CN104297579A - 检测装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种检测装置，用于检测电路板线路中的电容元件的性能。所述检测装置包括电压产生单元、计时单元、电压采集单元、判断单元以及提示单元。所述电压产生单元用于对电容元件进行充电，并产生计时指令和电容电压。所述计时单元用于响应计时指令开始计时，并在计时时间达到预定时间时输出控制指令。所述电压采集单元用于响应控制指令采集电容电压。所述判断单元用于判断采集的电容电压与基准电压之间的关系是否满足预设的条件，并在不满足预定条件时产生提示信号。所述提示单元用于响应所述提示信号产生提示信息以提示检测人员电容元件异常。本发明还提供一种检测方法。上述检测装置和检测方法操作简单且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测装置和方法，尤其涉及一种检测电容元件性能的检测装置和方法。
背景技术
在电子产品的开发阶段，通常需要对电子产品的电路板进行测试，以确保电子产品的性能和功能的良好。然而在对电路板的线路及元件进行检测的程中，对电容元件的性能的检测成为重中之重。现有的检测方法为将数字万用表接到测试线路中，再读取万用表的数据来确认所测电容元件性能是否符合规格。此检测方法需要价格高昂的万用表，成本较高。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种成本较低的检测装置以检测电容元件。
此外，还有必要提供一种成本较低的检测方法。
该检测装置，用于检测电路板线路中的电容元件的性能，所述电容元件的两端分别与所述电路板的连接器的两个引脚电性连接。所述检测装置包括电压产生单元、计时单元、电压采集单元、判断单元以及提示单元。所述电压产生单元用于对电容元件进行充电，并产生计时指令和电容电压。所述计时单元用于响应计时指令开始计时，并在计时时间达到预定时间时输出控制指令。所述电压采集单元用于响应控制指令采集电容电压。所述判断单元用于判断采集的电容电压与基准电压之间的关系是否满足预设的条件，并在不满足预定条件时产生提示信号。所述提示单元用于响应所述提示信号产生提示信息以提示检测人员电容元件异常。
该检测方法，用于检测装置检测电路板线路中电容元件的性能，所述电容元件的两端分别与所述电路板的连接器的两个引脚电性连接。该检测方法包括如下步骤：
对电容元件进行充电；
对电容元件的充电时间进行计时；
判断电容元件的充电时间是否达到预设时间，若达到预设时间输出控制指令；
采集电容元件的电容电压；
判断采集的电容电压与基准电压之间的关系是否满足预设的条件，并在不满足预定条件时产生提示信号；以及
响应提示信号产生提示信息以提示检测人员电容元件异常。
上述检测装置和检测方法，采用仅由基本的电子元件组成的检测装置代替价格高昂的万用表来检测电容元件的性能，降低了成本。
附图说明
图1为检测装置应用环境示意图。
图2为电容元件电压的波形图。
图3为一较佳实施方式的检测装置的功能模块图。
图4为一较佳实施方式的检测装置的电压产生单元电路图。
图5为一较佳实施方式的检测方法的流程图。
主要元件符号说明
| 检测装置 | 10 |
| 待检测装置 | 20 |
| 第一连接器 | L1 |
| 第一引脚 | L11 |
| 第二引脚 | L12 |
| 第二连接器 | L2 |
| 第三引脚 | L21 |
| 第四引脚 | L22 |
| 电容元件 | C |
| 电压产生单元 | 110 |
| 计时单元 | 111 |
| 电压采集单元 | 112 |
| 判断单元 | 113 |
| 提示单元 | 114 |
| 输出单元 | 115 |
| 电压源 | VCC |
| 电阻 | R |
| 开关 | K |
| 电压侦测点 | N1 |
| 测试方法 | S201~S210 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参看图1，检测装置10用于检测待检测装置20的性能。检测装置10上设有第一连接器L1。待检测装置20为电路板，其上设有第二连接器L2和各种电子元件，例如：芯片、电阻、电容元件C。其中，电容元件C的两端已与第二连接器L2的两个引脚电性连接。检测时，第一连接器L1和第二连接器L2之间用电线（例如Cable）进行连接，进而使得电容元件C与检测装置10中的电路电性连接。检测装置10用于检测待检测装置20上的电容元件C，例如检测电容元件C是否发生短路、断路、容值偏小或者偏大以及是否上错件等。
请参看图2，其示出了当电容元件C正常工作时，电容电压和时间关系的波形图。根据电容元件C的充电特性曲线方程V=ξ(1-e-T/RC)可知，电容电压会在电阻的阻值和电容元件的容值固定的情况下随着时间的变长而增大，在电容元件C的充电过程中每个时间点T都对应一个电压值V即基准电压。在第一充电阶段，电容元件C充电的速度比较快，电容电压随着时间的变化增长较快；在第二充电阶段，电容元件C充电接近饱和状态，电容电压随着时间的变化增长较慢。第一充电阶段为T<τ；第二充电阶段为T>3τ。τ为电容元件C的充电电路的时间常数。在本实施方式中，τ=R*C。
然而，若电容元件C处于断路状态或者容值偏小或者上错了元件，电容元件C在第一充电阶段(T<τ)的电容电压要大于相应的基准电压；若电容元件C处于短路状态或者容值偏大或者上错了元件，电容元件C在第二充电阶段(T>3τ)的电容电压就会小于相应的基准电压。因此，在本实施方式中，检测装置10在第一充电阶段内的一个时间点以及在第二充电阶段内的一个时间点侦测电容元件C的电容电压，并根据电容电压与基准电压的关系来判断电容元件C的性能。
请参看图3，其为一较佳实施方式的检测装置10的功能模块图。检测装置10包括电压产生单元110、计时单元111、电压采集单元112、判断单元113、提示单元114以及输出单元115。
电压产生单元110用于提供一个电压对电容元件C进行充电，并产生计时指令和电容电压。
请同时参阅图4，其为一较佳实施方式的检测装置10的电压产生单元110的电路图。电压产生单元110包括电压源VCC、电阻R和开关K。电压源VCC用于向电容元件C提供一个电压。电阻R连接于电压源VCC和开关K之间。进一步地，第一连接器L1包括第一引脚L11和第二引脚L12。其中，第一引脚L11与开关K的一端相连，第二引脚L12接地。第二连接器L2包括第三引脚L21和第四引脚L22，电容元件C连接于第三引脚L21和第四引脚L22之间。当检测装置10与待检测装置20电性连接后，开关K闭合，电阻R与电容元件C形成一个充电电路。取一电压侦测点N1与电压采集单元112相连。当开关K闭合时，电压产生单元110产生计时指令，电容元件C开始充电，同时电压侦测点N1处产生电容电压。
计时单元111用于响应计时指令开始对电容元件C的充电时间进行计时，当电容元件C的充电时间达到第一预设时间时输出第一控制指令；当电容元件C的充电时间达到第二预设时间时输出第二控制指令。第一预设时间为第一充电阶段内的一个时间点。第二预设时间为第二充电阶段内的一个时间点。
电压采集单元112用于响应计时单元111输出的第一控制指令和第二控制指令，采集电压侦测点N1处的电容电压。下面将在第一预设时间采集的电容电压称为第一电容电压，在第二预设时间采集的电容电压称为第二电容电压。
判断单元113用于将电容电压与相应的基准电压进行比较，并判断电容电压与相应的基准电压之间是否符合预设的条件。若电容电压和基准电压之间的关系不满足预设条件，则判断单元113产生提示信号；若电容电压和基准电压之间的关系满足预设条件，则判断单元113停止产生提示信号。具体地，判断单元113将第一电容电压与第一基准电压进行比较以及将第二电容电压与第二基准电压进行比较，当第一电容电压大于第一基准电压和第二电容电压小于第二基准电压时，判断单元113产生提示信号。该第一基准电压为根据电容元件C的充电特性曲线方程V=ξ(1-e-T/RC)和第一预设时间计算而得。该第二基准电压为根据电容元件C的充电特性曲线方程V=ξ(1-e-T/RC)和第二预设时间计算而得。
提示单元114用于响应提示信号并根据提示信号产生提示信息以提示电容元件C不符合规格。在本实施方式中，提示信息为蜂鸣器发出的声音。在其他实施方式中，提示信息可以是LED的亮灭指示或者是颜色的变化，也可以是其他有提示作用的提示信息。
输出单元115用于输出相应的测试结果。可以理解地，该测试结果以表示所测电容元件C是否符合规格。
请参看图5，其为一较佳实施方式的检测方法的流程图。检测方法包括如下步骤：
步骤S201，提供一个电压对电容元件C进行充电。
步骤S202，对电容元件C的充电时间进行计时。
步骤S203，判断电容元件C的充电时间是否达到第一预设时间。若电容元件C的充电时间达到第一预设时间，输出第一控制指令并进入步骤S204。
步骤S204，采集电压侦测点N1处的第一电容电压。
步骤S205，判断第一电容电压与第一基准电压之间的关系。若第一电容电压大于第一基准电压，产生提示信号并进入步骤S210；若第一电容电压不大于第一基准电压，进入步骤S206。
步骤S206，判断电容元件C的充电时间是否达到第二预设时间。若电容元件C的充电时间达到第二预设时间，输出第二控制指令并进入步骤S207。
步骤S207，采集电压侦测点N1处的第二电容电压。
步骤S208，判断第二电容电压与第二基准电压之间的关系。若第二电容电压小于第二基准电压,产生提示信号并进入步骤S210；若第二电容电压不小于第二基准电压，进入步骤S209。
步骤S209，输出符合规格的测试结果。
步骤S210，产生提示信息，以提示电容元件C不符合规格；同时输出不符合规格的测试结果。
上述检测装置10和检测方法，采用仅由基本的电子元件组成的检测装置10代替价格高昂的万用表来检测电容元件C的性能，降低了成本。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种检测装置，用于检测电路板线路中的电容元件的性能；所述电容元件的两端分别与所述电路板的连接器的两个引脚电性连接；其特征在于：所述检测装置包括电压产生单元、计时单元、电压采集单元、判断单元以及提示单元；所述电压产生单元用于对电容元件进行充电，并产生计时指令和电容电压；所述计时单元用于响应计时指令开始计时，并在计时时间达到预定时间时输出控制指令；所述电压采集单元用于响应控制指令采集电容电压；所述判断单元用于判断采集的电容电压与基准电压之间的关系是否满足预设的条件，并在不满足预定条件时产生提示信号；所述提示单元用于响应所述提示信号产生提示信息以提示检测人员电容元件异常。
2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述预设时间包括第一预设时间；所述电容电压包括第一电容电压，所述第一电容电压为所述电压采集单元在所述第一预设时间采集的电容电压；所述基准电压包括第一基准电压；所述判断单元用于将所述第一电容电压与所述第一基准电压进行比较，并当所述第一电容电压大于所述第一基准电压时产生提示信号。
3.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于：所述第一预设时间为电容元件第一充电阶段内的一个时间点，所述第一充电阶段为T<τ，τ为电容元件的充电电路的时间常数。
4.如权利要求2所述的检测装置，其特征在于：所述预设时间包括第二预设时间；所述电容电压包括第二电容电压，所述第二电容电压为所述电压采集单元在所述第二预设时间采集的电容电压；所述基准电压包括第二基准电压；所述判断单元用于将所述第二电容电压与所述第二基准电压进行比较，并当所述第二电容电压小于所述第二基准电压时产生提示信号。
5.如权利要求4所述的检测装置，其特征在于：所述第二预设时间为电容元件第二充电阶段内的一个时间点，所述第二充电阶段为T>3τ，τ为电容元件的充电电路的时间常数。
6.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于：所述电压产生单元包括电压源、电阻和开关；所述电压源用于向所述电容元件提供一个电压；所述电阻连接于电压源和开关之间。
7.一种检测方法，用于检测装置检测电路板线路中电容元件的性能，所述电容元件的两端分别与所述电路板的连接器的两个引脚电性连接；该检测方法包括如下步骤：
对电容元件进行充电；
对电容元件的充电时间进行计时；
判断电容元件的充电时间是否达到预设时间，若达到预设时间输出控制指令；
采集电容元件的电容电压；
判断采集的电容电压与基准电压之间的关系是否满足预设的条件，并在不满足预定条件时产生提示信号；以及
响应提示信号产生提示信息以提示检测人员电容元件异常。
8.如权利要求7所述的检测方法，其特征在于：所述预设时间包括第一预设时间，所述电容电压包括第一电容电压，所述第一电容电压为在所述第一预设时间采集的电容电压；所述基准电压包括第一基准电压；所述判断采集的电容电压与基准电压之间的关系是否满足预设的条件之步骤包括如下步骤：
将所述第一电容电压与所述第一基准电压进行比较；
若所述第一电容电压大于所述第一基准电压，判断出所述第一电容电压与所述第一基准电压之间的关系不满足预设的条件。
9.如权利要求7或8所述的检测方法，其特征在于：所述预设时间包括第二预设时间；所述电容电压包括第二电容电压，所述第二电容电压为在所述第二预设时间采集的电容电压；所述基准电压包括第二基准电压；所述判断采集的电容电压与基准电压之间的关系是否满足预设的条件之步骤包括如下步骤：
将所述第二电容电压与所述第二基准电压进行比较；
若所述第二电容电压小于所述第二基准电压，判断出所述第二电容电压与所述第二基准电压之间的关系不满足预设的条件。
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