專利名稱：電能表pcb板在線測試裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電能計量領域，具體涉及一種電能表PCB板在線測試裝置。
背景技術：
隨著我國堅強智能電網(wǎng)的建設發(fā)展，對于智能電能表的研發(fā)、生產(chǎn)質(zhì)量控制要求越來越高，因此電能表生產(chǎn)過程的測試工藝水平的提高越來越重要。傳統(tǒng)的電能表制造工藝中PCB裸板檢測只能檢測短路、開路、網(wǎng)表的導通性，而功能測試是整機裝配后，發(fā)現(xiàn)問題維修工序繁多、耗時耗工。為了克服上述缺陷，較早的PCB通用測試裝置是通過伺服電機配合滾珠絲杠來對測試機上的諸如測試夾具之類的構(gòu)件進行驅(qū)動的，采用這種驅(qū)動裝置，會造成測試機的結(jié)構(gòu)復雜、成本過高等缺陷。為了進一步改良測試裝置的結(jié)構(gòu)，近期的PCB板測試機通常是將被測PCB板放在測試針床上進行測試，雖然這種PCB測試機相對于較早的PCB通用測試裝置的結(jié)構(gòu)簡化很多，但仍不能滿足電能表生產(chǎn)過程的測試工藝水平的發(fā)展需求，由于結(jié)構(gòu)仍過于復雜，不但占地面積過大，而且操作維修都比較困難，不利于升級和功能的進一步擴展。為此，本實用新型提出一種為電路板檢測工序而設計應用電能表PCB板在線測試
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實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，本實用新型的目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡單、操作維修方便、占地面積小的電能表PCB板在線測試裝置。本實用新型的測試裝置是通過如下技術方案實現(xiàn)的一種電能表PCB板在線測試裝置，包括氣動單元、測試針床、基座、壓緊機構(gòu)、模擬電路單元和顯示單元，所述測試針床置于基座頂端，所述模擬電路單元置于基座內(nèi)部；通過顯示單元向氣動單元發(fā)出工作指令，位于基座上方的氣動單元驅(qū)動壓緊機構(gòu)沿固定在基座頂端的導向軸進行上、下運動，使被測PCB板與位于其下方的測試針床相接觸；所述模擬電路單元將接收到的電信號進行轉(zhuǎn)換、隔離后分別為測試針床和顯示單元供電，所述測試針床向被測PCB板加載電信號，并采集被測PCB板測試點的電信號發(fā)送至顯示單元進行顯示。進一步地，所述壓緊機構(gòu)可以包括滑動軸承、導向軸、支架、壓架、透明壓板和壓頭，所述導向軸和支架均固定于基座上，每個壓頭分別通過相應的透明壓板安裝于壓架的底端，所述壓架與以滑動方式連接在導向軸上的滑動軸承相固接。進一步地，由于各種PCB板的測試點不同，施加于被測PCB板上壓觸點的位置也會有所改變，為了滿足本實用新型測試裝置能夠檢測不同種類電路板的需求，可以在更換被測PCB板后，先將所述壓頭和透明壓板調(diào)整至合適位置后，再通過固定件安裝于所述壓架的底端。進一步地，所述氣動單元可以包括氣缸和電磁閥，所述氣缸固定于壓緊機構(gòu)的支架上、且氣缸的輸出軸向下延伸與壓緊機構(gòu)的壓架相連接，所述電磁閥根據(jù)顯示單元發(fā)來的工作指令控制氣缸驅(qū)動壓緊機構(gòu)對被測PCB板進行壓合或防松控制。進一步地，所述模擬電路模塊可以包括基板以及嵌設于基板上的接收電路、轉(zhuǎn)換電路、隔離變壓器和供電電路，所述接收電路將接收到的220V電壓發(fā)送至轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成 5V小電壓，該小電壓經(jīng)過隔離變壓器隔離后，通過供電電路分別為測試針床和顯示單元供電。進一步地，所述基板上可以設有用于插接電壓表和電流表的接口。進一步地，所述基板上還可以設有用于實現(xiàn)擴展功能的擴展接口，所述擴展接口可以包括下述任一或全部接口用于外接單片機燒寫器的接口，通過該接口實現(xiàn)本實用新型測試裝置的在線編用于連接外部電腦的數(shù)字接口，通過該數(shù)據(jù)接口使本實用新型測試裝置升級為全自動在線電腦診斷測試。進一步地，所述顯示單元可以包括插接于基座前面板上的顯示板以及固定于顯示板上的液晶顯示屏、電壓表、電流表、指示信號燈和控制按鈕。該控制按鈕可以包括電源按鈕、氣缸上行按鈕、氣缸下行按鈕，還可以根據(jù)需要設置下述任一或全部控制按鈕開蓋檢測按鈕、編程按鈕、輪顯按鈕等等。進一步地，所述被測PCB板和測試針床可以采用插針、插座式結(jié)構(gòu)相連接。本實用新型的有益效果是I)該測試裝置通過氣動單元驅(qū)動壓緊機構(gòu)沿導向軸進行上下滑動，從而實現(xiàn)對被測PCB板的壓合/防松控制，達到檢測被測PCB板的目的，與現(xiàn)有PCB板測試裝置相比，具有制作成本低廉，使用操作簡單，維修保養(yǎng)方便，裝置占用空間小，可以直接安置在流水線工作臺等優(yōu)點。2)該測試裝置中的測試針床可以根據(jù)被測PCB板的種類進行相適應的更換，壓頭也可以根據(jù)被測PCB板的種類進行任意布置，這樣就可以實現(xiàn)檢測不同種類電能表產(chǎn)品的電路板。3)該測試裝置可以一機多用，具有很強的擴展性，不但可以用于質(zhì)量控制的PCB 板檢測，還可以通過基板上設置擴展接口，從而實現(xiàn)該測試裝置的在線編程、產(chǎn)品維修、升級為全自動在線電腦診斷測試等擴展功能。

圖I是本實用新型測試裝置的主視圖；圖2是本實用新型測試裝置的右視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施例做進一步的詳細說明。根據(jù)以往生產(chǎn)過程的粗略統(tǒng)計，在電能表的生產(chǎn)過程中有約80%的故障表是焊接不良造成的。因此在電能表組裝前，焊接后對電路板進行檢測是杜絕電能表生產(chǎn)不良現(xiàn)象的最佳解決手段。為此，本實用新型的電能表PCB板在線測試裝置正是為電路板檢測工序而設計應用的。如圖I、圖2所示，本實用新型的測試裝置主要由以下幾個部分組成氣動單元I、 測試針床2、基座4、壓緊機構(gòu)、模擬電路單元11和顯示單元12，測試針床2置于基座4的頂端，將被測PCB板3置于測試針床2上，氣動單元I驅(qū)動壓緊機構(gòu)上、下運動對被測PCB板 3進行壓合/防松控制，模擬電路單元11置于基座4內(nèi)部，顯示單元12置于基座4的前面板上，模擬電路單元11通過引線分別與測試針床2和顯示單元12相連接并為二者進行供電，測試針床2與顯示單元12通過引線相連接，通過測試針床2采集被測PCB板3上測試點的電信號發(fā)送至顯示單元12進行顯示。下面分別對各部分進行詳細說明I)氣動單兀I :包括氣缸和電磁閥。氣缸固定于壓緊機構(gòu)的支架7上、且氣缸的輸出軸向下延伸與壓緊機構(gòu)的壓架8相固接；電磁閥根據(jù)顯示單元12發(fā)來的工作指令控制氣缸驅(qū)動壓緊機構(gòu)對被測PCB板3進行壓合或防松控制。氣缸和電磁閥控制壓頭10上下運動，行程在可控范圍內(nèi)任意調(diào)整。上、下行速度也可由顯示單元12的氣缸上行、氣缸下行控制按鈕實現(xiàn)調(diào)節(jié)。2)測試針床2 :其通過專業(yè)CNC精確加工定位，該測試針床2與被測PCB板3采用插座、插針式實現(xiàn)連接，方便產(chǎn)品的升級和維修。3)基座4:采用優(yōu)質(zhì)絕緣電木和金屬箱體組成，保證裝置結(jié)實可靠、拆卸維修方便。4)壓緊機構(gòu)包括滑動軸承5、導向軸6、支架7、壓架8、透明壓板9和壓頭10。導向軸6和支架7均固定于基座4上，可以根據(jù)需要設置有多個壓頭10，每個壓頭10分別通過一透明壓板9安裝于壓架8的底端，滑動軸承5滑動連接于導向軸6上。本例中，兩個導向軸6設置于支架7之間，壓架8與兩個導向軸6上的滑動軸承5相固接，氣動單元I的氣缸驅(qū)動壓架8沿導向軸6做上、下運動，以實現(xiàn)對被測PCB板的壓合或防松控制。由于各種PCB板的測試點不同，施加于被測PCB板上壓觸點的位置也會有所改變， 為了滿足本實用新型測試裝置能夠檢測不同種類電路板的需求，可以在更換被測PCB板后，先將壓頭10和相應的透明壓板9調(diào)整至合適位置后，再通過固定件安裝于壓架8的底端。該壓緊機構(gòu)采用鋁型材和直線光軸滑動軸承實現(xiàn)導向定位，保證待測PCB板的探針與測試針床接觸精確穩(wěn)定，壓頭10和透明壓板9采用可拆卸式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)被測PCB 板的不同，調(diào)整壓頭10和透明壓板9在壓架8底端的位置時使得壓觸點可任意布置，使得裝置使用范圍更加廣泛。5)模擬電路模塊11 :包括基板以及嵌設于基板上的接收電路、轉(zhuǎn)換電路、隔離變壓器和供電電路。接收電路將接收到的外接的220V電壓，并將其發(fā)送至轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成5V 小電壓，該小電壓經(jīng)過隔離變壓器隔離后，通過供電電路分別為測試針床2和顯示單元12 供電。該模擬電路模塊11可以通過測試針床2向被測PCB板3提供控制電源、電流、電壓和負載，使被測PCB板3完全在一個類似完整電能表用電環(huán)境中運行，從而可以檢測相關的紅外、通訊、通斷電等功能?；迳显O置有用于插接電壓表和電流表的對應接口，為了實現(xiàn)本實用新型測試裝置的可擴展性，還可以在基板上設置有用于實現(xiàn)多種擴展功能的擴展接口，例如用于外接單片機燒寫器的接口，通過該接口實現(xiàn)本實用新型測試裝置的在線編程；和/或用于連接外部電腦的數(shù)字接口，通過該數(shù)據(jù)接口使本實用新型測試裝置升級為全自動在線電腦診斷測試。6)顯示單元12 :包括顯示板以及安裝在顯示板上的液晶顯示屏、電壓表、電流表、 指示信號燈和各種控制按鈕。顯示板采用插座形式直接插接于基座4的前面板上；操作人員可以通過液晶顯示屏直接讀出被測PCB板3的各種參數(shù)；顯示板上留有用于安裝電壓表和電流表表頭部分的位置，電壓表和電流表的后端直接插接于模擬電路模塊11的基板上相應接口處；指示信號燈包括脈沖、秒脈沖、繼電器等等，可以通過指示信號燈直觀方便的顯示檢測結(jié)果；控制按鈕必須包括電源按鈕、氣缸上行按鈕和氣缸下行按鈕，還可以根據(jù)需要擴展下述任一或全部控制按鈕開蓋檢測按鈕、編程按鈕、輪顯按鈕等等。具有上述結(jié)構(gòu)的測試裝置的工作原理為進行PCB測試時，先將布好探針的被測PCB板3固定于測試針床2上，使探針與測試針床相接觸；通過顯示單元12按下電源按鈕和氣缸下行按鈕，通過氣缸下行按鈕向氣動單元I的電磁閥發(fā)出工作指令，電磁閥控制氣缸驅(qū)動壓緊機構(gòu)的壓頭10沿導向軸6下壓并壓合被測PCB板3 ;通過模擬電路單元11分別對測試針床2和顯示單元12供電，測試針床對被測PCB板3進行電性導通/絕緣測試，從顯示單元12讀出被測PCB板的測試參數(shù)(電壓值、電流值等)后測試完畢；然后按下顯示單元12的氣缸上行按鈕，氣缸上升，取出被測的PCB板3，從而進行下一輪測試。最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本實用新型的具體實施方式
進行修改或者等同替換，而未脫離本實用新型精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
權利要求1.一種電能表PCB板在線測試裝置，包括氣動單元(I)、測試針床(2)、基座(4)、壓緊機構(gòu)、模擬電路單元(11)和顯示單元(12)，其特征在于所述測試針床(2)置于基座(4) 頂端，所述模擬電路單元(11)置于基座(4)內(nèi)部；通過顯示單元(12)向氣動單元(I)發(fā)出工作指令，位于基座上方的氣動單元(I)驅(qū)動壓緊機構(gòu)沿固定在基座頂端的導向軸(6)進行上、下運動，使被測PCB板(3)與位于其下方的測試針床(2)相接觸；所述模擬電路單元 (11)將接收到的電信號進行轉(zhuǎn)換、隔離后分別為測試針床(2)和顯示單元(12)供電，所述測試針床⑵向被測PCB板(3)加載電信號，并采集被測PCB板測試點的電信號發(fā)送至顯示單元(12)進行顯示。
2.如權利要求I所述的電能表PCB板在線測試裝置，其特征在于所述壓緊機構(gòu)包括滑動軸承(5)、導向軸(6)、支架(7)、壓架(8)、透明壓板(9)和壓頭(10)，所述導向軸(6) 和支架(7)均固定于基座(4)上，每個壓頭(10)分別通過相應的透明壓板(9)安裝于壓架(8)的底端，所述壓架(8)與以滑動方式連接在導向軸(6)上的滑動軸承(5)相固接。
3.如權利要求2所述的電能表PCB板在線測試裝置，其特征在于根據(jù)施加于待測PCB 板上壓觸點的需求，先將所述壓頭(10)和相應的透明壓板(9)調(diào)整至合適位置后，再通過固定件安裝于所述壓架(8)的底端。
4.如權利要求2或3所述的電能表PCB板在線測試裝置，其特征在于所述氣動單元(I)包括氣缸和電磁閥，所述氣缸固定于壓緊機構(gòu)的支架(X)上、且氣缸的輸出軸向下延伸與壓緊機構(gòu)的壓架(8)相連接，所述電磁閥根據(jù)顯示單元(12)發(fā)來的工作指令控制氣缸驅(qū)動壓緊機構(gòu)對被測PCB板(3)進行壓合或防松控制。
5.如權利要求I所述的電能表PCB板在線測試裝置，其特征在于所述模擬電路模塊(II)包括基板以及嵌設于基板上的接收電路、轉(zhuǎn)換電路、隔離變壓器和供電電路，所述接收電路將接收到的220V電壓發(fā)送至轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成5V小電壓，該小電壓經(jīng)過隔離變壓器隔離后，通過供電電路分別為測試針床(2)和顯示單元(12)供電。
6.如權利要求5所述的電能表PCB板在線測試裝置，其特征在于所述基板上設有用于插接電壓表和電流表的接口。
7.如權利要求6所述的電能表PCB板在線測試裝置，其特征在于所述基板上設有用于實現(xiàn)擴展功能的擴展接口，所述擴展接口包括下述任一或全部接口 用于外接單片機燒寫器的接口，用于連接外部電腦的數(shù)字接口。
8.如權利要求I所述的電能表PCB板在線測試裝置，其特征在于所述顯示單元(12) 包括插接于基座(4)前面板上的顯示板以及固定于顯示板上的液晶顯示屏、電壓表、電流表、指示信號燈和控制按鈕。
9.如權利要求I所述的電能表PCB板在線測試裝置，其特征在于所述被測PCB板(3) 和測試針床(2)采用插針、插座式結(jié)構(gòu)相連接。
專利摘要本實用新型提出一種電能表PCB板在線測試裝置，包括氣動單元、測試針床、基座、壓緊機構(gòu)、模擬電路單元和顯示單元，測試針床置于基座頂端，模擬電路單元置于基座內(nèi)部；通過顯示單元向氣動單元發(fā)出工作指令，位于基座上方的氣動單元驅(qū)動壓緊機構(gòu)沿固定在基座頂端的導向軸進行上、下運動，使被測PCB板與位于其下方的測試針床相接觸；模擬電路單元將接收到的電信號進行轉(zhuǎn)換、隔離后分別為測試針床和顯示單元供電，測試針床向被測PCB板加載電信號，并采集被測PCB板測試點的電信號發(fā)送至顯示單元進行顯示。與現(xiàn)有PCB板測試裝置相比，具有制作成本低廉，使用操作簡單，維修保養(yǎng)方便，裝置占用空間小，可以直接安置在流水線工作臺等優(yōu)點。
文檔編號G01R31/02GK202351358SQ20112039442
公開日2012年7月25日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權日2011年10月17日
發(fā)明者王超, 鄭立志 申請人:中國電力科學研究院