ТЕСТЕР ПРОВОДНОГО МОНТАЖА И ПЕЧАТНЫХ ПЛАТ STC-1000

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике, а в частности к области обнаружения и локализации дефектов проводного монтажа и печатных плат и может применяться для тестирования проводки в автомобилях, самолетах, вертолетах, в подводных лодках и электровозах; для тестирования монтажных и несущих плат, автоматической проверки путей прохождения сигнала, а также для теста интерфейсных кабелей и кабелей питания медицинских инструментов.
Известно устройство для контроля монтажа, содержащее группу контактных элементов для подключения объекта контроля и установленные в корпусе систему управления, выполненную в виде блока обработки информации, включающего интерфейс, центральный процессор, накопитель долговременной памяти, терминал и печатающее устройство, а также коммутатор, генератор выходной последовательности, выходы которого подключены к соответствующим клеммам группы контактных элементов, блок преобразователей уровня и буфер входов, выходная шина которого соединена с входом коммутатора, а входы - с соответствующими выходами блока преобразователей уровня, входы которого подключены к выходам генератора выходной последовательности. При этом блок обработки информации с помощью двунаправленной шины соединен с коммутатором, выходная шина которого подключена ко входу генератора выходной последовательности, состоящего из регистра выходов и блока транзисторных ключей, входы которого соединены с соответствующими выходами регистра выходов, а выходы являются выходами генератора (см., например, патент на ПМ №6913 по кл. G01R 31/02) [1].
Недостаток известного устройства [1] заключается в малой степени унификации и низкой приспосабливаемости устройства к изменению объекта контроля или его замене.
Известно также устройство для контроля монтажа содержащее корпус, систему управления и соединенные с ней контактные элементы для подключения объекта контроля; при этом система управления выполнена из программируемого микроконтроллера, текстового дисплея, зуммера и блока питания, причем текстовый дисплей и зуммер установлены на лицевой плоскости корпуса и соединены с программируемым микроконтроллером, расположенным внутри корпуса и оснащенным комплектом двунаправленных каналов, запитанных от блока питания, при этом лицевая плоскость корпуса набрана из сменных пластин, а контактные элементы соединены с двунаправленными каналами программируемого микроконтроллера и выполнены с возможностью установки на сменных пластинах лицевой плоскости корпуса. При этом устройство для контроля монтажа снабжено А-образным каркасом, каждая из наклонных поверхностей которого выполнена с возможностью установки на ней корпуса устройства, чем обеспечивается одновременный независимый контроль двух объектов (см., например, патент на ИЗ №2208806 по кл. G01R 31/02)[2].
Это устройство лишено недостатков известного устройства [1], однако при этом устройство для контроля монтажа [2] в силу использования в его конструкции устаревшей элементной базы обладает невысокой точностью тестирования и ограниченным перечнем возможностей. В частности, например, известное устройство [2] не обеспечивает формирование входных воздействий, не позволяет производить измерения сопротивлений и измерения сопротивлений изоляции между цепями контролируемой платы, не позволяет осуществлять выбор и коммутацию контролируемых элементов. Кроме того, известное устройство [2] не позволяет производить тестирование печатных плат.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в повышении точности тестирования и в расширении возможностей тестера.
Техническим результатом от использования предложенной полезной модели является повышение точности тестирования и расширение возможностей тестера.
Вышеуказанный технический результат достигается за счет того, что в тестере проводного монтажа и печатных плат STC-1000, содержащем систему управления и соединенные с ней контактные элементы для подключения объекта контроля, согласно предложению, система управления реализована в виде тестового контроллера, выполненного на базе промышленного компьютера с подключенными к нему монитором с «Touch-screen» панелью для отображения и ввода информации, чековым принтером, клавиатурой, мышью и сканером штрих-кода для введения данных и установки режимов на управляющем компьютере, и соединена с модулем расширения ME-USB/RS232 (modul of expansion) с интерфейсом USB/RS232, который обеспечивает прием и передачу данных, а также гальваническую развязку USB шины между тестовым контроллером и тестером, управление измерительными тестовыми модулями и синхронизацию сигналов с частотой питающей сети 50 Гц для всех измерительных тестовых модулей, а также трансляцию сигналов управления для модулей расширения; при этом модуль расширения ME-USB/RS232 имеет прямое соединение с измерительными тестовыми модулями МТМ (Measuring test module) на 256 тестовых каналов, каждый из которых обеспечивает коммутацию 256 контрольных точек, контроль сопротивления изоляции, измерение величин сопротивлений проводов и измерение сопротивлений изоляции между проводами контролируемого жгута, тестирование объектов на обрыв и короткое замыкание, двух - четырехпроводное измерение сопротивления проводника, внутреннюю самодиагностику и самообучение по эталону; тестирование печатных плат с контролем сопротивлений проводников, сопротивлений переходных отверстий (при четырехпроводном измерении), разобщенности проводников, коротких замыканий и обрывов; при этом модуль расширения ME-USB/RS232 имеет прямое соединение с простыми модулями расширения ME, обеспечивающими трансляцию сигнала на свою линейку измерительных тестовых модулей (МТМ), а также управление 19-ю измерительными тестовыми модулями (МТМ), а все измерительные тестовые модули (МТМ) напрямую связаны с тестовым адаптером, предназначенным
для подключения объекта тестирования непосредственно к измерительным тестовым модулям (МТМ).
При этом в состав каждого измерительного тестового модуля (МТМ) входит: интерфейсный блок, обеспечивающий прием данных от модуля расширения ME при совпадении передаваемого адреса с адресом измерительного тестового модуля (МТМ), а также передачу данных от измерительного тестового модуля (МТМ); микроконтроллер, обеспечивающий преобразование входного последовательного кода от интерфейсного блока в параллельный код, хранение принятой информации, управление коммутаторами верхних и нижних ключей, управление аналого-цифровым преобразователем, управление дифференциальным усилителем, управление формирователем U="0"В и блоком формирования входных воздействий I,U; дифференциальный усилитель, обеспечивающий прием входного напряжения с коммутаторов верхних и нижних ключей и его усиление в 500 или 50 раз в зависимости от заданного диапазона измерения; аналого-цифровой преобразователь, обеспечивающий преобразование величины измеряемого напряжения, снимаемого с дифференциального усилителя, в 16-разрядный код; блок формирования входных воздействий I,U, обеспечивающий формирование испытательных токов и напряжений; блок контроля уровней сигналов, контролирующий работу измерительного тестового модуля МТМ в заданных параметрах; формирователь напряжения U="0"В, обеспечивающий возможность подключения к контролируемой цепи напряжение равное нулю, а в режиме измерения изоляции кроме этого осуществляющий преобразование измеряемого тока в напряжение; коммутатор верхних ключей, обеспечивающий коммутацию 128 контрольных точек, подключаемых с одной (верхней) стороны; коммутатор нижних ключей, обеспечивающий коммутацию 128 контрольных точек, подключаемых с другой (нижней) стороны и блок питания на±24 В, что обеспечивает подачу электропитания на модули тестера для проведения таких операций, как самодиагностика тестовой системы, тестирование коротких замыканий и измерение сопротивления проводника.
При этом контактные элементы для подключения объекта контроля выполнены в виде тестовых адаптеров, изготавливаемых специально под тестируемые изделия, что обеспечивает возможность скоростной замены адаптеров для тестирования изделий любой геометрии, а также повышенную точность тестирования за счет надежного контакта с объектом измерения.
Заявителем не обнаружены источники информации, содержащие одинаковую совокупность существенных признаков, указанных в формуле полезной модели, что позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критерию «новизна».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:
на фиг.1 - представлена функциональная схема тестера проводного монтажа и печатных плат STC-1000;
на фиг.2 - представлена функциональная схема измерительного тестового модуля (МТМ).
Тестер проводного монтажа и печатных плат STC-1000 содержит тестовый контроллер на базе промышленного компьютера (1), монитор с «Touch-screen» панелью для отображения и ввода информации (2), чековый принтер (3), клавиатуру (4), мышь (5), сканер штрих-кода (6), модуль расширения ME-USB/RS232 (modul of expansion) с интерфейсом USB/RS232 (7), измерительные тестовые модули МТМ (Measuring test module) на 256 тестовых каналов (8-26, 28-46, 48-66), модули расширения ME (Module of expansion) (27, 47), тестовый адаптер (67).
При этом каждый измерительный тестовый модуль МТМ (Measuring test module) на 256 тестовых каналов содержит интерфейсный блок (68), микроконтроллер (69), дифференциальный усилитель (70), аналого-цифровой преобразователь (71), блок формирования входных воздействий I, U (72), блок контроля уровней сигналов (73), формирователь U=«0»В (74), коммутатор верхних ключей (75), коммутатор нижних ключей (76) и блок питания на ±24 В (77).
Тестер проводного монтажа и печатных плат STC-1000 работает следующим образом.
Оператор при помощи клавиатуры (4) и мыши (5) или сканера штрих-кода (6) задает на тестовом контроллере на базе промышленного компьютера (1) идентификационный номер тестируемого объекта и начинает тестирование путем нажатия кнопки «Старт» на тестере. Далее команды с тестового контроллера на базе промышленного компьютера (1) поступают на модуль расширения ME-USB/RS232 (modul of expansion) с интерфейсом USB/RS232 (7) и через него на модули расширения ME (Module of expansion) (27, 47). Через шасси тестера управляющие сигналы с модулей расширения ME (Module of expansion) (27, 47) в соответствии с установленными адресами передаются на тот или иной измерительный тестовый модуль МТМ (Measuring test module) на 256 тестовых каналов (8-26, 28-46, 48-66). В соответствии с управляющими сигналами, измерительные тестовые модули МТМ (Measuring test module) на 256 тестовых каналов (8-26, 28-46, 48-66) через тестовый адаптер (67) производят необходимые измерения на объекте тестирования. Это происходит следующим образом.
Интерфейсный блок (68) измерительного тестового модуля принимает данные, поступающие в последовательном коде, и передает их в микроконтроллер (69). При этом в состав данных входит информация о выбираемой контролируемой точке коммутатора верхних ключей (75) и коммутатора нижних ключей (76), а также информация о сигналах управления, обеспечивающих выбор соответствующего режима работы измерительного тестового модуля МТМ, а именно: режима контроля сопротивления изоляции или режима контроля сопротивлений.
Микроконтроллер (69), в соответствии с принятыми данными, устанавливает режим работы измерительного тестового модуля МТМ, включая соответствующий модуль в блоке формирования входных воздействий I, U (72) и устанавливает диапазон измерений (коэффициент усиления дифференциального усилителя (70) 500 или 50). В зависимости от выбираемых контролируемых точек в блоках коммутатора верхних ключей (75) и коммутатора нижних ключей (76) осуществляется включение соответствующих верхних и нижних ключей и подключение их к блоку формирования входных воздействий I, U (72) и дифференциальному усилителю (70).
Начало тестирования осуществляется по сигналу "Старт", поступающему по линии связи от модуля расширения ME (27,47) на интерфейсный блок (68). Сигнал «Старт» вырабатывается при переходе фазного напряжения через 0 В, что позволяет снизить уровень помех от сетевого напряжения питания.
По сигналу «Старт» микроконтроллер (69) включает аналого-цифровой преобразователь (71), который снимает с дифференциального усилителя (70) величину измеренного напряжения и преобразует ее в 16-ти разрядный код, а преобразованные данные передает в микроконтроллер (69).
Микроконтроллер (69) после получения 16-ти разрядного кода от аналого-цифрового преобразователя (71) устанавливает сигнал готовности к передаче данных в линии связи интерфейсного блока (68), указывая модулю расширения ME (27, 47) на готовность измерительного тестового модуля МТМ передать данные о тестировании на тестовый контроллер на базе промышленного компьютера (1) для их дальнейшей обработки. Получив сигнал готовности к передаче данных, модуль расширения ME (27, 47) принимает данные от измерительного тестового модуля МТМ.
По окончании передачи данных микроконтроллер (69) снимает сигнал готовности к передаче данных, переводя измерительный тестовый модуль МТМ в режим ожидания входных данных.
После того, как измерительные тестовые модули МТМ (Measuring test module) на 256 тестовых каналов (8-26, 28-46, 48-66) через тестовый адаптер (67) произвели необходимые измерения на объекте тестирования, результаты измерений передаются на тестовый контроллер на базе промышленного компьютера (1), через модуль расширения ME-USB/RS232 (modul of expansion) с интерфейсом USB/RS232 (7).
После обработки сигналов тестовый контроллер на базе промышленного компьютера (1) выводит информацию о проведенных тестах на экран монитора с «Touch-screen» панелью для отображения и ввода информации (2), а также на чековый принтер (3).
В случае, если какой-либо из контролируемых параметров изделия выходит за пределы допустимого, тестер подает звуковой сигнал и отображает на экране монитора номер дефектной цепи. Информация об ошибке так же распечатывается в отчете на принтере.
Использование предложенной полезной модели позволит с высокой точностью выявлять и локализовывать дефекты проводного монтажа и печатных плат, проводить тестирование проводки в автомобилях, самолетах, вертолетах, в подводных лодках и электровозах; проводить тестирование монтажных и несущих плат, проводить автоматическую проверку путей прохождения сигнала, а также тестировать интерфейсные кабели и кабели питания медицинских инструментов.