallel erfaßt und ausgewertet werden. Fig. 3 zeigt ein Diagramm, welches den Temperaturverlauf des ausfließenden Wassers abhängig von den Eingangsgrößen Druck (X-Achse) und Menge (Y-Achse) binär darstellt. Dabei stellen die hellen Bereiche der "Zeilen" innerhalb des rechtwinkligen Ausschnitts der Figur Temperaturen des ausfließenden Wasser oberhalb oder gleich einer gewählten Temperatur von beispielsweise 38 °C und die dunklen Bereiche Temperaturen unterhalb der gewählten Temperatur dar. Aus der Figur ergibt sich, daß die Temperatur über eine Variierung des Drucks und der Menge nicht wie vielleicht erwartet konstant verläuft, sondern unterschiedlichen Regelabweichungen unterliegt. Bei weiteren Modifizierungen der ersten Ausführungsform kann der Temperaturverlauf durch Verwendung von verschiedenen Grau- oder Farbtönen differenzierter über die Zeilen dargestellt werden. Des weiteren erscheint je nach Anzahl der Einbzw. Ausgangsgrößen eine zwei-, drei- oder mehrdimensionale Darstellung der Ausgangsgrößen in Abhängigkeit der Eingangsgrößen als sinnvoll. Dabei könnten die Eingangs- und Ausgangsgrößen auch in mehreren Bildebenen vergleichbar mit zueinander beabstandet angeordneten Karteikarten dargestellt werden.
Damit der Temperaturverlauf des ausfließenden Wassers entsprechend Fig. 3 dargestellt werden kann, werden sowohl die variablen Werte der Eingangsgrößen als auch die Werte der Ausgangsgrößen festgelegt bzw. durch geeignete Sensoren erfaßt, in elektrische Signale umgewandelt und in einem geeigneten Speicher abgelegt. Ferner ist die Zu- Ordnung zwischen den Eingangs- und Ausgangsgrößen gegebenenfalls in Abhängigkeit der Zeit zu bestimmen und festzuhalten. Aus den jeweiligen Eingangs- und Ausgangsgrößen und deren Zuordnung wird mittels Techniken aus der Bildverarbeitung eine aussagefähige Darstellung beispielswei- se entsprechend Fig. 3 entworfen. Die Durchführung der Variierung der Eingangsgrößen und deren Feststellung bzw. Erfassung, der Aufnahme der Ausgangsgrößen, der Koordinierung bzw. der Zuordnung der Eingangs- und Ausgangsgrößen sowie deren Auswertung mittels Techniken aus der Bildverarbeitung erfolgt entweder computergesteuert, wo- bei geeignete Programme auf einem dafür vorgesehenen Medium wie beispielsweise einem ROM abgespeichert sind, oder mittels einer geeigneten elektrischen Schaltung bzw. Vorrichtung.
Darüber hinaus ist es möglich, mittels Techniken der Bildverarbeitung die Ausgangsgrößen auszuwerten. Beispielsweise kann durch Subtrahieren eines Bilds entsprechend Fig. 3, welches die Funktionalität bzw. Eigenschaften des Warmwasser-Thermostats über einen definierten Be- reich von Parametern anhand eines Temperaturverlaufs des ausfließenden Wassers darstellt, mit einem entsprechenden Bild eines funktionsfähigen Warmwasser-Thermostats und Vergleichen der jeweiligen Bildelemente, d.h. durch Erfassen von Abweichungen, festgestellt werden, ob der ge- rade geprüfte Warmwasser-Thermostat gewünschten Qualitätsanforderungen genügt. Als weitere Bildverarbeitungsmöglichkeit wird hier noch die Filterung von Signalen erwähnt, welche beispielsweise zur Unterdrückung von Rauschen verwendet wird. Dabei werden Signale bzw. Bild- punkte unterhalb einer bestimmten Dichte, welche als Störsignale gewertet werden, unterdrückt. Es wird hier festgestellt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf eine der obigen Techniken der Bildverarbeitung beschränkt ist.
Ein Unterschied zwischen einer herkömmlichen Anordnung, die sich der Techniken aus der Bildverarbeitung bedient, und der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Werte der Eingangsgrößen nicht über einen optischen Bildaufnehmer, sondern über geeignete Sensoren wie beispielsweise ein Manometer, Durch- flußmeter oder Thermometer erfaßt bzw. aufgenommen und in elektrische Signale zur analogen oder digitalen Weiterverarbeitung umgewandelt werden.
Zweite Ausführungsform
Als zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im folgenden ein Operationsverstärker entsprechend Fig. 4 beschrieben.
Das Testverfahren ist im Prinzip gleich demjenigen der ersten Ausführungsform. Im Unterschied dazu werden jedoch andere Eingangs- und Ausgangsgrößen verwendet bzw. erfaßt, wobei die Antwort auf die Variation der Werte der Eingangsgrößen um ein Vielfaches schneller erfolgt.
Eingangsgrößen sind etwa die Eingangsspannungsdifferenz, (Offsetspannung, offene Verstärkung), absolute Eingangsspannung (Gleichtaktverstärkung), positive Betriebsspan- nung, negative Betriebsspannung, Lastwiderstand, Frequenz, usw. Ausgangsgrößen sind demgegenüber etwa die Offsetspannung, Gleichtaktunterdrückung, Frequenzverhalten, Rauschen, Oszillieren, Latch up, Ubernahmefehler in der Gegentaktendstufe, usw.
Es wird festgestellt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt ist. Die obigen Ausführungsformen dienen vielmehr der Erläuterung des Prinzips des Erfindungsgegenstands.
Im folgenden werden kurz die bei der vorliegenden Erfindung auftretenden Vorteile umrissen:
Zusammenhänge zwischen Eingangs- und Ausgangsgrößen lassen sich über weite Bereiche schnell erfassen und (online) optisch darstellen; mittels Techniken aus der Bildverarbeitung wird eine schnelle Auswertung einer Vielzahl variabler Eingangsgrößen ermöglicht; die optische Darstellung der Vielzahl variabler Ein- gangs- und Ausgangsgrößen bietet einem Anwender ein hohes Maß an Anschaulichkeit; es wird schnelle Beurteilung des Qualitätszustands eines Prüflings bei dessen Fertigung ermöglicht; und es wird eine hohe Testtiefe durch Erfassen des ge- samten Betriebsbereiches von Interesse erzielt.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Testen eines Prüflings mit folgenden Schritten: Stimulation des Prüflings bezüglich mindestens einem Betriebsparameter bei mehreren Betriebspunkten bzw. in Betriebsbereichen; und
Erfassung der Reaktion des Prüflings bezüglich mindestens eines Testkriteriums an den Betriebspunkten bzw. in den Betriebsbereichen; gekennzeichnet durch
Auswertung der Reaktion mittels Techniken aus der Bildverarbeitung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reaktion zur Erstellung eines der Auswertung zugrundeliegenden, mehrdimensionalen Bildes verwendet wird, bei dem die Betriebsparameter die Bildkoordinaten darstellen und die Reaktion des Prüflings die Inhalte der Bildpunkte bestimmt .
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Reaktion durch Bezugnahme auf zumindest eine gespeicherte Musterreaktion direkt oder über mathematische Verknüpfung mit den Pixelwerten ausgewertet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Änderung mindestens eines der Betriebsparameter bei der Stimulation kontinuierlich erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens einer der bei der Stimulation einzustellenden Betriebsparameter für mehrere Betriebspunkte anhand einer beliebigen Funktion oder einer Look-Up-Table bestimmt wird.
Vorrichtung zum Testen eines Prüflings mit; Stimulationsmodulen, die den Prüfling bezüglich mindestens einem Betriebsparameter bei mehreren Betriebspunkten stimulieren; und
Erfassungsmodulen, die die Reaktion des Prüflings bezüglich mindestens eines Kriteriums an den Betriebspunkten erfassen; gekennzeichnet durch eine Auswertungeinrichtung, die die Reaktion mittels Techniken aus der Bildverarbeitung auswertet.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die die Reaktion zur Erstellung eines der Auswertung zugrundeliegenden, mehrdimensionalen Bildes verwendet, bei dem die Betriebsparameter die Bildkoordinaten darstellen und die Reaktion des Prüflings mittelbar oder unmittelbar die Pixelwerte be- stimmt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, die die Reaktion durch Bezugnahme auf zumindest eine gespeicherte Musterreaktion direkt oder über mathematische Verknüpfung mit den Pixelwerten auswertet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, die die Änderung mindestens eines der Betriebsparameter bei der Stimulation kontinuierlich vornimmt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, die die bei der Stimulation einzustellenden Betriebsparameter für mehrere Betriebspunkte anhand einer beliebiger Funktion oder einer Look-Up-Table bestimmt.
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