专利名称：电能表pcb板在线测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电能计量领域，具体涉及一种电能表PCB板在线测试装置。
背景技术：
随着我国坚强智能电网的建设发展，对于智能电能表的研发、生产质量控制要求越来越高，因此电能表生产过程的测试工艺水平的提高越来越重要。传统的电能表制造工艺中PCB裸板检测只能检测短路、开路、网表的导通性，而功能测试是整机装配后，发现问题维修工序繁多、耗时耗工。为了克服上述缺陷，较早的PCB通用测试装置是通过伺服电机配合滚珠丝杠来对测试机上的诸如测试夹具之类的构件进行驱动的，采用这种驱动装置，会造成测试机的结构复杂、成本过高等缺陷。为了进一步改良测试装置的结构，近期的PCB板测试机通常是将被测PCB板放在测试针床上进行测试，虽然这种PCB测试机相对于较早的PCB通用测试装置的结构简化很多，但仍不能满足电能表生产过程的测试工艺水平的发展需求，由于结构仍过于复杂，不但占地面积过大，而且操作维修都比较困难，不利于升级和功能的进一步扩展。为此，本实用新型提出一种为电路板检测工序而设计应用电能表PCB板在线测试
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实用新型内容为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提出一种结构简单、操作维修方便、占地面积小的电能表PCB板在线测试装置。本实用新型的测试装置是通过如下技术方案实现的一种电能表PCB板在线测试装置，包括气动单元、测试针床、基座、压紧机构、模拟电路单元和显示单元，所述测试针床置于基座顶端，所述模拟电路单元置于基座内部；通过显示单元向气动单元发出工作指令，位于基座上方的气动单元驱动压紧机构沿固定在基座顶端的导向轴进行上、下运动，使被测PCB板与位于其下方的测试针床相接触；所述模拟电路单元将接收到的电信号进行转换、隔离后分别为测试针床和显示单元供电，所述测试针床向被测PCB板加载电信号，并采集被测PCB板测试点的电信号发送至显示单元进行显示。进一步地，所述压紧机构可以包括滑动轴承、导向轴、支架、压架、透明压板和压头，所述导向轴和支架均固定于基座上，每个压头分别通过相应的透明压板安装于压架的底端，所述压架与以滑动方式连接在导向轴上的滑动轴承相固接。进一步地，由于各种PCB板的测试点不同，施加于被测PCB板上压触点的位置也会有所改变，为了满足本实用新型测试装置能够检测不同种类电路板的需求，可以在更换被测PCB板后，先将所述压头和透明压板调整至合适位置后，再通过固定件安装于所述压架的底端。进一步地，所述气动单元可以包括气缸和电磁阀，所述气缸固定于压紧机构的支架上、且气缸的输出轴向下延伸与压紧机构的压架相连接，所述电磁阀根据显示单元发来的工作指令控制气缸驱动压紧机构对被测PCB板进行压合或防松控制。进一步地，所述模拟电路模块可以包括基板以及嵌设于基板上的接收电路、转换电路、隔离变压器和供电电路，所述接收电路将接收到的220V电压发送至转换电路转换成 5V小电压，该小电压经过隔离变压器隔离后，通过供电电路分别为测试针床和显示单元供电。进一步地，所述基板上可以设有用于插接电压表和电流表的接口。进一步地，所述基板上还可以设有用于实现扩展功能的扩展接口，所述扩展接口可以包括下述任一或全部接口用于外接单片机烧写器的接口，通过该接口实现本实用新型测试装置的在线编用于连接外部电脑的数字接口，通过该数据接口使本实用新型测试装置升级为全自动在线电脑诊断测试。进一步地，所述显示单元可以包括插接于基座前面板上的显示板以及固定于显示板上的液晶显示屏、电压表、电流表、指示信号灯和控制按钮。该控制按钮可以包括电源按钮、气缸上行按钮、气缸下行按钮，还可以根据需要设置下述任一或全部控制按钮开盖检测按钮、编程按钮、轮显按钮等等。进一步地，所述被测PCB板和测试针床可以采用插针、插座式结构相连接。本实用新型的有益效果是I)该测试装置通过气动单元驱动压紧机构沿导向轴进行上下滑动，从而实现对被测PCB板的压合/防松控制，达到检测被测PCB板的目的，与现有PCB板测试装置相比，具有制作成本低廉，使用操作简单，维修保养方便，装置占用空间小，可以直接安置在流水线工作台等优点。2)该测试装置中的测试针床可以根据被测PCB板的种类进行相适应的更换，压头也可以根据被测PCB板的种类进行任意布置，这样就可以实现检测不同种类电能表产品的电路板。3)该测试装置可以一机多用，具有很强的扩展性，不但可以用于质量控制的PCB 板检测，还可以通过基板上设置扩展接口，从而实现该测试装置的在线编程、产品维修、升级为全自动在线电脑诊断测试等扩展功能。

图I是本实用新型测试装置的主视图；图2是本实用新型测试装置的右视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施例做进一步的详细说明。根据以往生产过程的粗略统计，在电能表的生产过程中有约80%的故障表是焊接不良造成的。因此在电能表组装前，焊接后对电路板进行检测是杜绝电能表生产不良现象的最佳解决手段。为此，本实用新型的电能表PCB板在线测试装置正是为电路板检测工序而设计应用的。如图I、图2所示，本实用新型的测试装置主要由以下几个部分组成气动单元I、 测试针床2、基座4、压紧机构、模拟电路单元11和显示单元12，测试针床2置于基座4的顶端，将被测PCB板3置于测试针床2上，气动单元I驱动压紧机构上、下运动对被测PCB板 3进行压合/防松控制，模拟电路单元11置于基座4内部，显示单元12置于基座4的前面板上，模拟电路单元11通过引线分别与测试针床2和显示单元12相连接并为二者进行供电，测试针床2与显示单元12通过引线相连接，通过测试针床2采集被测PCB板3上测试点的电信号发送至显示单元12进行显示。下面分别对各部分进行详细说明I)气动单兀I :包括气缸和电磁阀。气缸固定于压紧机构的支架7上、且气缸的输出轴向下延伸与压紧机构的压架8相固接；电磁阀根据显示单元12发来的工作指令控制气缸驱动压紧机构对被测PCB板3进行压合或防松控制。气缸和电磁阀控制压头10上下运动，行程在可控范围内任意调整。上、下行速度也可由显示单元12的气缸上行、气缸下行控制按钮实现调节。2)测试针床2 :其通过专业CNC精确加工定位，该测试针床2与被测PCB板3采用插座、插针式实现连接，方便产品的升级和维修。3)基座4:采用优质绝缘电木和金属箱体组成，保证装置结实可靠、拆卸维修方便。4)压紧机构包括滑动轴承5、导向轴6、支架7、压架8、透明压板9和压头10。导向轴6和支架7均固定于基座4上，可以根据需要设置有多个压头10，每个压头10分别通过一透明压板9安装于压架8的底端，滑动轴承5滑动连接于导向轴6上。本例中，两个导向轴6设置于支架7之间，压架8与两个导向轴6上的滑动轴承5相固接，气动单元I的气缸驱动压架8沿导向轴6做上、下运动，以实现对被测PCB板的压合或防松控制。由于各种PCB板的测试点不同，施加于被测PCB板上压触点的位置也会有所改变， 为了满足本实用新型测试装置能够检测不同种类电路板的需求，可以在更换被测PCB板后，先将压头10和相应的透明压板9调整至合适位置后，再通过固定件安装于压架8的底端。该压紧机构采用铝型材和直线光轴滑动轴承实现导向定位，保证待测PCB板的探针与测试针床接触精确稳定，压头10和透明压板9采用可拆卸式结构，可以根据被测PCB 板的不同，调整压头10和透明压板9在压架8底端的位置时使得压触点可任意布置，使得装置使用范围更加广泛。5)模拟电路模块11 :包括基板以及嵌设于基板上的接收电路、转换电路、隔离变压器和供电电路。接收电路将接收到的外接的220V电压，并将其发送至转换电路转换成5V 小电压，该小电压经过隔离变压器隔离后，通过供电电路分别为测试针床2和显示单元12 供电。该模拟电路模块11可以通过测试针床2向被测PCB板3提供控制电源、电流、电压和负载，使被测PCB板3完全在一个类似完整电能表用电环境中运行，从而可以检测相关的红外、通讯、通断电等功能。基板上设置有用于插接电压表和电流表的对应接口，为了实现本实用新型测试装置的可扩展性，还可以在基板上设置有用于实现多种扩展功能的扩展接口，例如用于外接单片机烧写器的接口，通过该接口实现本实用新型测试装置的在线编程；和/或用于连接外部电脑的数字接口，通过该数据接口使本实用新型测试装置升级为全自动在线电脑诊断测试。6)显示单元12 :包括显示板以及安装在显示板上的液晶显示屏、电压表、电流表、 指示信号灯和各种控制按钮。显示板采用插座形式直接插接于基座4的前面板上；操作人员可以通过液晶显示屏直接读出被测PCB板3的各种参数；显示板上留有用于安装电压表和电流表表头部分的位置，电压表和电流表的后端直接插接于模拟电路模块11的基板上相应接口处；指示信号灯包括脉冲、秒脉冲、继电器等等，可以通过指示信号灯直观方便的显示检测结果；控制按钮必须包括电源按钮、气缸上行按钮和气缸下行按钮，还可以根据需要扩展下述任一或全部控制按钮开盖检测按钮、编程按钮、轮显按钮等等。具有上述结构的测试装置的工作原理为进行PCB测试时，先将布好探针的被测PCB板3固定于测试针床2上，使探针与测试针床相接触；通过显示单元12按下电源按钮和气缸下行按钮，通过气缸下行按钮向气动单元I的电磁阀发出工作指令，电磁阀控制气缸驱动压紧机构的压头10沿导向轴6下压并压合被测PCB板3 ;通过模拟电路单元11分别对测试针床2和显示单元12供电，测试针床对被测PCB板3进行电性导通/绝缘测试，从显示单元12读出被测PCB板的测试参数(电压值、电流值等)后测试完毕；然后按下显示单元12的气缸上行按钮，气缸上升，取出被测的PCB板3，从而进行下一轮测试。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求1.一种电能表PCB板在线测试装置，包括气动单元(I)、测试针床(2)、基座(4)、压紧机构、模拟电路单元(11)和显示单元(12)，其特征在于所述测试针床(2)置于基座(4) 顶端，所述模拟电路单元(11)置于基座(4)内部；通过显示单元(12)向气动单元(I)发出工作指令，位于基座上方的气动单元(I)驱动压紧机构沿固定在基座顶端的导向轴(6)进行上、下运动，使被测PCB板(3)与位于其下方的测试针床(2)相接触；所述模拟电路单元 (11)将接收到的电信号进行转换、隔离后分别为测试针床(2)和显示单元(12)供电，所述测试针床⑵向被测PCB板(3)加载电信号，并采集被测PCB板测试点的电信号发送至显示单元(12)进行显示。
2.如权利要求I所述的电能表PCB板在线测试装置，其特征在于所述压紧机构包括滑动轴承(5)、导向轴(6)、支架(7)、压架(8)、透明压板(9)和压头(10)，所述导向轴(6) 和支架(7)均固定于基座(4)上，每个压头(10)分别通过相应的透明压板(9)安装于压架(8)的底端，所述压架(8)与以滑动方式连接在导向轴(6)上的滑动轴承(5)相固接。
3.如权利要求2所述的电能表PCB板在线测试装置，其特征在于根据施加于待测PCB 板上压触点的需求，先将所述压头(10)和相应的透明压板(9)调整至合适位置后，再通过固定件安装于所述压架(8)的底端。
4.如权利要求2或3所述的电能表PCB板在线测试装置，其特征在于所述气动单元(I)包括气缸和电磁阀，所述气缸固定于压紧机构的支架(X)上、且气缸的输出轴向下延伸与压紧机构的压架(8)相连接，所述电磁阀根据显示单元(12)发来的工作指令控制气缸驱动压紧机构对被测PCB板(3)进行压合或防松控制。
5.如权利要求I所述的电能表PCB板在线测试装置，其特征在于所述模拟电路模块(II)包括基板以及嵌设于基板上的接收电路、转换电路、隔离变压器和供电电路，所述接收电路将接收到的220V电压发送至转换电路转换成5V小电压，该小电压经过隔离变压器隔离后，通过供电电路分别为测试针床(2)和显示单元(12)供电。
6.如权利要求5所述的电能表PCB板在线测试装置，其特征在于所述基板上设有用于插接电压表和电流表的接口。
7.如权利要求6所述的电能表PCB板在线测试装置，其特征在于所述基板上设有用于实现扩展功能的扩展接口，所述扩展接口包括下述任一或全部接口 用于外接单片机烧写器的接口，用于连接外部电脑的数字接口。
8.如权利要求I所述的电能表PCB板在线测试装置，其特征在于所述显示单元(12) 包括插接于基座(4)前面板上的显示板以及固定于显示板上的液晶显示屏、电压表、电流表、指示信号灯和控制按钮。
9.如权利要求I所述的电能表PCB板在线测试装置，其特征在于所述被测PCB板(3) 和测试针床(2)采用插针、插座式结构相连接。
专利摘要本实用新型提出一种电能表PCB板在线测试装置，包括气动单元、测试针床、基座、压紧机构、模拟电路单元和显示单元，测试针床置于基座顶端，模拟电路单元置于基座内部；通过显示单元向气动单元发出工作指令，位于基座上方的气动单元驱动压紧机构沿固定在基座顶端的导向轴进行上、下运动，使被测PCB板与位于其下方的测试针床相接触；模拟电路单元将接收到的电信号进行转换、隔离后分别为测试针床和显示单元供电，测试针床向被测PCB板加载电信号，并采集被测PCB板测试点的电信号发送至显示单元进行显示。与现有PCB板测试装置相比，具有制作成本低廉，使用操作简单，维修保养方便，装置占用空间小，可以直接安置在流水线工作台等优点。
文档编号G01R31/02GK202351358SQ20112039442
公开日2012年7月25日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者王超, 郑立志 申请人:中国电力科学研究院