電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上位機(jī)、單片機(jī)、電容切換模塊、高低溫箱、溫度傳感器、安捷倫電容電橋以及被測電容器組，所述上位機(jī)根據(jù)溫度信號(hào)控制所述單片機(jī)；所述單片機(jī)控制電容切換模塊的繼電器組作為電容通路的選擇開關(guān)，實(shí)現(xiàn)所述安捷倫電容電橋被測電容器組的對(duì)應(yīng)通、斷連接，自動(dòng)切換安捷倫電容電橋與被測電容的連接，分別實(shí)現(xiàn)當(dāng)前溫度下各被測電容器組的電容性能參數(shù)測試；所述安捷倫電容電橋通過單片機(jī)不斷地將測試結(jié)果上傳到上位機(jī)；所述上位機(jī)實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。本實(shí)用新型配合高低溫箱，可實(shí)現(xiàn)電容電橋與多個(gè)電容器的自動(dòng)選通連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電容器溫度特性的自動(dòng)測量，節(jié)省人力。
【專利說明】電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電容自動(dòng)測試系統(tǒng)，特別是涉及一種針對(duì)電容器溫度特性的自動(dòng)測試系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]此前，對(duì)電容器溫度特性的測試是一種非常耗時(shí)的過程。以測量20個(gè)電容器在-55?+155°C溫區(qū)的性能參數(shù)為例，其基本流程為:首先將高低溫箱的溫度設(shè)定為一55°C，待高低溫箱內(nèi)的溫度穩(wěn)定后，依次調(diào)整波段開關(guān)，分別測量這20個(gè)電容器的性能參數(shù)，然后手工記錄測試結(jié)果。當(dāng)在該溫度點(diǎn)測量完畢后，根據(jù)需要，改變高低溫箱的溫度，例如將溫度調(diào)整為一 45°C，等溫度再次穩(wěn)定后，按照上述過程再依次測量這20個(gè)電容器的性能參數(shù)。依此類推，一直到整個(gè)溫區(qū)的主要溫度點(diǎn)全部測量完畢，便得到這20個(gè)電容器在-55?+155°C溫區(qū)內(nèi)的大致溫度特性。在這個(gè)過程中，全部的測量工作及參數(shù)設(shè)置需要手工操作實(shí)現(xiàn)，測量效率低且工作量大。而且，由于測試過程中所選定的測試溫度只是一些離散的點(diǎn)，在各個(gè)測試溫度之間電容器性能的微小變化根本無法得以體現(xiàn)。
[0003]通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)目前也有一些自動(dòng)測量，它們大多采用多路選擇器的方式實(shí)現(xiàn)電容器的選通，但此方式會(huì)對(duì)電容參數(shù)的測試結(jié)果帶來較大的誤差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]基于上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)，通過由上位機(jī)控制單片機(jī)測試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電容器在不同溫度下的性能參數(shù)的自動(dòng)檢測及存儲(chǔ)。該系統(tǒng)可節(jié)約大量人力，在工業(yè)和研究領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型提供的一種電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括上位機(jī)、單片機(jī)、電容切換模塊、高低溫箱、溫度傳感器、安捷倫電容電橋以及被測電容器組，其中，所述被測電容器組置于高低溫箱中；所述溫度傳感器用于檢測當(dāng)前實(shí)時(shí)溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，上傳給上位機(jī)；所述上位機(jī)根據(jù)溫度信號(hào)控制所述單片機(jī)；所述單片機(jī)控制電容切換模塊的繼電器組作為電容通路的選擇開關(guān)，實(shí)現(xiàn)所述安捷倫電容電橋被測電容器組的對(duì)應(yīng)通、斷連接，自動(dòng)切換安捷倫電容電橋與被測電容的連接，分別實(shí)現(xiàn)當(dāng)前溫度下各被測電容器組的電容性能參數(shù)測試；所述安捷倫電容電橋通過單片機(jī)不斷地將測試結(jié)果上傳到上位機(jī)；所述上位機(jī)實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。
[0007]如權(quán)利要求1所述的電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)采用51系列，使用PO，Pl和P2端口的一共20個(gè)管腳來控制繼電器的通斷。
[0008]所述單片機(jī)通過RS-232串口接受上位機(jī)的指令。
[0009]所述溫度設(shè)置為從_55°C勻速升溫至155°C。
[0010]該系統(tǒng)還包括LED陣列，與被測電容器連接，用于指示目前正在測試的被測電容器。[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)電容電橋與20個(gè)電容器樣品的自動(dòng)選通連接，并自動(dòng)記錄利用電容電橋所測得的電容器性能參數(shù)；同時(shí)，配合高低溫箱，可實(shí)現(xiàn)對(duì)20個(gè)電容器溫度特性的自動(dòng)測量，節(jié)省人力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)的在單個(gè)被測電容器情況下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實(shí)用新型的電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)的在多個(gè)被測電容器情況下的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3為原手工測量電容器溫度性能的結(jié)果曲線舉例示意圖；
[0015]圖4為本實(shí)用新型的自動(dòng)測量電容器溫度性能的結(jié)果曲線舉例示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0017]本項(xiàng)目分為軟件部分和硬件部分。
[0018]其中硬件部分包括單片機(jī)、電容切換模塊、溫度傳感器、LED陣列模塊等。單片機(jī)采用51系列，使用PO，Pl和P2端口的一共20個(gè)管腳來控制繼電器的通斷。電容切換模塊是自動(dòng)測試系統(tǒng)中主要的硬件控制模塊，其原理是使用繼電器組作為電容通路的選擇開關(guān)。使用單片機(jī)作為電容切換模塊的控制，其主要工作是通過RS-232串口和計(jì)算機(jī)軟件終端通信接受來自計(jì)算機(jī)軟件終端的指令，然后根據(jù)相應(yīng)的指令“翻譯”成自己執(zhí)行輸出的地址命令，并控制相應(yīng)繼電器完成通斷操作。溫度傳感器模塊采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的PT100熱電阻(室溫時(shí)其熱電阻的阻值為100 Ω )，溫度采樣數(shù)據(jù)利用ModBus協(xié)議經(jīng)單片機(jī)和上位機(jī)軟件終端通信。LED陣列用于指示目前正在測試的電容器。此后上位機(jī)采集Agilent電容電橋的測量數(shù)據(jù)。安捷倫電容電橋，如4278、E4981等
[0019]上位機(jī)的軟件部分主要包括人機(jī)交互界面及數(shù)據(jù)處理部分，是基于VB語言編寫而成，其主要任務(wù)主要包括兩方面，一方面，控制電容切換模塊的正常工作，接收單片機(jī)傳來溫度傳感器的溫度數(shù)據(jù)，并進(jìn)行CRC校驗(yàn)驗(yàn)證其接收數(shù)據(jù)的正確性；另一方面，處理接收來自電容電橋的電容器測試數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行后續(xù)的處理。
[0020]在利用本實(shí)用新型的電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)測量一個(gè)電容器樣品的溫度特性時(shí)，可利用高低溫箱對(duì)該樣品進(jìn)行環(huán)境溫度控制，例如，可將高低溫箱設(shè)置為從_55°C勻速升溫至155°C。電容器周圍環(huán)境溫度的感知是通過溫度傳感器進(jìn)行的，溫度傳感器可測出電容器的實(shí)時(shí)溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并傳給單片機(jī)。單片機(jī)在接收到溫度傳感器的信號(hào)后，不間斷地把溫度數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)。同時(shí)在上位機(jī)的控制下，單片機(jī)保持待測試電容器與安捷倫電容電橋的連接，使電橋能夠?qū)Ξ?dāng)前溫度下電容器的電容性能參數(shù)進(jìn)行測試。電橋所測得的結(jié)果將通過USB端口傳至上位機(jī)，在上位機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)，并形成記錄環(huán)境溫度及該溫度下電容器樣品的電容量和損耗的數(shù)據(jù)文件。當(dāng)環(huán)境溫度從_55°C逐漸升高至155°C時(shí)，就可以獲得在該溫區(qū)內(nèi)電容器性能參數(shù)隨環(huán)境溫度的變化情況。
[0021]當(dāng)測量多個(gè)樣品時(shí)，單片機(jī)將在上位機(jī)的控制下，依次選通用于連接電容電橋與各個(gè)電容器之間的繼電器，使電橋?qū)崿F(xiàn)對(duì)20個(gè)電容器的依次測試，測試結(jié)果也將通過USB端口依次傳至上位機(jī)，并在上位機(jī)中形成20個(gè)數(shù)據(jù)文件，分別與20個(gè)電容器樣品相對(duì)應(yīng)。在經(jīng)過整個(gè)溫度區(qū)間-55?155°C的自動(dòng)測試后，可以得到全部20個(gè)電容器樣品的溫度特性。
【權(quán)利要求】
1.一種電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括上位機(jī)、單片機(jī)、電容切換模塊、高低溫箱、溫度傳感器、安捷倫電容電橋以及被測電容器組，其中: 所述被測電容器組置于高低溫箱中；所述溫度傳感器用于檢測當(dāng)前實(shí)時(shí)溫度，并將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，上傳給上位機(jī)；所述上位機(jī)根據(jù)溫度信號(hào)控制所述單片機(jī)；所述單片機(jī)控制電容切換模塊的繼電器組作為電容通路的選擇開關(guān)，實(shí)現(xiàn)所述安捷倫電容電橋被測電容器組的對(duì)應(yīng)通、斷連接，自動(dòng)切換安捷倫電容電橋與被測電容的連接，分別實(shí)現(xiàn)當(dāng)前溫度下各被測電容器組的電容性能參數(shù)測試；所述安捷倫電容電橋通過單片機(jī)不斷地將測試結(jié)果上傳到上位機(jī)；所述上位機(jī)實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。
2.如權(quán)利要求1所述的電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)采用51系列，使用PO，Pl和P2端口的一共20個(gè)管腳來控制繼電器的通斷。
3.如權(quán)利要求1所述的電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機(jī)通過RS-232串口接受上位機(jī)的指令。
4.如權(quán)利要求1所述的電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)，其特征在于，所述溫度設(shè)置為從_55°C勻速升溫至155°C。
5.如權(quán)利要求1所述的電容器溫度特性自動(dòng)測試系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括LED陣列，與被測電容器連接，用于指示目前正在測試的被測電容器。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203745555SQ201320704396
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】肖謐, 尹昭楊, 辛睿山 申請(qǐng)人:天津大學(xué)