TWI412750B - Probe circuit - Google Patents

Description

探針電路

本發明係關於一種探針電路，尤指一種具有熱敏電阻之探針之量測電路。

許多電子產品以及電子元件在使用時都會有溫升的現象，溫度升高除了可能造成使用效能降低，嚴重時更可能產生安全性的問題，例如鋰鈷電池就是一個非常典型的例子。

因此，這類電子產品與電子元件在進行電性測試時，通常也必須對待測物的溫度同步做量測，請參閱第一圖與第二圖，第一圖係為習知技術於電性測試時偵測溫度之系統示意圖，第二圖係為用以習知技術用以感測溫度之電路示意圖。要對帶電性待測物100做電性測試時，係利用探針21接觸帶電性待測物100之正電極，一般來說，探針21係藉由針套211連結於電路板22，且探針21本身係為單純的金屬探針；同時，為了構成電性測試的迴路，還必須以固定於電路板24上的探針23接觸帶電性待測物100之負電極。

除此之外，習知技術是藉由設置熱敏電阻25於電路板22之上，以量測帶電性待測物100周遭溫度的變化，而要使熱敏電阻25形成一個迴路並進行溫度量測，那麼電路板22之上還必須規劃有參考電壓源26、分壓電阻27、電壓感測器29以及接地端28，以形成如第二圖所式之電路。

然而，此量測方式中之熱敏電阻25的設置位置距離帶電性待測物100太遠，所量測到的溫度也就與帶電性待測物100的實際溫度有相當大的差距，請參照第三圖，第三圖係為待測物溫度與熱敏電阻所量測之溫度之時間-溫度示意圖。曲線S1係為帶電性待測物100之實際溫度變化，曲線S2係為熱敏電阻25所量測到之環境溫度變化，可以清楚發現，當帶電性待測物100處於工作狀態時，溫度會快速升高，並於時間T1時就達到溫度H1，然而此時熱敏電阻25由於距離帶電性待測物100過遠，且絕大部分的熱度係藉由空氣傳導，因此僅能量測到較低的溫度H2，熱敏電阻25若要量測到溫度H1，則必須等到許久之後的時間T2。

此外，在做電性量測時，電路板24即有規劃接地端，習知技術之溫度量測電路卻是單獨在電路板22形成迴路，等同形成資源上的浪費，也同時使得製造成本上升。

緣此，本發明之主要目的係提供一種具有熱敏電阻之探針之量測電路，以使熱敏電阻能夠設置於鄰近帶電性待測物之處，且帶電性待測物所產生之熱度能夠同時透過探針與空氣傳導至熱敏電阻，使熱敏電阻能夠更迅速且準確的量測到帶電性待測物之溫度，此外，此一量測電路係使用電性測試時所規劃的參考接地，以避免規劃額外的參考接地。

一種探針電路係用以對一帶電性待測物進行量測，該帶電性待測物之一第一電極係耦接至參考接地，該探針電路係包含探針、分壓電阻以及電壓偵測器。探針係包括針軸、絕緣層、針頭與熱敏電阻，針軸係為導體材質所構成，絕緣層係包覆該針軸；針頭係為導體材質所構成，並包覆該絕緣層，以凸設於該針軸之一端，並用以電性耦接該帶電性待測物之一第二電極；熱敏電阻係具有二電極接點，且該二電極接點係分別電性耦接於該針軸與該針頭。分壓電阻係電性耦接於該針軸與一參考電壓源之間。電壓偵測器係用以量測該分壓電阻與該針軸間之一分壓電壓。

於本發明之一較佳實施例中，該探針更包括一電路板，該電路板係設置於鄰近該針頭之處，且該熱敏電阻係設置於該電路板，以透過該電路板使該熱敏電阻之二電極接點分別電性連結於該針軸與該針頭。

於本發明之一較佳實施例中，探針電路更包含一針盤，該探針係垂直連結於該針盤，該分壓電阻係設置於該針盤。

於本發明之一較佳實施例中，該探針更包括針套與彈性元件，針套係為一中空套管，垂直固設於該針盤，藉以套接該針軸相對於該針頭之一端；彈性元件係設置於該針套內部，以分別抵接於該針套與該針軸。

於本發明之一較佳實施例中，探針電路更包括一處理器，該處理器係耦接於該電壓偵測器，藉以接收該電壓偵測器量測該分壓電壓所輸出之一分壓電壓值，並依據該分壓電壓值、該帶電性待測物之一待測物電壓值、該參考電壓源之一參考電壓值與該分壓電阻之一分壓電阻值計算出該熱敏電阻之一熱敏電阻值；此外，該處理器更可以預先儲存該熱敏電阻之一電阻-溫度對照表，並依據該熱敏電阻值自該電阻-溫度對照表中求得一環境溫度。

相較於習知於電性測試同時量測待測物溫度之方法，本發明之探針電路，能夠將熱敏電阻設置於鄰近帶電性待測物之處，且帶電性待測物所產生之熱度能夠同時透過探針與空氣傳導至熱敏電阻，使熱敏電阻更迅速且準確的量測到帶電性待測物之溫度，以維護電性測試時的安全性。

此外，本發明之探針電路，係利用了帶電性待測物以及電性測試時所規劃之參考接地來形成迴路，因此不需另外規劃參考接地，亦能夠具有節省成本之功效。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

本發明係關於一種探針電路，尤指一種具有熱敏電阻之探針之量測電路。以下茲列舉一較佳實施例以說明本發明，然熟習此項技藝者皆知此僅為一舉例，而並非用以限定發明本身。有關此較佳實施例之內容詳述如下。

請參閱第四圖、第五圖與第六圖，第四圖係為利用於本發明之探針之剖面示意圖，第五圖係為本發明之探針電路實際應用示意圖，第六圖係為本發明之探針電路簡圖。本發明之探針電路係用以對一帶電性待測物100進行量測，該帶電性待測物100之一第一電極(負電極)係耦接至參考接地，該探針電路係包含探針300、分壓電阻41以及電壓偵測器43；其中，於實際應用時可以藉由設置於針盤46上之探針45接觸該帶電性待測物100之第一電極以耦接至針盤46上之參考接地。

探針300係包括針軸31、絕緣層32、針頭33與熱敏電阻34，針軸31係為導體材質所構成；絕緣層32係包覆該針軸31，於本發明之較佳實施例中，絕緣層32可以是由鐵弗龍或塑膠所組成；針頭33係為導體材質所構成，並包覆該絕緣層32，以凸設於該針軸31之一端，並用以電性耦接該帶電性待測物100之一第二電極(正電極)；熱敏電阻34係具有二電極接點，且該二電極接點係分別電性耦接於該針軸31與該針頭33；於本發明之較佳實施例中，探針300更可以包括一電路板35，該電路板35係設置於鄰近該針頭33之處，且該熱敏電阻34係設置於該電路板35，以透過該電路板35之焊接點341與342使該熱敏電阻34之二電極接點分別電性連結於該針軸31與該針頭33。

於本發明之一較佳實施例中，探針電路在實際使用時，更可以包含一針盤44，該探針300係垂直連結於該針盤44，該分壓電阻41則設置於該針盤44；此外，探針更包括針套36與彈性元件37，針套36係為一中空套管，垂直固設於該針盤44，藉以套接該針軸31相對於該針頭33之一端；彈性元件37係設置於該針套36內部，以分別抵接於該針套36與該針軸31，使該針軸31能夠相對該針盤44垂直移動。

分壓電阻41係電性耦接於該針軸31與一參考電壓源42之間。電壓偵測器43係用以量測該分壓電阻41與該針軸31間之一分壓電壓；於本發明之一較佳實施例中，電壓偵測器43可以是一類比數位轉換器或一比較電路。

於本發明之一較佳實施例中，探針電路更可以包括一處理器47，該處理器47係耦接於該電壓偵測器43，藉以接收該電壓偵測器43量測該分壓電壓所輸出之一分壓電壓值，並依據該分壓電壓值、該帶電性待測物100之一待測物電壓值、該參考電壓源42之一參考電壓值與該分壓電阻41之一分壓電阻值計算出該熱敏電阻34之一熱敏電阻值；此外，處理器47更可以預先儲存該熱敏電阻34之一電阻-溫度對照表，並依據該熱敏電阻值自該電阻-溫度對照表中求得一環境溫度，此環境溫度即代表帶電性待測物100之周遭溫度。

由於針盤44可以同時設置有本發明探針電路中之探針300以及習知技術中用來電性測試之普通探針，因此帶電性待測物100之待測物電壓值是可以藉由電性測試得知，當然亦可以帶電性待測物100之規格來作為參考。

綜合以上所述，相較於習知於電性測試同時量測待測物溫度之方法，本發明之探針電路，能夠將熱敏電阻34設置於鄰近帶電性待測物100之處，且帶電性待測物100所產生之熱度能夠同時透過探針與空氣傳導至熱敏電阻34，使熱敏電阻34更迅速且準確的量測到帶電性待測物100之溫度，以維護電性測試時的安全性。

此外，本發明之探針電路，係利用了帶電性待測物100以及電性測試時所規劃之參考接地來形成迴路，因此不需於針盤44之上另外規劃參考接地，亦能夠具有節省成本之功效。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

100．．．帶電性待測物

21．．．探針

211．．．針套

22．．．電路板

23．．．探針

24．．．電路板

25．．．熱敏電阻

26．．．參考電壓源

27．．．分壓電阻

28．．．接地端

29．．．電壓感測器

300．．．探針

31．．．針軸

32．．．絕緣層

33．．．針頭

34．．．熱敏電阻

341、342．．．焊接點

35．．．電路板

36．．．針套

37．．．彈性元件

41．．．分壓電阻

42．．．參考電壓源

43．．．電壓偵測器

44．．．針盤

45．．．探針

46．．．針盤

47．．．處理器

S1．．．曲線

S2．．．曲線

T1．．．時間

T2．．．時間

H1．．．溫度

H2．．．溫度

第一圖係為習知技術於電性測試時偵測溫度之系統示意圖；

第二圖係為用以習知技術用以感測溫度之電路示意圖；

第三圖係為待測物溫度與熱敏電阻所量測之溫度之時間-溫度示意圖；

第四圖係為利用於本發明之探針之剖面示意圖；

第五圖係為本發明之探針電路實際應用示意圖；以及

第六圖係為本發明之探針電路簡圖。

100．．．帶電性待測物

300．．．探針

34．．．熱敏電阻

41．．．分壓電阻

42．．．參考電壓源

43．．．電壓偵測器

47．．．處理器

Claims (7)

1. 一種探針電路，係用以對一帶電性待測物進行量測，該帶電性待測物之一第一電極係耦接至參考接地，該探針電路係包含：一探針，係包括：一針軸，係為導體材質所構成；一絕緣層，係包覆該針軸；一針頭，係為導體材質所構成，並包覆該絕緣層，以凸設於該針軸之一端，並用以電性耦接該帶電性待測物之一第二電極；以及一熱敏電阻，該熱敏電阻係具有二電極接點，且該二電極接點係分別電性耦接於該針軸與該針頭；一分壓電阻係電性耦接於該針軸與一參考電壓源之間；以及一電壓偵測器，係用以量測該分壓電阻與該針軸間之一分壓電壓。
2. 如申請專利範圍第1項所述之探針電路，其中該探針更包括一電路板，該電路板係設置於鄰近該針頭之處，且該熱敏電阻係設置於該電路板，以透過該電路板使該熱敏電阻之二電極接點分別電性連結於該針軸與該針頭。
3. 如申請專利範圍第1項所述之探針電路，更包含一針盤，該探針係垂直連結於該針盤，該分壓電阻係設置於該針盤。
4. 如申請專利範圍第3項所述之探針電路，該探針更包括：一針套，係為一中空套管，垂直固設於該針盤，藉以套接該針軸相對於該針頭之一端；以及一彈性元件，係設置於該針套內部，以分別抵接於該針套與該針軸。
5. 如申請專利範圍第1項所述之探針電路，其中該電壓偵測器係為一類比數位轉換器與一比較電路之其中一者。
6. 如申請專利範圍第1項所述之探針電路，更包括一處理器，該處理器係耦接於該電壓偵測器，藉以接收該電壓偵測器量測該分壓電壓所輸出之一分壓電壓值，並依據該分壓電壓值、該帶電性待測物之一待測物電壓值、該參考電壓源之一參考電壓值與該分壓電阻之一分壓電阻值計算出該熱敏電阻之一熱敏電阻值。
7. 如申請專利範圍第6項所述之探針電路，該處理器更預先儲存該熱敏電阻之一電阻-溫度對照表，並依據該熱敏電阻值自該電阻-溫度對照表中求得一環境溫度。