本發(fā)明涉及電子產(chǎn)品相互觸碰后所產(chǎn)生的電容值的波動測試,特別涉及一種電容測試機(jī)。

背景技術(shù)：

目前電容的測試原理為：產(chǎn)品以一個恒定的壓力與電容板接觸。電源分別提供2V電壓給電容板和產(chǎn)品的里面的金屬板，從而形成一個簡單的平衡電橋，這樣產(chǎn)品就會存儲微量的電子，如同電容充電一樣。當(dāng)產(chǎn)品充滿電后，就可測量其電容值，從而判斷產(chǎn)品的好壞。產(chǎn)品合格電容值是146fF~156fF，這個測試值是一個很微弱的電容值，外界的輕微變化都會對測試值有影響。

根據(jù)測試原理可知，影響測試的因素：

1．電容值的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性；

2.信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

根據(jù)電容計算公式：；

可知當(dāng)電壓和測試環(huán)境一定時，電容的大小與兩極板的距離、正對面積、極板間的介質(zhì)有關(guān)。由于產(chǎn)品對電容板壓力的大小會直接影響它們之間的距離和接觸面積的大小，即直接影響其電容值的大小。所以提供一個穩(wěn)定精準(zhǔn)的壓力,是電容測試的必要條件。經(jīng)試驗可知，當(dāng)其他情況一定時，產(chǎn)品對電容板增加1G的壓力，其電容值就會變化3fF。其二，由于測試信號十分微弱，所以外界的電磁波會對測試信號造成干擾。還有傳輸信號的電線的長度過長或材料的質(zhì)量都會導(dǎo)致信號衰減的現(xiàn)象。目前，這種壓緊式測試方法，需要產(chǎn)品以恒定的壓力與電容板持續(xù)接觸一段時間來形成的?，F(xiàn)有的技術(shù)是在產(chǎn)品上加載一個重量一定的砝碼，然后以自由落體的形式使產(chǎn)品與電路板接觸；或者使用電機(jī)帶動產(chǎn)品移動并與電容板接觸。這些方式存在很多問題：

1.由于沒有反饋回路，所以產(chǎn)品與電路板實際壓力是多少是無法檢測的；2.由于自由落體會產(chǎn)生沖擊力會損壞產(chǎn)品；

3.這種簡單方式，無法提供穩(wěn)定的高精度壓力；

4.其他電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁波會對測試信號造成干擾。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種測試效率高、測試準(zhǔn)確的電容測試機(jī)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：本發(fā)明包括電控箱，所述電控箱上安裝有測試機(jī)構(gòu)，所述測試機(jī)構(gòu)包括音圈電機(jī)和與所述音圈電機(jī)同心連接的運動模組，所述運動模組的底端設(shè)置有光柵尺，所述運動模組的頂端設(shè)置有載板組件，所述載板組件的一側(cè)設(shè)有壓力傳感機(jī)構(gòu)，所述音圈電機(jī)、所述光柵尺和所述壓力傳感機(jī)構(gòu)均與所述電控箱內(nèi)設(shè)有的計算機(jī)電性連接。

進(jìn)一步的，所述測試機(jī)構(gòu)還包括底板和安裝板，所述底板安裝于所述電控箱的上端面，所述安裝板安裝于所述底板上，所述底板的一端設(shè)有與所述安裝板相連接的電機(jī)支撐架，所述音圈電機(jī)安裝于所述電機(jī)支撐架上且位于所述安裝板的一端上，所述運動模組安裝于所述安裝板的上端。

進(jìn)一步的，所述壓力傳感機(jī)構(gòu)包括傳感器支架、壓力傳感器和電容感應(yīng)板，所述傳感器支架安裝于所述安裝板的另一端，所述傳感器支架的上端安裝有所述壓力傳感器，所述壓力傳感器的前端面安裝有所述電容感應(yīng)板。

進(jìn)一步的，所述載板組件包括載板底座和安裝于所述載板底座上的產(chǎn)品載板，所述載板底座的兩端設(shè)有定位柱，所述載板底座的前端設(shè)置有信號針，所述載板底座上設(shè)有底座導(dǎo)向槽，所述產(chǎn)品載板的兩側(cè)設(shè)有與所述底座導(dǎo)向槽相適配的彈性機(jī)構(gòu)，所述產(chǎn)品載板的前端面設(shè)有產(chǎn)品固定端。

進(jìn)一步的，所述產(chǎn)品載板的四周設(shè)有導(dǎo)電金屬，所述產(chǎn)品載板的前端面為絕緣塑膠，所述產(chǎn)品固定端為鍍金銅制成；所述信號針為鍍金針，所述鍍金針的一側(cè)設(shè)有絕緣塑膠層，所述載板底座的邊沿為導(dǎo)電金屬制成，所述載板底座的前端面也由絕緣塑膠制成。

進(jìn)一步的，所述運動模組包括直線導(dǎo)軌和與所述音圈電機(jī)居中連接的滑塊，所述滑塊安裝于所述直線導(dǎo)軌上，所述載板組件與所述滑塊相連接。

進(jìn)一步的，所述音圈電機(jī)的外部設(shè)置有電機(jī)屏蔽罩，所述光柵尺的外部也設(shè)置有光柵尺屏蔽罩。

進(jìn)一步的，所述底板的四端均設(shè)置有減震腳墊。

進(jìn)一步的，所述電控箱上設(shè)有外部保護(hù)罩，所述測試機(jī)構(gòu)位于所述保護(hù)罩內(nèi)部，所述電控箱內(nèi)的元件也均設(shè)有元件屏蔽罩，所述電控箱與所述測試機(jī)構(gòu)之間連接有信號線和電源線，所述信號線上設(shè)置有信號線保護(hù)罩，所述電控箱與所述測試機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有金屬隔離板。

本發(fā)明的有益效果是：由于本發(fā)明包括電控箱，所述電控箱的上端面安裝有測試機(jī)構(gòu)，所述測試機(jī)構(gòu)包括音圈電機(jī)，與所述音圈電機(jī)同心連接的運動模組，所述運動模組的底端設(shè)置有光柵尺，所述運動模組的頂端設(shè)置有載板組件，所述載板組件的一側(cè)設(shè)有壓力傳感機(jī)構(gòu)，所述音圈電機(jī)、所述光柵尺和所述壓力傳感機(jī)構(gòu)均與所述電控箱內(nèi)設(shè)有的計算機(jī)電性連接，所以其使用所述音圈電機(jī)作為為動力源推動所述運動模組頂端的載板組件，再用所述光柵尺對所述載板組件進(jìn)行位移檢查 ，然后以所述壓力傳感機(jī)構(gòu)為壓力反饋終端，最后所述計算機(jī)通過壓力反饋信號來精準(zhǔn)控制所述音圈電機(jī)，這樣組成閉環(huán)試的測試回路，使本發(fā)明的測試效率高、測試更準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的剖視圖；

圖3是測試機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是載板組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1至圖4所示，在本實施例中，本發(fā)明包括電控箱1，所述電控箱1上安裝有測試機(jī)構(gòu)2，所述測試機(jī)構(gòu)2包括音圈電機(jī)3和與所述音圈電機(jī)3同心連接的運動模組4，所述運動模組4的底端設(shè)置有光柵尺5，所述運動模組4的頂端設(shè)置有載板組件6，所述載板組件6的一側(cè)設(shè)有壓力傳感機(jī)構(gòu)7，所述音圈電機(jī)3、所述光柵尺5和所述壓力傳感機(jī)構(gòu)7均與所述電控箱1內(nèi)設(shè)有的計算機(jī)電性連接；所述音圈電機(jī)3是一種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，并實現(xiàn)直線型及有限擺角的運動，它利用來自永恒磁場或通電線圈導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場中磁極的相互作用產(chǎn)生有規(guī)律的運動，采用合適的定位反饋及感應(yīng)裝置其定位精度可以輕易達(dá)到10NM，加速度可達(dá)300g，實際加速度取決于負(fù)載物具休工作狀況；所述光柵5是利用光柵的光學(xué)原理工作的測量反饋裝置，可用作直線位移或者角位移的檢測，其測量輸出的信號為數(shù)字脈沖，具有檢測范圍大，檢測精度高，響應(yīng)速度快的特點。

在本實施例中，所述測試機(jī)構(gòu)2還包括底板8和安裝板9，所述底板8安裝于所述電控箱1的上端面，所述安裝板9安裝于所述底板8上，所述底板8的一端設(shè)有與所述安裝板9相連接的電機(jī)支撐架10，所述音圈電機(jī)3安裝于所述電機(jī)支撐架10上且位于所述安裝板9的一端上，所述運動模組4安裝于所述安裝板9的上端。

在本實施例中，所述壓力傳感機(jī)構(gòu)7包括傳感器支架71、壓力傳感器72和電容感應(yīng)板73，所述傳感器支架71安裝于所述安裝板9的另一端，所述傳感器支架71的上端安裝有所述壓力傳感器72，所述壓力傳感器72的前端面安裝有所述電容感應(yīng)板73。所述壓力傳感器72是將壓力轉(zhuǎn)換為電信號輸出的傳感器，所述壓力傳感器72一般由彈性敏感元件和位移敏感元件或應(yīng)變計組成，彈性敏感元件的作用是使被測壓力作用于某個面積上并轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變，然后由位移敏感元件或應(yīng)變計轉(zhuǎn)換為與壓力成一定關(guān)系的電信號。

在本實施例中，所述運動模組4包括直線導(dǎo)軌滑塊，所述滑塊安裝于所述直線導(dǎo)軌上，所述載板組件6與所述滑塊相連接。所述音圈電機(jī)3和所述直線滑軌水平安裝，所述音圈電機(jī)3和所述滑塊要居中，使得動力源與運動部件在同一直線上，將摩擦力降低到最小。使用剛性好質(zhì)量輕的鋁合金零件將所述音圈電機(jī)3與所述運動模組4連接在一起，保證動力穩(wěn)定輸出。經(jīng)試驗運動模組只需20G的推力就能穩(wěn)定運動。所述光柵尺5檢測產(chǎn)品的位置并將位置反饋給所述音圈電機(jī)3。期初，產(chǎn)品會以0.1M/S的速度高速接近所述電容感應(yīng)板73，當(dāng)產(chǎn)品與所述電容感應(yīng)板73的距離為0.2mm±0.02mm時，所述光柵尺5就會反饋給所述計算機(jī)，所述計算機(jī)控制所述音圈電機(jī)3進(jìn)行減速并慢慢接觸產(chǎn)品。這樣不但可以保證運動過程的穩(wěn)定和迅速，而且可以保證產(chǎn)品不會撞擊所述電容感應(yīng)板73。所述電容感應(yīng)板73后面安裝了一個所述壓力傳感器72，所述壓力傳感器72能精準(zhǔn)地檢測產(chǎn)品與所述電容感應(yīng)板73之間的壓力。初始壓力為95G，所述壓力傳感器72以每秒鐘5000次的速度反饋壓力信息給所述計算機(jī)，所述計算機(jī)按照信息控制所述音圈電機(jī)3進(jìn)行加壓，直到壓力值穩(wěn)定在98G±3G的狀態(tài)并持續(xù)7秒后再進(jìn)行電容測試。

所述音圈電機(jī)3和所述光柵尺5會釋放電磁波干擾測試，所以分別要增加電機(jī)屏蔽罩11和光柵尺屏蔽罩12。所述壓力傳感器72是很敏感的，經(jīng)過實驗，將所述壓力傳感器放在桌面上只要旁邊有桌子挪動，所述壓力傳感器都會受到影響。為了防止外部震蕩會對測量精度的影響，本使用新型使用了高剛性的鋁合金零件模組來固定所述壓力傳感器，并且在模組與機(jī)身連接處即所述底板8的四端均設(shè)置有減震腳墊13，隔離外部震動。

上述的設(shè)計結(jié)構(gòu)的有益效果：產(chǎn)品與所述電容感應(yīng)板73的壓力能在24~36秒內(nèi)達(dá)到98G±3G并一直保持；產(chǎn)品與所述電容感應(yīng)板73接觸的瞬間速度是很慢并且輸出的壓力是恒定的，所有產(chǎn)品不會被沖擊，即不會超過101G，因此產(chǎn)品不會損壞；增加了所述壓力傳感器72，可以檢測產(chǎn)品受壓的實際值，使得測試值就是產(chǎn)品的真實的壓力值，防止出現(xiàn)誤測的現(xiàn)象；所述計算機(jī)記錄壓力值和電容測試值并進(jìn)行比對，這樣能更好地了解產(chǎn)品的品質(zhì)；所述電機(jī)屏蔽罩11和所述光柵尺屏蔽罩12能很好的屏蔽外界電信號，防止測試被干擾；減震系統(tǒng)能大幅度地減弱外界震蕩對上述壓力傳感器的干擾。

在本實施例中，由于產(chǎn)品是以螺紋鎖緊的形式安裝在所述產(chǎn)品載板上，再加上產(chǎn)品體積很小，如果直接安裝會很困難并且會有損壞產(chǎn)品的風(fēng)險。本發(fā)明使用載板分離式結(jié)構(gòu)，即所述載板組件6包括載板底座61和安裝于所述載板底座61上的產(chǎn)品載板62，所述產(chǎn)品載板62的兩端均設(shè)有凹槽，所述載板底座61的兩端設(shè)有定位柱63，即所述定位柱63安裝于左右兩端的所述凹槽底端，所述載板底座61的前端設(shè)置有信號針64，即所述信號針64安裝于左側(cè)的所述凹槽底端，所述載板底座61上的所述凹槽設(shè)有底座導(dǎo)向槽65，所述產(chǎn)品載板62的兩側(cè)設(shè)有與所述底座導(dǎo)向槽65相適配的彈性機(jī)構(gòu)66，所述產(chǎn)品載板62的前端面設(shè)有產(chǎn)品固定端67；其操作為：用手指捏住所述產(chǎn)品載板62的兩側(cè)的所述彈性機(jī)構(gòu)66，輕松將其取出，然后安裝產(chǎn)品，產(chǎn)品安裝完畢后，捏住所述產(chǎn)品載板62的兩側(cè)的所述彈性機(jī)構(gòu)66，順著所述載板底座61的所述導(dǎo)向槽65放入，松開手，所述產(chǎn)品載板62的兩側(cè)的所述彈性機(jī)構(gòu)66就會擠壓所述導(dǎo)向槽65將所述產(chǎn)品載板62送進(jìn)所述定位柱63內(nèi)同時所述信號針64會與所述產(chǎn)品固定端67接觸形成電信號回路。最后所述彈性機(jī)構(gòu)66會卡住所述產(chǎn)品載板62，防止在測試過程中出現(xiàn)脫落或偏移的現(xiàn)象出現(xiàn)。

上述的設(shè)計結(jié)構(gòu)的有益效果：產(chǎn)品安裝方便快捷；在產(chǎn)品測試時，另一個產(chǎn)品可以同時安裝，這樣會節(jié)約時間提高效率；這種安裝方式能保證X軸和Y軸方向公差為±0.03mm。

在本實施例中，所述產(chǎn)品載板62的四周設(shè)有導(dǎo)電金屬，所述產(chǎn)品載板62的前端面為絕緣塑膠，所述產(chǎn)品固定端67為鍍金銅制成；所述信號針64為鍍金針，所述鍍金針的一側(cè)設(shè)有絕緣塑膠層，所述載板底座61的邊沿為導(dǎo)電金屬制成，所述載板底座61的前端面也由絕緣塑膠制成。

為了保護(hù)電信號不被外部信號所干擾。所述產(chǎn)品載板62和所述載板底座61都是模擬電信號線的屏蔽結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，即“導(dǎo)電金屬+絕緣塑膠+鍍金金屬”這種結(jié)構(gòu)。外部導(dǎo)電金屬會與地線接通，外部電磁波接觸到外部金屬后就會被立刻導(dǎo)出，內(nèi)部金屬是信號傳輸線，為了降低信號失真，所述信號針64使用鍍金工藝，鍍金層能加強(qiáng)信號輸出能力，保證信號正常輸出。所述絕緣塑膠層能隔絕地線，防止出現(xiàn)短路現(xiàn)象。

這種結(jié)構(gòu)能很好地保護(hù)電容測試的信號，保證信號失真不會超過1fF，大大地降低誤測的出現(xiàn)

在本實施例中，所述電控箱1上設(shè)有外部保護(hù)罩，所述測試機(jī)構(gòu)2位于所述保護(hù)罩14內(nèi)部，所述電控箱1內(nèi)的元件也均設(shè)有元件屏蔽罩15，所述電控箱1與所述測試機(jī)構(gòu)2之間連接有信號線和電源線，所述信號線上設(shè)置有信號線保護(hù)罩，所述電控箱1與所述測試機(jī)構(gòu)2之間設(shè)置有金屬隔離板16。

所述信號信和其它連接線均使用75歐姆同軸電纜，通過四線方式測量，信號通路使用金屬制成的所述信號線保護(hù)罩、所述金屬隔離板15等屏蔽材料，保證信號在傳輸過程中不受外界的電磁輻射干擾，提高測量的穩(wěn)定性。

這種結(jié)構(gòu)能很好地保護(hù)電容測試的信號，保證信號失真不會超過1fF，大大地降低誤測的出現(xiàn)。

本發(fā)明應(yīng)用于電容測試的技術(shù)領(lǐng)域。

雖然本發(fā)明的實施例是以實際方案來描述的，但是并不構(gòu)成對本發(fā)明含義的限制，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，根據(jù)本說明書對其實施方案的修改及與其他方案的組合都是顯而易見的。