一種線圈測試裝置及方法
2023-05-08 20:32:16
專利名稱：一種線圈測試裝置及方法
技術領域：
本發明是有關於一種測試裝置及方法，且特別是有關於一種線圈測試裝置及方法。
背景技術：
隨著電子科技的發展，各種電子零件的精準度的需求也就變得更加嚴格，其中，廣泛應用於電子電機領域之中的線圈產品因其線圈匝數範圍可由數圈至數萬圈，所以線圈產品的線圈匝數驗證便成為重要的測試項目。已知線圈匝數測試裝置是於待測線圈加上參考信號，然後通過測試裝置的銅柱與待測線圈之間的電磁感應，以獲取電壓或電流測量值。然而，隨著待測線圈匝數的增加，使得測試儀器所測得的電壓或電流測量值相對應待測線圈與銅柱的匝數比的增加而減小。當待測線圈匝數到達數千或數萬圈時，必須通過高精準度的測試儀器才能夠判讀所測量到的電壓或電流值，且測量誤差也隨著待測線圈匝數上升而增加。因此，已知技術中線圈匝數測試裝置及測試方法仍有上述需要克服的問題。
發明內容
本發明為揭露一種線圈測試裝置及方法，以改善測量精準度與降低測試成本。因此，本發明的一方面在於提供一種線圈測試裝置，包含固定單元、金屬治具以及參考線圈。固定單元用以固定待測線圈。金屬治具配置固定於固定單元上，金屬治具穿越待測線圈，用以感應待測線圈上的參考信號。參考線圈配置固定於固定單元上，且參考線圈被金屬治具穿越，用以將金屬治具所感應的待測線圈上的參考信號轉換為輸出信號。依據本發明的第一實施例，其中固定單元是用以將待測線圈、金屬治具與參考線圈固定，使得金屬治具穿越待測線圈與參考線圈的中間鏤空部分。依據本發明的第二實施例，其中參考線圈與待測線圈的匝數比是用以決定輸出信號與參考信號的比值。依據本發明的第三實施例，其中參考線圈與金屬治具的匝數比是依據接收輸出信號的測試儀器的測量精準度而作調整。依據本發明的第四實施例，其中金屬治具為金屬柱體或金屬導線。本發明的另一方面在於提供一種線圈測試方法，包含步驟如下。提供參考信號給待測線圈。通過金屬治具與待測線圈之間的磁場耦合，以感應待測線圈的參考信號。通過參考線圈與金屬治具之間的磁場耦合，以轉換金屬治具所感應的待測線圈的參考信號為輸出信號。依據本發明的第五實施例，上述線圈測試方法還包含固定待測線圈、金屬治具與參考線圈中至少一者，使得金屬治具穿越待測線圈與參考線圈的中間鏤空部分，以穩定磁場耦合所感應的信號。依據本發明的第六實施例，其中輸出信號與參考信號之間的比值是通過參考線圈與待測線圈之間的匝數比所決定。依據本發明的第七實施例，上述線圈測試方法還包含通過測試儀器測量輸出信號，以顯示待測線圈匝數相對應的輸出信號讀值。依據本發明的第八實施例，上述線圈測試方法還包含通過參考線圈與金屬治具的匝數比選擇，以調整輸出信號的輸出範圍，並符合測試儀器的測量精準度。因此，應用本發明的優點在於利用參考線圈與金屬治具或參考線圈與待測線圈之間的匝數比調整，以改善線圈測試的測量精準度與降低高精準度測試儀器購置的測試成本。
為讓本發明的上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下:圖1是繪示依照本發明的一實施方式的一種線圈測試裝置的示意
圖2是繪示依照本發明的一實施方式的一種線圈測試方法的流程示意圖。主要組件符號說明110:固定單元120:金屬治具121:移動裝置130:參考線圈131 132:端點210:待測線圈211 212:端點220:測試儀器2010 2040:步驟
具體實施例方式以下將以附圖及詳細敘述清楚說明本發明的精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在了解本發明的較佳實施例後，當可由本發明所教示的技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明的精神與範圍。請參照圖1。圖1是繪示依照本發明的一實施方式的一種線圈測試裝置的示意圖。上述線圈測試裝置包含固定單元110、金屬治具120以及參考線圈130。固定單元110用以固定待測線圈210。金屬治具120配置固定於固定單元110上，金屬治具120穿越待測線圈210，用以感應待測線圈210上的參考信號。參考線圈130配置固定於固定單元110上，且參考線圈130被金屬治具120穿越，用以將金屬治具120所感應的待測線圈210上的參考信號轉換為輸出信號。在本實施方式的一實施例中，固定單元110是用以將待測線圈210、金屬治具120與參考線圈130固定，使得金屬治具120穿越待測線圈210與參考線圈130的中間鏤空部分。舉例來說，線圈測試裝置的固定單元110可包含線圈固定座，以固定待測線圈210、金屬治具120與參考線圈130，使得金屬治具120能夠穿越待測線圈210與參考線圈130的中間鏤空部分，以獲取穩定的電磁感應信號。在本實施例中，金屬治具120可包含移動裝置121，上述移動裝置121可為活動式金屬測試夾以及活動式金屬端子中的任一者，以開啟或關閉金屬治具120。當移動裝置121開啟時，可將待測線圈210與參考線圈130的中間鏤空部分套入金屬治具120，並由固定單元110所提供的線圈固定座固定待測線圈210與參考線圈130。然後，將移動裝置121關閉，使得金屬治具120與待測線圈210之間形成電磁感應迴路，且金屬治具120與參考線圈130之間形成另一電磁感應迴路。需說明的是，在本實施例中的金屬治具120可視為具有單圈繞線型式的線圈裝置。接著，在待測線圈210的端點211與端點212之間加上固定的交流參考信號，並通過金屬治具120與待測線圈210之間形成的電磁感應迴路以及金屬治具120與參考線圈130之間形成的另一電磁感應迴路，將上述參考信號轉換為相對應參考線圈130與待測線圈210線圈匝數比的輸出信號於參考線圈130的端點131與端點132之上，並提供輸出信號給測試儀器220。在本實施方式的一實施例中，參考線圈130與待測線圈210的匝數比是用以決定輸出信號與參考信號的比值。例如，上述待測線圈210可為具有70圈繞線的環型電感，參考線圈130可為具有100圈繞線的標準線圈。因此，若加在待測線圈210的端點211與端點212之間的參考信號為頻率20KHz振幅大小為IV的交流電壓時，參考線圈130的端點131與端點132之上的輸出信號是由參考線圈130與待測線圈210之間的匝數比100/70所決定，並通過上述電磁感應將振幅大小為IV的參考信號轉換成振幅大小為1.42857V的輸出信號給測試儀器220。在本實施方式的一實施例中，參考線圈130與金屬治具120的匝數比是依據接收輸出信號的測試儀器220的測量精準度而作調整。例如，待測線圈210可為具有70圈繞線的環型電感，並於端點211與端點212之間加上頻率為20KHz振幅大小為IV的交流電壓參考信號。當參考線圈130為具有I圈繞線的標準線圈時，通過電磁感應轉換的實際輸出信號振幅大小為0.01428V。若測試儀器220的精準度只到小數點以下第三位時，則測試儀器220所判讀到的輸出信號振幅大小為0.014V。在相同的參考線圈130條件下，當待測線圈210為具有69圈繞線的環型電感時，通過電磁感應轉換的實際輸出信號振幅大小為0.01428V,則測試儀器220所判讀到的輸出信號振幅大小仍為0.014V。所以，測試儀器220的精準度可能導致待測線圈210的線圈匝數的判讀錯誤。此時，若將參考線圈130改為具有100圈繞線的標準線圈的情況下，當待測線圈210為具有70圈繞線的環型電感時，測試儀器220所判讀到的輸出信號振幅大小為
1.428V。當待測線圈210為具有69圈繞線的環型電感時，則測試儀器220所判讀到的輸出信號振幅大小為1.449V。由此可見，在本實施例中可通過調整參考線圈130的線圈匝數，而得到適當的輸出信號範圍，以符合測試儀器220的測量精準度，並可降低購買高精準度測試儀器220的測試成本。在本實施方式的一實施例中，金屬治具120為金屬柱體或金屬導線。例如，此金屬治具120可為銅柱、鐵柱、銀柱、鐵絲以及銅線中的任一者，使得金屬治具120與待測線圈210之間形成電磁感應迴路，且金屬治具120與參考線圈130之間形成另一電磁感應迴路。請同時參照圖1與圖2。圖2是繪示依照本發明的一實施方式的一種線圈測試方法的流程示意圖。上述線圈測試方法是利用與圖1所示相同或相似的線圈測試裝置，以進行待測線圈210的線圈匝數測試，其包含步驟如下。在步驟2010中，提供參考信號給待測線圈210。例如，可提供頻率為20KHz振幅大小為IV的交流電壓給待測線圈210作為參考信號。需說明的是，在本實施方式中的待測線圈210的線圈匝數可為70圈，參考線圈130的線圈匝數可為100圈。在步驟2020中，通過金屬治具120與待測線圈210之間的磁場耦合，以感應待測線圈210的參考信號。例如，可通過金屬治具120與待測線圈210之間的電磁感應，將待測線圈210上的參考信號感應至金屬治具120之上。需說明的是，此時金屬治具120上所感應到的信號強度是相對應於金屬治具120與待測線圈210的匝數比，因此金屬治具120上所感應到的信號強度只有參考信號的1/70。在步驟2030中，通過參考線圈130與金屬治具120之間的磁場耦合，以轉換金屬治具120所感應的待測線圈210的參考信號為輸出信號。例如，可通過參考線圈130與金屬治具120之間的電磁感應，將金屬治具120上的信號感應至參考線圈130之上，並可通過參考線圈130與金屬治具120的匝數比100/1放大金屬治具120上的信號100倍，以產生參考信號(振幅大小為IV)的100/70倍的輸出信號(振幅大小為1.42857V)給測試儀器220。在本實施方式的一實施例中，上述線圈測試方法還包含固定待測線圈210、金屬治具120與參考線圈130中至少一者，使得金屬治具120穿越待測線圈210與參考線圈130的中間鏤空部分，以穩定磁場耦合所感應的信號。例如，可在上述線圈測試方法的步驟2010之前，利用包含線圈固定座的固定單元110，以固定待測線圈210、金屬治具120與參考線圈130，使得金屬治具120能夠穿越待測線圈210與參考線圈130的中間鏤空部分，以獲取穩定的電磁感應信號。在本實施方式的一實施例中，輸出信號與參考信號之間的比值是通過參考線圈130與待測線圈210之間的匝數比所決定。例如，當待測線圈210為具有70圈繞線的環型電感時，可通過具有100圈繞線的參考線圈130與待測線圈210之間的匝數比，以決定輸出信號與參考信號之間的比值為100/70，並可通過上述線圈與金屬治具120之間的電磁感應，將振幅大小為IV的參考信號轉換成振幅大小為1.42857V的輸出信號。需說明的是，還可通過參考線圈130與待測線圈210之間的匝數比選擇，以調整相對應的輸出信號強度範圍。在本實施方式的一實施例中，上述線圈測試方法還包含通過測試儀器220測量輸出信號，以顯示待測線圈210匝數相對應的輸出信號讀值，如步驟2040所示。例如，可通過測試儀器220判讀輸出信號的電流或電壓讀值，並根據上述輸出信號的讀值判斷待測線圈210的線圈匝數。在本實施方式的一實施例中，上述線圈測試方法還包含通過參考線圈130與金屬治具120的匝數比選擇，以調整輸出信號的輸出範圍，並符合測試儀器220的測量精準度。例如，待測線圈210可為具有70圈繞線的環型電感，並於待測線圈210加上頻率20KHz振幅大小為IV的參考信號。當參考線圈130為具有I圈繞線的標準線圈時，通過電磁感應轉換的實際輸出信號振幅大小為0.01428V。若測試儀器220的精準度只到小數點以下第三位時，則測試儀器220所判讀到的輸出信號振幅大小為0.014V。在相同的參考線圈130條件下，當待測線圈210為具有69圈繞線的環型電感時，通過電磁感應轉換的實際輸出信號振幅大小為0.01428V，則測試儀器220所判讀到的輸出信號振幅大小仍為0.014V。所以，測試儀器220的精準度可能導致待測線圈210的線圈匝數的判讀錯誤。若將參考線圈130改為具有100圈繞線的標準線圈的情況下，當待測線圈210為具有70圈繞線的環型電感時，測試儀器220所判讀到輸出信號振幅大小為1.428V。當待測線圈210為具有69圈繞線的環型電感時，則測試儀器220所判讀到的輸出信號振幅大小為1.449V。由此可見，在本實施例中可通過調整參考線圈130與金屬治具120之間的匝數比，而得到適當的電磁感應的輸出信號範圍，以符合測試儀器220的測量精準度，並可降低購買高精準度測試儀器220的測試成本。除此之外，還可在步驟2010之前先行放置一個70圈繞線的標準線圈作為待測線圈210，以提供測試儀器220校正輸出信號的測量。然後再分別放入實際的待測線圈210，以讀取實際的輸出信號，接著再由測試儀器比較70圈繞線的標準線圈與實際待測線圈210之間的輸出信號差值，以判斷實際待測線圈210的線圈匝數。一般而言，傳統的線圈測試裝置僅通過金屬治具120與待測線圈210之間的電磁感應，以獲取相對應的輸出信號給測試儀器220。由於上述金屬治具120的輸出信號與待測線圈210上的參考信號(例如:頻率20KHz振幅大小為IV的交流電壓是對應於金屬治具120與待測線圈210的匝數比(例如:1/70)，使得通過電磁感應轉換後的實際的輸出信號相對應上述匝數比的增加而減小(例如:輸出信號的振幅大小為0.01428V)。此時，若使用的測試儀器220的測量精準度不足時，則會造成待測線圈210的線圈匝數判讀錯誤，而影響測試結果。相較於上述作法，在本發明上述實施例中，利用參考線圈130與金屬治具120之間以及參考線圈130與待測線圈210之間的匝數比調整，以得到適當的輸出信號位準給測試儀器220判讀測量結果。綜上所述，應用本發明的優點在於利用參考線圈130與金屬治具120之間以及參考線圈130與待測線圈210之間的匝數比調整，以改善線圈測試的測量精準度與降低測試成本。在本發明中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行，而不以上述為限。雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視所附的權利要求書所界定的範圍為準。
權利要求
1.一種線圈測試裝置，其特徵在於，包含: 一固定單元，用以固定一待測線圈； 一金屬治具，配置固定於該固定單元上，該金屬治具穿越該待測線圈，用以感應該待測線圈上的一參考信號；以及 一參考線圈，配置固定於該固定單元上，且該參考線圈被該金屬治具穿越，用以將該金屬治具所感應的該待測線圈上的該參考信號轉換為一輸出信號。
2.根據權利要求1所述的線圈測試裝置，其特徵在於，該固定單元是用以將該待測線圈、該金屬治具與該參考線圈固定，使得該金屬治具穿越該待測線圈與該參考線圈的中間鏤空部分。
3.根據權利要求1所述的線圈測試裝置，其特徵在於，該參考線圈與該待測線圈的匝數比是用以決定該輸出信號與該參考信號的比值。
4.根據權利要求1所述的線圈測試裝置，其特徵在於，該參考線圈與該金屬治具的匝數比是依據接收該輸出信號的一測試儀器的測量精準度而作調整。
5.根據權利要求1所述的線圈測試裝置，其特徵在於，該金屬治具為金屬柱體或金屬導線。
6.一種線圈測試方法，其特徵在於，包含: 提供一參考信號給一待測線圈； 通過一金屬治具與該待測線圈之間的磁場耦合，以感應該待測線圈的該參考信號；以及 通過一參考線圈與該金屬治具之間的磁場耦合，以轉換該金屬治具所感應的該待測線圈的該參考信號為一輸出信號。
7.根據權利要求6所述的線圈測試方法，其特徵在於，還包含: 固定該待測線圈、該金屬治具與該參考線圈中至少一者，使得該金屬治具穿越該待測線圈與該參考線圈的中間鏤空部分，以穩定磁場耦合所感應的信號。
8.根據權利要求6所述的線圈測試方法，其特徵在於，該輸出信號與該參考信號之間的比值是通過該參考線圈與該待測線圈之間的匝數比所決定。
9.根據權利要求6所述的線圈測試方法，其特徵在於，還包含: 通過一測試儀器測量該輸出信號，以顯示該待測線圈匝數相對應的該輸出信號讀值。
10.根據權利要求6所述的線圈測試方法，其特徵在於，還包含: 通過該參考線圈與該金屬治具的匝數比選擇，以調整該輸出信號的輸出範圍，並符合一測試儀器的測量精準度。
全文摘要
本發明揭露一種線圈測試裝置及方法。線圈測試裝置包含固定單元、金屬治具以及參考線圈。固定單元用以固定待測線圈。金屬治具配置固定於固定單元上，其中金屬治具穿越待測線圈，用以感應待測線圈上的參考信號。參考線圈配置固定於固定單元上，且參考線圈被金屬治具穿越，用以將金屬治具所感應的待測線圈上的參考信號轉換為輸出信號。
文檔編號G01R29/20GK103176061SQ20111046127
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者鄭益吉 申請人:臺達電子工業股份有限公司