專利名稱：基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
電能表的線路板指的是集成了電能表各功能模塊的PCB電路板，該P(yáng)CB電路板是電能表的核心組件，代表了電能表廠家的技術(shù)實(shí)力，對(duì)于電能表的線路板的測(cè)試是電能表生產(chǎn)過程中非常關(guān)鍵的步驟。
根據(jù)電能表的工作原理，電能表的線路板的測(cè)試工作對(duì)于電能表的線路板測(cè)試裝置有
以下基本要求1、電能表的線路板測(cè)試裝置能夠?yàn)樗鼍€路板提供穩(wěn)壓直流電源信號(hào)和交流采樣信號(hào)，使線路板正常工作；2、電能表的線路板測(cè)試裝置能夠輸出不同的穩(wěn)壓直流電源信號(hào)、交流采樣信號(hào)和開關(guān)量控制信號(hào)，模擬線路板的不同工作環(huán)境；3、電能表的線路板測(cè)試裝置能夠通過線路板的通訊模塊來(lái)讀取線路板的單片機(jī)的數(shù)據(jù)或者向所述單片機(jī)寫入數(shù)據(jù)；4、電能表的線路板測(cè)試裝置能夠采集線路板的各測(cè)試點(diǎn)的電壓值；5、電能表的線路板測(cè)試裝置能夠?qū)y(cè)試所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將原始數(shù)據(jù)和處理后的數(shù)據(jù)都進(jìn)行存儲(chǔ)，以備査詢和共享使用。
為了滿足上述的基本要求，現(xiàn)有技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置由多個(gè)獨(dú)立的測(cè)試裝置構(gòu)成，比如萬(wàn)用表、單三相精密穩(wěn)壓電源、擁有紅外通訊功能和通用RS485匹配器的掌上電腦，整個(gè)電能表的線路板測(cè)試裝置不夠緊湊，集成度不高，維護(hù)困難，而且每個(gè)測(cè)試裝置都需要有人參與，比如由人來(lái)操作所述萬(wàn)用表，并且由人來(lái)記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，測(cè)試得到的數(shù)據(jù)需要由人來(lái)輸入FIS系統(tǒng)(FIS: Factory Information System,即制造現(xiàn)場(chǎng)管理信息系統(tǒng))中，雖然能安排流水線作業(yè)，但是整個(gè)測(cè)試過程效率還是十分低下，而且測(cè)試的準(zhǔn)確性無(wú)法給以可靠的保證；針對(duì)不同的線路板，所述電能表的線路板測(cè)試裝置需要采用不同的測(cè)試方案，這種不同體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上就是要使用相應(yīng)的電能表的線路板測(cè)試裝置，也就是說現(xiàn)有的電能表的線路板測(cè)試裝置通用性不高。因?yàn)橐獪?zhǔn)備多套電能表的線路板測(cè)試裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)多種線路板的測(cè)試方案，而且每套電能表的線路板測(cè)試裝置都得有好幾個(gè)人來(lái)操作，協(xié)作完成測(cè)試，所以現(xiàn)有技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置給生產(chǎn)帶來(lái)巨大的成本壓力，而且生產(chǎn)效率也無(wú)法提高。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是，提供一種集成度高、維護(hù)簡(jiǎn)單、測(cè)試效率高、通用性好、生產(chǎn)成本低的基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，提供一種具有以下結(jié)構(gòu)的基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線 路板測(cè)試裝置，它包括電源、信號(hào)模塊、通訊模塊和測(cè)試工裝，所述電源與信號(hào)模塊電連 接，所述通訊模塊與測(cè)試工裝電連接，它還包括安裝有虛擬儀器軟件平臺(tái)的計(jì)算機(jī)、信號(hào) 轉(zhuǎn)換模塊和控制切換模塊；所述計(jì)算機(jī)分別與電源、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、通訊模塊電連接；所 述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還分別與控制切換模塊、測(cè)試工裝電連接；所述控制切換模塊還分別與信 號(hào)模塊、測(cè)試工裝電連接。
采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)因?yàn)楸緦?shí)用新型還包 括安裝有虛擬儀器軟件平臺(tái)的計(jì)算機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和控制切換模塊；所述計(jì)算機(jī)分別與 電源、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、通訊模塊電連接；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還分別與控制切換模塊、測(cè)試 工裝電連接；所述控制切換模塊還分別與信號(hào)模塊、測(cè)試工裝電連接；所以在電能表的線 路板測(cè)試過程中所存在的電壓信號(hào)、電流信號(hào)和通信信號(hào)都交由計(jì)算機(jī)來(lái)控制、采集和處 理，沒有人的干預(yù)，這樣就大大提高了測(cè)試的效率，因?yàn)樗鲭妷盒盘?hào)、電流信號(hào)和通信 信號(hào)都交由計(jì)算機(jī)來(lái)控制、采集和處理，所以整個(gè)測(cè)試裝置集成度高，維護(hù)簡(jiǎn)單；因?yàn)楫?dāng) 測(cè)試不同的線路板時(shí)，工作人員只要調(diào)出相應(yīng)的以軟件形式存在的線路板的測(cè)試方案讓計(jì) 算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行就可以了，所以本實(shí)用新型通用性很高；因?yàn)橹灰粋€(gè)人就可以通過計(jì)算機(jī) 完成測(cè)試，并且本實(shí)用新型通用性高，所以電能表的線路板測(cè)試的成本大大降低。
作為改進(jìn)，所述虛擬儀器軟件平臺(tái)為NI公司生產(chǎn)的LabVIEW 8.5圖形化軟件系統(tǒng)， 因?yàn)長(zhǎng)abVIEW 8.5圖形化軟件系統(tǒng)非常成熟，而且功能強(qiáng)大、性價(jià)比高，所以可以使多種 電能表的線路板的測(cè)試方案在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，而且LabVIEW 8. 5圖形化軟件系統(tǒng)的穩(wěn)定性 好，可以保證所述基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置在生產(chǎn)線上穩(wěn)定、長(zhǎng)時(shí)間 的運(yùn)行，為企業(yè)帶來(lái)持久的效益。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述計(jì)算機(jī)為普通個(gè)人計(jì)算機(jī)，因?yàn)槠胀▊€(gè)人計(jì)算機(jī)相比于工業(yè)用 計(jì)算機(jī)十分廉價(jià)，而普通個(gè)人計(jì)算機(jī)完全能滿足所述基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板 測(cè)試裝置運(yùn)行要求，所以普通個(gè)人計(jì)算機(jī)十分有益于本實(shí)用新型的成本控制。
作為進(jìn)一步改進(jìn)，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊為NI公司生產(chǎn)的PCI-6221多功能數(shù)據(jù)采集卡， 所述PCI-6221多功能數(shù)據(jù)采集卡是一款功能強(qiáng)大而且便宜的多功能數(shù)據(jù)采集卡，它能很 好的兼容所述虛擬儀器軟件平臺(tái)，十分有益于本實(shí)用新型的性能的提高。

附圖是本實(shí)用新型提供的一種基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置的電路方框圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖l所示，本實(shí)用新型提供的一種基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置包 括電源、信號(hào)模塊、通訊模塊和測(cè)試工裝，所述電源與信號(hào)模塊電連接，所述通訊模塊與 測(cè)試工裝電連接，它還包括安裝有虛擬儀器軟件平臺(tái)的計(jì)算機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和控制切換 模塊；所述計(jì)算機(jī)分別與電源、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、通訊模塊電連接；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還分 別與控制切換模塊、測(cè)試工裝電連接；所述控制切換模塊還分別與信號(hào)模塊、測(cè)試工裝電 連接。
所述虛擬儀器軟件平臺(tái)為NI公司生產(chǎn)的LabVIEW 8. 5圖形化軟件系統(tǒng)。 所述計(jì)算機(jī)為普通個(gè)人計(jì)算機(jī)。
所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊為NI公司生產(chǎn)的PCI-6221多功能數(shù)據(jù)采集卡，該P(yáng)CI-6221多功 能數(shù)據(jù)采集卡直接被插在所述計(jì)算機(jī)的主機(jī)箱內(nèi)的PCI槽內(nèi)，由主機(jī)箱的電源供電。 所述電源采用220V， 50Hz交流電源。
所述信號(hào)模塊包括三相交流電源部分和直流電源部分。所述三相交流電源部分由變壓 器和電感轉(zhuǎn)換所述220V， 50Hz交流電源得來(lái)，為現(xiàn)有技術(shù)。所述直流電源部分采用開關(guān) 電源，其中一個(gè)開關(guān)電源為所述控制切換模塊供電。
所述通訊模塊包括一個(gè)38kHz調(diào)制紅外通訊電路、兩個(gè)可編程RS232通訊電路和兩個(gè) 可編程RS485通訊電路，所述38kHz調(diào)制紅外通訊電路、RS232通訊電路和RS485通訊電 路通過芯片PL2303、 SP213EH、 GL850A轉(zhuǎn)換成USB接口 ，所述計(jì)算機(jī)與通訊模塊電連接是 指所述計(jì)算機(jī)的USB接口與所述通訊模塊的USB接口電連接。
所述測(cè)試工裝包括通用測(cè)試底座、PCB測(cè)試針床和氣動(dòng)工具，所述通用測(cè)試底座、PCB 測(cè)試針床和氣動(dòng)夾具都為現(xiàn)有技術(shù)，不加贅述。所述測(cè)試工裝分別與通訊模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換 模塊、控制切換模塊電連接是指所述通用測(cè)試底座通過排線分別與通訊模塊、信號(hào)轉(zhuǎn)換模 塊、控制切換模塊電連接，而所述PCB測(cè)試針床通過排線接口與所述通用測(cè)試底座直接電 連接，所述電能表的線路板被固定在所述測(cè)試針床的可上下活動(dòng)的上平面，不同的線路板 使用不同的測(cè)試針床，而所述通用測(cè)試底座不需要更換。所述測(cè)試針床的上平面開有可讓 所述測(cè)試針床的探針伸出來(lái)的通孔。所述通訊模塊的一個(gè)RS232通訊接口與所述氣動(dòng)工具 的RS232通訊接口電連接。所述氣動(dòng)工具采用SRC氣動(dòng)工具，該氣動(dòng)工具帶動(dòng)所述PCB測(cè) 試針床的上平面，使PCB測(cè)試針床的探針觸到電能表的線路板上的焊點(diǎn)，該焊點(diǎn)也就是測(cè)試點(diǎn)。
所述控制切換模塊采用通用的繼電器控制電路，本實(shí)施例采用的繼電器為歐姆龍的 G6S-2，每個(gè)G6S-2都通過一個(gè)三極管來(lái)控制，該三極管的基極與所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的對(duì) 應(yīng)的端口電連接，所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊通過改變所述三極管的基極的電平來(lái)控制所述三極管 的工作狀態(tài)，而所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊與計(jì)算機(jī)電連接，所以所述繼電器的工作狀態(tài)是由計(jì)算 機(jī)來(lái)控制的。所述控制切換模塊與所述信號(hào)模塊電連接是指所述繼電器與所述三相交流電 源部分和直流電源部分電連接。所述三相交流電源部分的每一相對(duì)應(yīng)四個(gè)繼電器，其中一 個(gè)繼電器用來(lái)控制這一相交流電壓的通斷和方向，另外三個(gè)繼電器用來(lái)控制這一相交流電 流的通斷和方向、這一相的有功狀態(tài)和這一相的無(wú)功狀態(tài)；所述的另外三個(gè)繼電器分別記 為A、 B、 C，所述A繼電器控制所述交流電流的通斷和方向，所述B繼電器控制所述有功 狀態(tài)，所述C繼電器控制所述無(wú)功狀態(tài)；所述A繼電器有兩路輸出，其中一路直接輸出至 所述通用測(cè)試底座，所述A繼電器的另一路輸出分別與B繼電器、C繼電器的輸入電連接， 所述C繼電器的相應(yīng)輸出串聯(lián)兩個(gè)相同的電容后與所述B繼電器的相應(yīng)輸出并聯(lián)后輸出， 也就是說A繼電器的一路輸出至少通過B繼電器或者C繼電器輸出至所述通用測(cè)試底座； 所述C繼電器的相應(yīng)輸出串聯(lián)兩個(gè)相同的電容是指所述C繼電器的相應(yīng)輸出與一個(gè)電容的 正極電連接，該電容的負(fù)極再與另一個(gè)相同的電容的負(fù)極電連接，所述另一個(gè)相同的電容 的正極作為輸出端輸出，所述C繼電器的相應(yīng)輸出串接兩個(gè)相同的電容后與所述B繼電器 的相應(yīng)輸出并聯(lián)后輸出是指所述輸出端與所述B繼電器的相應(yīng)輸出并聯(lián)后輸出。所述直流 電源部分的每一路直流電對(duì)應(yīng)一個(gè)繼電器。通過計(jì)算機(jī)控制繼電器的工作狀態(tài)，所述基于 虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置就可以模擬電能表的不同工作環(huán)境，比如斷電、 三相全失壓、有功狀態(tài)、無(wú)功狀態(tài)。所述控制切換模塊與所述測(cè)試工裝電連接是指所述繼 電器的輸出與所述通用測(cè)試底座電連接。
當(dāng)測(cè)試電能表的線路板時(shí)，工作人員首先在計(jì)算機(jī)里選擇測(cè)試方案，然后，將線路板 固定在PCB測(cè)試針床的上平面，接著用鼠標(biāo)點(diǎn)擊所述虛擬儀器軟件平臺(tái)的測(cè)試按鈕，計(jì)算 機(jī)即按照預(yù)先的程序執(zhí)行測(cè)試過程。首先，計(jì)算機(jī)會(huì)通過通訊模塊向所述氣動(dòng)工具發(fā)出指 令，令其帶動(dòng)PCB測(cè)試針床的上平面緩慢的向下運(yùn)動(dòng)，所述PCB測(cè)試針床的探針就會(huì)伸出 來(lái)觸到電能表的線路板上的焊點(diǎn)，根據(jù)程序設(shè)定，當(dāng)所述PCB測(cè)試針床的探針與所述電能 表的線路板上的焊點(diǎn)可靠的接觸時(shí)，所述氣動(dòng)工具即停止運(yùn)動(dòng)。接著，計(jì)算機(jī)通過信號(hào)轉(zhuǎn) 換模塊來(lái)控制所述繼電器的工作狀態(tài)，以此來(lái)模擬電能表的工作環(huán)境。所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊 采集所述PCB測(cè)試針床的探針?biāo)@得的測(cè)試數(shù)據(jù)，并經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換自動(dòng)的將所述測(cè)試數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)。所述計(jì)算機(jī)通過通訊模塊與所述的電能表的線路板進(jìn)行通信，以此來(lái)檢測(cè)所 述的電能表的線路板的通訊功能是否正常。所述計(jì)算機(jī)對(duì)所采集的數(shù)據(jù)處理后，以電能表 的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或者企業(yè)自定的更高標(biāo)準(zhǔn)作為參照來(lái)判斷所測(cè)試的電能表的線路板的狀態(tài)，判 斷的結(jié)果為合格或不合格。當(dāng)測(cè)試完成后，計(jì)算機(jī)就會(huì)在其顯示屏上顯示結(jié)果并聲音提示， 測(cè)試結(jié)束，工作人員用鼠標(biāo)點(diǎn)擊取件按鈕，然后氣動(dòng)工具在計(jì)算機(jī)的控制下自動(dòng)快速的上 升，工作人員取出被測(cè)線路板。如果需要重新測(cè)試，工作人員只要重新點(diǎn)擊所述虛擬儀器 軟件平臺(tái)的測(cè)試按鈕即可。
以上僅就本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例作了說明，但不能理解為是對(duì)權(quán)利要求的限制，凡 在本實(shí)用新型獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)所作的各種變化均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置，它包括電源、信號(hào)模塊、通訊模塊和測(cè)試工裝，所述電源與信號(hào)模塊電連接，所述通訊模塊與測(cè)試工裝電連接，其特征在于它還包括安裝有虛擬儀器軟件平臺(tái)的計(jì)算機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和控制切換模塊；所述計(jì)算機(jī)分別與電源、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、通訊模塊電連接；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還分別與控制切換模塊、測(cè)試工裝電連接；所述控制切換模塊還分別與信號(hào)模塊、測(cè)試工裝電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置，其特征在于所述虛擬儀器軟件平臺(tái)為NI公司生產(chǎn)的LabVIEW 8. 5圖形化軟件系統(tǒng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置，其特征在于所述計(jì)算機(jī)為普通個(gè)人計(jì)算機(jī)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置，其特征在 于所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊為NI公司生產(chǎn)的PCI-6221多功能數(shù)據(jù)采集卡。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于虛擬儀器技術(shù)的電能表的線路板測(cè)試裝置，它的優(yōu)點(diǎn)是集成度高、維護(hù)簡(jiǎn)單、測(cè)試效率高、通用性好、生產(chǎn)成本低。它包括電源、信號(hào)模塊、通訊模塊和測(cè)試工裝，所述電源與信號(hào)模塊電連接，所述通訊模塊與測(cè)試工裝電連接，它還包括安裝有虛擬儀器軟件平臺(tái)的計(jì)算機(jī)、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊和控制切換模塊；所述計(jì)算機(jī)分別與電源、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、通訊模塊電連接；所述信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊還分別與控制切換模塊、測(cè)試工裝電連接；所述控制切換模塊還分別與信號(hào)模塊、測(cè)試工裝電連接。
文檔編號(hào)G01R31/00GK201266225SQ20082016483
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者周忠祥, 孟令欣, 根 蒙, 邵柳東 申請(qǐng)人:寧波三星電氣股份有限公司