線性光耦線性度自動測試裝置製造方法
2023-05-04 19:50:46 2
線性光耦線性度自動測試裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種線性光耦線性度自動測試裝置,包括測試電路,測試電路主要由信號源電路21、信號輸入電路22、信號輸出電路23、模數轉換模塊24和微處理器25構成,信號源電路21的輸出端連接信號輸入電路22,信號輸入電路22用於連接待測試的線性光耦的輸入,信號輸出電路23用於連接待測試的線性光耦的輸出;信號輸出電路23的輸出、信號源電路21的輸出均通過模數轉換模塊24連接微處理器25。採用微處理器,一方面採集信號源的輸出信號,另一方面採集信號源經過線性光耦處理後的信號,將這兩種信號進行比較,以判斷線性光耦的性能,提高了測試的自動化程度,提高了效率。
【專利說明】線性光耦線性度自動測試裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種線性光耦線性度自動測試裝置。
【背景技術】
[0002]線性光耦在模擬信號隔離傳輸上被廣泛使用,如信號隔離器、信號調理器、隔離變送器、隔離式模擬量採集模塊、隔離式安全柵等設備中均廣泛使用線性光耦,由於線性光耦的線性度可達到0.01%,因此線性光耦可用在高精度信號隔離傳輸設備上,如0.05%精度高速高精度模擬信號隔離器上,然由於線性光耦做為半導體器件,其線性度參數存在分散性,並非所有的線性光耦的線性度均能達到0.01%,事實上,大多線性光耦的線性度分布在
0.01%至0.05%的水平,對於線性度誤差為0.03%以上的線性光耦,當其與運放、阻容等外部電路匹配使用時,整個電路的線性度誤差就可能超過0.05%,如果不提前對線性光耦的線性度進行測試,在高精度模擬信號隔離器批量生產中,會使得產品初次調試合格率不高,額外增加了調試時間,若可以通過對線性光耦線性度進行測試,將線性誤差高於0.03%的線性光耦在使用前剔除出來,就可以極大提高高精度模擬信號隔離設備產品初次調試合格率。
[0003]現有對線性光耦線性度測試則是將線性光耦以焊接方式固定在線性光耦固定部件上,再配合使用高精度信號源、高精度標準表,人工選擇高精度信號源輸出不同的基準信號,讀取高精度標準表在不同基準點上的測量數據,依此計算線性光耦的線性度。現有線性度測試存在如下問題:人工對線性光耦線性度測試,需要測試和記錄的數據量較大,造成測試效率低下,而且容易出錯,無法適應高精度模擬信號隔離設備批量生產中對較大數量線性光耦線性度進行測試的要求,嚴重製約著產品的初次調試合格率和生產效率。因此,有必要研製一種對線性光耦線性度進行自動測試的裝置,以便快速、準確、高效的將線性度誤差高於0.03%的線性光耦在使用之前剔除出來,提高高精度模擬信號隔離設備產品初次調試合格率,提高生產效率。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種線性光耦線性度自動測試裝置,用以解決現有測試方式自動化程度低、操作複雜、效率低的問題。
[0005]為實現上述目的,本發明的方案包括:
[0006]一種線性光耦線性度自動測試裝置,包括測試電路,測試電路主要由信號源電路
(21)、信號輸入電路(22)、信號輸出電路(23)、模數轉換模塊(24)和微處理器(25)構成,信號源電路(21)的輸出端連接信號輸入電路(22)的輸入,信號輸入電路(22)的輸出用於連接待測試的線性光耦的輸入端,信號輸出電路(23)的輸入用於連接待測試的線性光耦的輸出端;信號輸出電路(23)的輸出、信號源電路(21)的輸出均通過模數轉換模塊(24)連接微處理器(25)。
[0007]所述信號源電路輸出至少三路電壓基準,所述微處理器控制連接所述信號源電路,用於選擇信號源電路的輸出電壓基準。
[0008]所述測試電路設置在測試電路板(2)上。
[0009]還包括一個線性光耦固定部件(I),所述線性光耦固定部件(I)上設有用於連接待測試的線性光耦各引腳的電連接端子(111),電連接端子(111)與所述測試電路板⑵上的信號輸入電路(22)、信號輸出電路(23)分別對應連接。
[0010]所述線性光耦固定部件⑴包括基座(11)和壓板(12);所述電連接端子(111)設於基座(11)上,電連接端子(111)為彈性簧片,所述壓板(12)壓住待測試的線性光耦,以使待測試的線性光耦的引腳與彈性簧片形成穩定接觸。
[0011]所述彈性簧片包括簧片,簧片一端固定在基座(11)上,另一端與基座(11)之間設有彈簧,該設置彈簧的一端設有用於容納待測試的線性光耦的引腳的凹槽(112)。
[0012]其特徵在於,所述基座(11)上還設有用於限位待測試線性光耦的凸起部(L1、L2)。
[0013]所述壓板(12)為一個轉盤,該轉盤的旋轉軸與基座(11)所在平面垂直、固定在基座(11)上。
[0014]所述轉盤上設有一個導向坡面,所述導向坡面為轉盤上的一個折起結構。
[0015]本發明的線性光耦測試裝置,採用微處理器,一方面採集信號源的輸出信號,另一方面採集信號源經過線性光耦處理後的信號,將這兩種信號進行比較,以判斷線性光耦的性能,提高了測試的自動化程度,提高了效率。
[0016]信號源設置多種電壓基準,在微處理器的控制下對任一個線性光耦進行多種電壓基準的測試,能夠完整的體現線性光耦性能。
[0017]本發明還提供了一種用於線性光耦測試的固定部件,固定部件通過一個壓板來壓住待測試的線性光耦,將線性光耦的引腳與基座上的彈性簧片形成穩固的接觸,而彈性簧片本身是與測試電路電連接的,從而將線性光耦,即晶片與測試電路可靠連接,可以進行測試操作,操作時只需將線性光耦放入基座的設定位置上,然後由壓板壓住即可。
[0018]進一步的,壓板採用轉盤結構,在需要放入晶片時將轉盤轉動移開,露出放置晶片的設定位置,需要按壓時將轉盤轉動到設定位置上,壓住晶片以完成測試,操作非常方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明的結構原理圖;
[0020]圖2是信號源電路的多電壓基準結構示意圖;
[0021]圖3是信號輸入電路原理圖;
[0022]圖4是信號輸出電路原理圖;
[0023]圖5是所採用的一種模數轉換器;
[0024]圖6是線性光耦固定部件結構圖;
[0025]圖7是彈性簧片俯視圖;
[0026]圖8是彈性簧片水平視圖;
[0027]圖9是壓板結構圖;
[0028]圖10是測試操作開始狀態示意圖;
[0029]圖11是測試操作中狀態示意圖。【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。
[0031]如圖1,本發明的基本方案在於:一種線性光耦線性度自動測試裝置,包括測試電路,測試電路主要由信號源電路21、信號輸入電路22、信號輸出電路23、模數轉換模塊24和微處理器25構成,信號源電路21的輸出端連接信號輸入電路22的輸入,信號輸入電路22的輸出用於連接待測試的線性光耦的輸入,信號輸出電路23的輸入用於連接待測試的線性光耦的輸出;信號輸出電路23的輸出、信號源電路21的輸出均通過模數轉換模塊24連接微處理器25。
[0032]微處理器通過模數轉換模塊同時採集信號源的輸出信號,以及信號源經過線性光耦處理後的信號,將這兩種信號進行比較,以判斷線性光耦的性能。
[0033]基於該基本方案,下面給出一種【具體實施方式】。
[0034]微處理器採用單片機。
[0035]信號源電路可以設置為包括輸出至少三路電壓基準;微處理器控制連接信號源電路,用於選擇信號源電路的輸出電壓基準。如圖2所示,信號源電路21包括η個支路,第一支路包括第一基準REFl和其所連接的第一開關Κ1,第二支路包括第二基準REF2和其所連接的第二開關Κ2,依次的,第η支路包括第η基準REFn和其所連接的第η開關Κη,KUΚ2……Kn的輸出端並聯作為信號基準電路21的輸出端,Κ1、Κ2……Kn的控制端Α1、Α2……An與單片機25的IO引腳相連,以實現在單片機的控制下選擇將某一支路基準接入信號輸入電路22,支路的數目η大於等於3。如單片機將與Al相連接的IO引腳置為有效電平,而將Α2-Αη所連接的IO引腳置為無效電平,則實現了將第一基準接入信號輸入電路;如單片機將與Α2相連的IO引腳置為有效電平,而與Al-An的相連的其餘所有IO引腳置為無效電平,則實現了將第二基準接入信號輸入電路,通過選擇性的接入不同信號基準,可實現不同基準點上對待測線性光耦線性度的測試。
[0036]具體的,下面給出實施例所採用的相關具體電路:
[0037]如圖3所示,信號輸入電路21包括第一電阻Rl、第二電阻R2,運放Ul、電容Cl、ΡΝΡ型三極體Ql、正電源VPl,信號輸入電路21的輸入端連接第一電阻Rl,並通過Rl連接運放Ul的負輸入端,運放Ul的負輸入端與其輸出端之間並聯電容Cl,運放Ul的正輸入端通過第二電阻R2接地,R2是匹配電阻,可以減小運放U2的輸入偏置電流對電路所產生的附加誤差,運放Ul的輸出端接三極體Ql的基極,三極體Ql的發射極、運放Ul的負輸入端、信號輸入電路的地和正電源VPl均連接至線性光耦固定部件。
[0038]如圖4所不,信號輸出電路包括電阻R3、電阻R4、電阻R5和運放U2,電阻R3的一端連接運放U2的負輸入端,運放的正輸入端通過電阻R5接地,運放U2的負輸入端和輸出端之間並接電阻R4,電阻R3、電阻R4、電阻R5和運放Ul構成一反相比例運算放大電路,電阻R5是匹配電阻,可以減小運放U2的輸入偏置電流對運算放大電路所產生的附加誤差。電阻R3的另一端以及信號輸出電路23的信號地均連接至性光耦固定部件。
[0039] 本實施例中,模數轉換模塊採用模數轉換器,為一擁有24位解析度的模數轉換器,其引腳分部如圖5所示,信號輸入電路22的輸入端連接模數轉換器第9引腳ΑΙΝ0,信號輸出電路23的輸出端連接模數轉換器24的第10引腳AINl,在單片機25的控制下,模數轉換器24可實現將AINO和AINl上的信號選擇性的進行採集,並將採集到的信號傳輸給單片機25進行計算和處理。
[0040]作為其他實施方式,微處理器也可以採用內置模數轉換模塊的型號,這種類型的微處理器很多,在此不再贅述。
[0041]下面具體介紹測試裝置的物理結構:
[0042]如圖6,測試電路設置在測試電路板2上。待測試的線性光耦(下文也簡稱為晶片)安裝在一個線性光耦固定部件I上,線性光耦固定部件I包括基座11和壓板12 ;線性光耦固定部件I上設有電連接端子111,電連接端子111對外部是用於連接待測試晶片的各引腳,對內部是與測試電路板2上的信號輸入電路22、信號輸出電路23分別對應連接。
[0043]如圖7、8,電連接端子111設於基座11上,電連接端子111為彈性簧片。該彈性簧片包括彈簧和簧片,簧片一端(通過螺釘)固定在基座11上,另一端與基座11之間設有彈簧114,該設置彈簧的一端設有用於容納待測試晶片引腳的凹槽112 ;在該端,簧片向下設有一個凸起113,彈簧114套在該凸起113上,形成與簧片的連接結構,彈簧114與基座11連接部分設於基座11的相應孔115中。
[0044]如圖6所示,彈性簧片有8個,分別編號為T1-T8,它們在設定位置上固定,分別對應晶片的各個引腳,以形成一個用於連接待測試晶片的位置。將晶片置入該設定位置時,晶片引腳恰好置入各彈性簧片的凹槽112中。T1-T8橫向定位待測試晶片,基座上的凸楞L1、L2與T1-T8平行設置,用於縱向定位待測試晶片。
[0045]此時,將壓板12壓住待測試的線性光耦,彈簧給簧片提供了一個向上的應力,實現了線性光耦引腳和簧片的緊密可靠接觸。
[0046]壓板12為一個轉盤,該轉盤的旋轉軸與基座11所在平面垂直、固定在基座11上。轉盤上設有一個導向坡面,所述導向坡面為轉盤上的一個折起結構。如圖9所示,該折起與水平方向的角度為5-70°,折起的存在,使得通過轉動片狀圓盤實現對線性光耦的壓緊固定更加順利。
[0047]待測試線性光耦放置在線性光耦固定部件中的示意圖如圖10所示,待測試線性光耦被固定在線性光耦固定部件的示意圖如圖11所示。
[0048]線性光耦線性度自動測試方法如下:
[0049]步驟一,將待測線性光耦置於線性光耦固定部件中固定,上電開機。具體的,轉動片狀圓盤,露出銅片,將線性光耦引腳分別對應銅片上的凹槽,放平,轉動片狀圓盤,使片狀圓盤壓住線性光耦的上表面,固定好線性光耦,上電開機。
[0050]步驟二,單片機控制信號源電路上的第一開關閉合,第一開關以外的其餘開關均斷開,實現將第一信號基準接入信號輸入電路,單片機控制模數轉換器分別採集信號輸入電路輸入端信號和信號輸出電路的輸出端信號,計算第一信號基準點的相對誤差。單片機再依次控制第二開關至第N開關閉合,其餘所有開關均斷開,實現將第二至第N信號基準接入信號輸入電路,單片機控制模數轉換器分別採集第二信號基準接入信號輸入電路至第N信號基準接入信號輸入電路時信號輸入電路的輸入端信號和信號輸出電路的輸出端信號,分別計算得出第二信號基準點至第N信號基準點的相對誤差。
[0051]步驟三,單片機進行運算,將第二信號基準點的相對誤差減去第一信號基準點的相對誤差,得到第一個相對誤差的差值,以此類推,直到將第N信號基準點的相對誤差減去第N-1信號基準點的相對誤差,得到第N-1個相對誤差的差值,取這N-1個相對誤差差值中最大的一個作為被測試線性光耦的線性誤差。
[0052]步驟四,斷電,轉動片狀圓盤,取出線性光耦。
[0053]以上給出了具體的實施方式,但本發明不局限於所描述的實施方式。本發明的基本思路在於上述基本方案,對本領域普通技術人員而言,根據本發明的教導,設計出各種變形的模型、公式、參數並不需要花費創造性勞動。在不脫離本發明的原理和精神的情況下對實施方式進行的變化、修改、替換和變型仍落入本發明的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種線性光耦線性度自動測試裝置,其特徵在於,包括測試電路,測試電路主要由信號源電路(21)、信號輸入電路(22)、信號輸出電路(23)、模數轉換模塊(24)和微處理器(25)構成,信號源電路(21)的輸出端連接信號輸入電路(22)的輸入,信號輸入電路(22)的輸出用於連接待測試的線性光耦的輸入端,信號輸出電路(23)的輸入用於連接待測試的線性光耦的輸出端;信號輸出電路(23)的輸出、信號源電路(21)的輸出均通過模數轉換模塊(24)連接微處理器(25)。
2.根據權利要求1所述的線性光耦線性度自動測試裝置,其特徵在於,所述信號源電路輸出至少三路電壓基準,所述微處理器控制連接所述信號源電路,用於選擇信號源電路的輸出電壓基準。
3.根據權利要求1所述的線性光耦線性度自動測試裝置,其特徵在於,所述測試電路設置在測試電路板(2)上。
4.根據權利要求3所述的線性光耦線性度自動測試裝置,其特徵在於,還包括一個線性光耦固定部件(I),所述線性光耦固定部件(I)上設有用於連接待測試的線性光耦各引腳的電連接端子(111),電連接端子(111)與所述測試電路板⑵上的信號輸入電路(22)、信號輸出電路(23)分別對應連接。
5.根據權利要求4所述的線性光耦線性度自動測試裝置,其特徵在於,所述線性光耦固定部件⑴包括基座(11)和壓板(12);所述電連接端子(111)設於基座(11)上,電連接端子(111)為彈性簧片,所述壓板(12)壓住待測試的線性光耦,以使待測試的線性光耦的引腳與彈性簧片形成穩定接觸。
6.根據權利要求5所述的線性光耦線性度自動測試裝置,其特徵在於,所述彈性簧片包括簧片,簧片一端固定在基座(11)上,另一端與基座(11)之間設有彈簧,該設置彈簧的一端設有用於容納待測試的線性光耦的引腳的凹槽(112)。
7.根據權利要求5所述的線性光耦線性度自動測試裝置,其特徵在於,所述基座(11)上還設有用於限位待測試線性光耦的凸起部(L1、L2)。
8.根據權利要求5所述的線性光耦線性度自動測試裝置,其特徵在於,所述壓板(12)為一個轉盤,該轉盤的旋轉軸與基座(11)所在平面垂直、固定在基座(11)上。
9.根據權利要求8所述的線性光耦線性度自動測試裝置,其特徵在於,所述轉盤上設有一個導向坡面,所述導向坡面為轉盤上的一個折起結構。
【文檔編號】G01R31/00GK103969531SQ201410202938
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】王允 申請人:王允