專利名稱：基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及測試技術領域，具體講是一種基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置。
背景技術：
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PCB電路板是電能
表的核心組件，代表了電能表廠家的技術實力，對于電能表的線路板的測試是電能表生產 過程中非常關鍵的步驟。
根據電能表的工作原理，電能表的線路板的測試工作對于電能表的線路板測試裝置有
以下基本要求1、電能表的線路板測試裝置能夠為所述線路板提供穩(wěn)壓直流電源信號和 交流采樣信號，使線路板正常工作；2、電能表的線路板測試裝置能夠輸出不同的穩(wěn)壓直 流電源信號、交流采樣信號和開關量控制信號，模擬線路板的不同工作環(huán)境；3、電能表 的線路板測試裝置能夠通過線路板的通訊模塊來讀取線路板的單片機的數據或者向所述 單片機寫入數據；4、電能表的線路板測試裝置能夠采集線路板的各測試點的電壓值；5、 電能表的線路板測試裝置能夠對測試所獲得的數據進行處理，并將原始數據和處理后的數 據都進行存儲，以備査詢和共享使用。
為了滿足上述的基本要求，現有技術的電能表的線路板測試裝置由多個獨立的測試裝 置構成，比如萬用表、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，整個電能表的線路板測試裝置不夠緊湊，集成度不高，維護困難，而且每個測試 裝置都需要有人參與，比如由人來操作所述萬用表，并且由人來記錄測試數據，測試得到 的數據需要由人來輸入FIS系統(tǒng)(FIS: Factory Information System,即制造現場管理 信息系統(tǒng))中，雖然能安排流水線作業(yè)，但是整個測試過程效率還是十分低下，而且測試 的準確性無法給以可靠的保證；針對不同的線路板，所述電能表的線路板測試裝置需要采 用不同的測試方案，這種不同體現在結構上就是要使用相應的電能表的線路板測試裝置， 也就是說現有的電能表的線路板測試裝置通用性不高。因為要準備多套電能表的線路板測 試裝置來實現多種線路板的測試方案，而且每套電能表的線路板測試裝置都得有好幾個人 來操作，協(xié)作完成測試，所以現有技術的電能表的線路板測試裝置給生產帶來巨大的成本 壓力，而且生產效率也無法提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種集成度高、維護簡單、測試效率高、通用
性好、生產成本低的基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置。
本發(fā)明的技術方案是，提供一種具有以下結構的基于虛擬儀器技術的電能表的線路板 測試裝置，它包括電源、信號模塊、通訊模塊和測試工裝，所述電源與信號模塊電連接， 所述通訊模塊與測試工裝電連接，它還包括安裝有虛擬儀器軟件平臺的計算機、信號轉換 模塊和控制切換模塊；所述計算機分別與電源、信號轉換模塊、通訊模塊電連接；所述信 號轉換模塊還分別與控制切換模塊、測試工裝電連接；所述控制切換模塊還分別與信號模 塊、測試工裝電連接。
采用上述結構后，本發(fā)明與現有技術相比，具有以下優(yōu)點因為本發(fā)明還包括安裝有 虛擬儀器軟件平臺的計算機、信號轉換模塊和控制切換模塊；所述計算機分別與電源、信 號轉換模塊、通訊模塊電連接；所述信號轉換模塊還分別與控制切換模塊、測試工裝電連 接；所述控制切換模塊還分別與信號模塊、測試工裝電連接；所以在電能表的線路板測試 過程中所存在的電壓信號、電流信號和通信信號都交由計算機來控制、采集和處理，沒有 人的干預，這樣就大大提高了測試的效率，因為所述電壓信號、電流信號和通信信號都交 由計算機來控制、采集和處理，所以整個測試裝置集成度高，維護簡單；因為當測試不同 的線路板時，工作人員只要調出相應的以軟件形式存在的線路板的測試方案讓計算機自動 運行就可以了，所以本發(fā)明通用性很高；因為只要一個人就可以通過計算機完成測試，并 且本發(fā)明通用性高，所以電能表的線路板測試的成本大大降低。
作為改進，所述虛擬儀器軟件平臺為NI公司生產的LabVIEW 8.5圖形化軟件系統(tǒng)， 因為LabVIEW 8.5圖形化軟件系統(tǒng)非常成熟，而且功能強大、性價比高，所以可以使多種 電能表的線路板的測試方案在計算機上實現，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的電能表的線路板測試裝置在生產線上穩(wěn)定、長時間 的運行，為企業(yè)帶來持久的效益。
作為進一步改進，所述計算機為普通個人計算機，因為普通個人計算機相比于工業(yè)用 計算機十分廉價，而普通個人計算機完全能滿足所述基于虡擬儀器技術的電能表的線路板 測試裝置運行要求，所以普通個人計算機十分有益于本發(fā)明的成本控制。
作為進一步改進，所述信號轉換模塊為NI公司生產的PCI-6221多功能數據采集卡， 所述PCI-6221多功能數據采集卡是一款功能強大而且便宜的多功能數據采集卡，它能很 好的兼容所述虛擬儀器軟件平臺，十分有益于本發(fā)明的性能的提高。


附圖是本發(fā)明提供的一種基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置的電路方框 圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明提供的一種基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置包括電 源、信號模塊、通訊模塊和測試工裝，所述電源與信號模塊電連接，所述通訊模塊與測試 工裝電連接，它還包括安裝有虛擬儀器軟件平臺的計算機、信號轉換模塊和控制切換模塊; 所述計算機分別與電源、信號轉換模塊、通訊模塊電連接；所述信號轉換模塊還分別與控 制切換模塊、測試工裝電連接；所述控制切換模塊還分別與信號模塊、測試工裝電連接。
所述虛擬儀器軟件平臺為NI公司生產的LabVIEW 8. 5圖形化軟件系統(tǒng)。
所述計算機為普通個人計算機。
所述信號轉換模塊為NI公司生產的PCI-6221多功能數據采集卡，該PCI-6221多功 能數據采集卡直接被插在所述計算機的主機箱內的PCI槽內，由主機箱的電源供電。 所述電源采用220V， 50Hz交流電源。
所述信號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 器和電感轉換所述220V， 50Hz交流電源得來，為現有技術。所述直流電源部分采用開關 電源，其中一個開關電源為所述控制切換模塊供電。
所述通訊模塊包括一個38kHz調制紅外通訊電路、兩個可編程RS232通訊電路和兩個 可編程RS485通訊電路，所述38kHz調制紅外通訊電路、RS232通訊電路和RS485通訊電 路通過芯片PL2303、 SP213EH、 GL850A轉換成USB接口 ，所述計算機與通訊模塊電連接是 指所述計算機的USB接口與所述通訊模塊的USB接口電連接。
所述測試工裝包括通用測試底座、PCB測試針床和氣動工具，所述通用測試底座、PCB 測試針床和氣動夾具都為現有技術，不加贅述。所述測試工裝分別與通訊模塊、信號轉換 模塊、控制切換模塊電連接是指所述通用測試底座通過排線分別與通訊模塊、信號轉換模 塊、控制切換模塊電連接，而所述PCB測試針床通過排線接口與所述通用測試底座直接電 連接，所述電能表的線路板被固定在所述測試針床的可上下活動的上平面，不同的線路板 使用不同的測試針床，而所述通用測試底座不需要更換。所述測試針床的上平面開有可讓 所述測試針床的探針伸出來的通孔。所述通訊模塊的一個RS232通訊接口與所述氣動工具 的RS232通訊接口電連接。所述氣動工具采用SRC氣動工具，該氣動工具帶動所述PCB測 試針床的上平面，使PCB測試針床的探針觸到電能表的線路板上的焊點，該焊點也就是測
試點°
所述控制切換模塊采用通用的繼電器控制電路，本實施例采用的繼電器為歐姆龍的 G6S-2，每個G6S-2都通過一個三極管來控制，該三極管的基極與所述信號轉換模塊的對 應的端口電連接，所述信號轉換模塊通過改變所述三極管的基極的電平來控制所述三極管 的工作狀態(tài)，而所述信號轉換模塊與計算機電連接，所以所述繼電器的工作狀態(tài)是由計算 機來控制的。所述控制切換模塊與所述信號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應四個繼電器，其中一 個繼電器用來控制這一相交流電壓的通斷和方向，另外三個繼電器用來控制這一相交流電 流的通斷和方向、這一相的有功狀態(tài)和這一相的無功狀態(tài)；所述的另外三個繼電器分別記 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繼電器的相應輸出串聯(lián)兩個相同的電容后與所述B繼電器的相應輸出并聯(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試底座； 所述C繼電器的相應輸出串聯(lián)兩個相同的電容是指所述C繼電器的相應輸出與一個電容的 正極電連接，該電容的負極再與另一個相同的電容的負極電連接，所述另一個相同的電容 的正極作為輸出端輸出，所述C繼電器的相應輸出串接兩個相同的電容后與所述B繼電器 的相應輸出并聯(lián)后輸出是指所述輸出端與所述B繼電器的相應輸出并聯(lián)后輸出。所述直流 電源部分的每一路直流電對應一個繼電器。通過計算機控制繼電器的工作狀態(tài)，所述基于 虛擬儀器技術的電能表的線路板測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)、無功狀態(tài)。所述控制切換模塊與所述測試工裝電連接是指所述繼 電器的輸出與所述通用測試底座電連接。
當測試電能表的線路板時，工作人員首先在計算機里選擇測試方案，然后，將線路板 固定在PCB測試針床的上平面，接著用鼠標點擊所述虛擬儀器軟件平臺的測試按鈕，計算 機即按照預先的程序執(zhí)行測試過程。首先，計算機會通過通訊模塊向所述氣動工具發(fā)出指 令，令其帶動PCB測試針床的上平面緩慢的向下運動，所述PCB測試針床的探針就會伸出 來觸到電能表的線路板上的焊點，根據程序設定，當所述PCB測試針床的探針與所述電能 表的線路板上的焊點可靠的接觸時，所述氣動工具即停止運動。接著，計算機通過信號轉 換模塊來控制所述繼電器的工作狀態(tài)，以此來模擬電能表的工作環(huán)境。所述信號轉換模塊 采集所述PCB測試針床的探針所獲得的測試數據，并經過數模轉換自動的將所述測試數據 輸入計算機。所述計算機通過通訊模塊與所述的電能表的線路板進行通信，以此來檢測所
述的電能表的線路板的通訊功能是否正常。所述計算機對所采集的數據處理后，以電能表 的國家標準或者企業(yè)自定的更高標準作為參照來判斷所測試的電能表的線路板的狀態(tài)，判 斷的結果為合格或不合格。當測試完成后，計算機就會在其顯示屏上顯示結果并聲音提示， 測試結束，工作人員用鼠標點擊取件按鈕，然后氣動工具在計算機的控制下自動快速的上 升，工作人員取出被測線路板。如果需要重新測試，工作人員只要重新點擊所述虛擬儀器 軟件平臺的測試按鈕即可。
以上僅就本發(fā)明較佳的實施例作了說明，但不能理解為是對權利要求的限制，凡在本 發(fā)明獨立權利要求的保護范圍內所作的各種變化均在本發(fā)明的保護范圍內。
權利要求
1、一種基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置，它包括電源、信號模塊、通訊模塊和測試工裝，所述電源與信號模塊電連接，所述通訊模塊與測試工裝電連接，其特征在于它還包括安裝有虛擬儀器軟件平臺的計算機、信號轉換模塊和控制切換模塊；所述計算機分別與電源、信號轉換模塊、通訊模塊電連接；所述信號轉換模塊還分別與控制切換模塊、測試工裝電連接；所述控制切換模塊還分別與信號模塊、測試工裝電連接。
2、 根據權利要求l所述的基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置，其特征在 于所述虛擬儀器軟件平臺為NI公司生產的LabVIEW 8. 5圖形化軟件系統(tǒng)。
3、 根據權利要求l所述的基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置，其特征在 于所述計算機為普通個人計算機。
4、 根據權利要求l所述的基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置，其特征在 于所述信號轉換模塊為NI公司生產的PCI-6221多功能數據采集卡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于虛擬儀器技術的電能表的線路板測試裝置，它的優(yōu)點是集成度高、維護簡單、測試效率高、通用性好、生產成本低。它包括電源、信號模塊、通訊模塊和測試工裝，所述電源與信號模塊電連接，所述通訊模塊與測試工裝電連接，它還包括安裝有虛擬儀器軟件平臺的計算機、信號轉換模塊和控制切換模塊；所述計算機分別與電源、信號轉換模塊、通訊模塊電連接；所述信號轉換模塊還分別與控制切換模塊、測試工裝電連接；所述控制切換模塊還分別與信號模塊、測試工裝電連接。
文檔編號G01R31/00GK101354417SQ200810121258
公開日2009年1月28日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權日2008年9月19日
發(fā)明者周忠祥, 孟令欣, 根 蒙, 邵柳東 申請人:寧波三星電氣股份有限公司