Kiedy inżynierowie elektronicy wykonują odwrotne prace projektowe lub naprawcze sprzętu elektronicznego, najpierw muszą zrozumieć związek połączeń między komponentami na nieznanym Płytka drukowana (PCB), więc należy zmierzyć i zarejestrować związek między pinami komponentów na płytce drukowanej.

Najprostszym sposobem jest przełączenie multimetru na plik „brzęczyka zwarciowego”, użycie dwóch przewodów pomiarowych do pomiaru połączenia między pinami jeden po drugim, a następnie ręczne zapisanie stanu włączenia/wyłączenia między „parami pinów”. W celu uzyskania pełnego zestawu relacji połączeniowych pomiędzy wszystkimi „parami pinów”, badane „pary pinów” muszą być zorganizowane zgodnie z zasadą kombinacji. Gdy liczba elementów i pinów na płytce jest duża, liczba „par pinów”, które trzeba zmierzyć, będzie ogromna. Oczywiście, jeśli do tej pracy zostaną zastosowane metody ręczne, nakład pracy związany z pomiarami, rejestracją i korektą będzie bardzo duży. Ponadto dokładność pomiaru jest niska. Jak wszyscy wiemy, gdy impedancja rezystancyjna między dwoma metrowymi końcówkami multimetru ogólnego wynosi około 20 omów, brzęczyk będzie nadal brzmiał, co jest wskazane jako ścieżka.

W celu poprawy skuteczności pomiaru należy spróbować zrealizować automatyczny pomiar, rejestrację i kalibrację składowej „pary pinów”. W tym celu autor zaprojektował detektor ścieżki sterowany przez mikrokontroler jako frontowe urządzenie wykrywające i zaprojektował potężne oprogramowanie do nawigacji pomiarowej do przetwarzania zaplecza, aby wspólnie realizować automatyczny pomiar i rejestrację relacji ścieżki między pinami komponentu na płytce drukowanej. . W artykule omówiono głównie koncepcje konstrukcyjne i technologię automatycznego pomiaru przez układ detekcji toru.

Warunkiem automatycznego pomiaru jest podłączenie wyprowadzeń badanego elementu do obwodu detekcji. W tym celu urządzenie wykrywające jest wyposażone w kilka głowic pomiarowych, które są wyprowadzone przewodami. Głowice pomiarowe można podłączyć do różnych uchwytów testowych w celu ustanowienia połączeń z pinami komponentu. Głowica pomiarowa Liczba pinów określa ilość pinów podłączonych do obwodu detekcyjnego w tej samej partii. Następnie pod kontrolą programu detektor wprowadzi kolejno badane „pary pinów” w tor pomiarowy zgodnie z zasadą kombinacji. W ścieżce pomiarowej stan włączenia/wyłączenia pomiędzy „parami pinów” pokazywany jest jako rezystancja pomiędzy pinami, a ścieżka pomiarowa zamienia ją na napięcie, oceniając w ten sposób relację włącz/wyłącz między nimi i rejestrując to.

Aby umożliwić obwodowi detekcji kolejno wybieranie różnych wtyków z wielu głowic pomiarowych podłączonych do wtyków elementów do pomiaru zgodnie z zasadą kombinacji, można ustawić odpowiednią tablicę przełączników, a różne przełączniki mogą być otwierane/zamykane przez program do przełączania pinów komponentu. Wprowadź ścieżkę pomiaru, aby uzyskać zależność wł./wył. Ponieważ mierzone jest napięcie analogowe, do utworzenia tablicy przełączników należy użyć multipleksera analogowego. Rysunek 1 przedstawia pomysł wykorzystania tablicy przełączników analogowych do przełączania testowanego pinu.

Zasadę konstrukcji układu detekcyjnego przedstawiono na rysunku 2. Dwa zestawy przełączników analogowych w dwóch skrzynkach I i II na rysunku są skonfigurowane parami: I-1 i II-1, I-2 i II-2. . … ., Ⅰ-N i Ⅱ-N. To, czy analogowe przełączniki wielokrotne są zamknięte, czy nie, jest kontrolowane przez program za pomocą obwodu dekodującego pokazanego na rysunku 1. W dwóch przełącznikach analogowych I i II tylko jeden przełącznik może być zamknięty w tym samym czasie. Na przykład, aby wykryć, czy istnieje relacja ścieżki między głowicą pomiarową 1 a głowicą pomiarową 2, zamknij przełączniki I-1 i II-2 i utwórz ścieżkę pomiarową między punktem A a ziemią przez głowice pomiarowe 1 i 2. Jeśli tak jest ścieżką, wtedy napięcie w punkcie A VA=0; jeśli jest otwarty, to VA>0. Wartość VA jest podstawą do oceny, czy istnieje relacja ścieżki pomiędzy głowicami pomiarowymi 1 i 2. W ten sposób zależność włącz/wyłącz pomiędzy wszystkimi pinami podłączonymi do głowicy pomiarowej można zmierzyć w jednej chwili zgodnie z zasada łączenia. Ponieważ ten proces pomiarowy jest przeprowadzany między sworzniami elementu zaciśniętego przez uchwyt pomiarowy, autor nazywa go pomiarem w zacisku.

Jeśli pin elementu nie może być zaciśnięty, należy go zmierzyć przewodem pomiarowym. Jak pokazano na rysunku 2, podłącz jeden przewód pomiarowy do kanału analogowego, a drugi do uziemienia. W tym czasie pomiar może być wykonywany tak długo, jak przełącznik sterujący I-1 jest zamknięty, co nazywa się pomiarem długopisem. Obwód pokazany na rysunku 2 może być również wykorzystany do natychmiastowego zakończenia pomiaru pomiędzy wszystkimi zaciskanymi kołkami głowicy pomiarowej i nie zaciskanymi kołkami dotkniętymi przez pisak miernika uziemienia. W tym czasie konieczne jest kontrolowanie zamykania przełączników nr I po kolei, a przełączniki Trasy II są zawsze odłączone. Ten proces pomiaru można nazwać pomiarem cęgami pióra. Mierzone napięcie teoretycznie powinno być obwodem, gdy VA=0, a rozwartym, gdy VA>0, a wartość VA zmienia się wraz z wartością rezystancji między dwoma kanałami pomiarowymi. Ponieważ jednak sam multiplekser analogowy ma nie pomijalną rezystancję RON, w ten sposób po utworzeniu toru pomiarowego, jeśli jest to tor, VA nie jest równe 0, ale równe spadkowi napięcia na RON. Ponieważ celem pomiaru jest tylko poznanie zależności włącz/wyłącz, nie ma potrzeby mierzenia określonej wartości VA. Z tego powodu wystarczy użyć komparatora napięcia, aby porównać, czy VA jest większe niż spadek napięcia na RON. Ustaw napięcie progowe komparatora napięcia tak, aby było równe spadkowi napięcia na RON. Wyjściem komparatora napięcia jest wynik pomiaru, który jest wielkością cyfrową, którą może bezpośrednio odczytać mikrokontroler.

Wyznaczanie napięcia progowego

Eksperymenty wykazały, że RON ma indywidualne różnice i jest również związane z temperaturą otoczenia. Dlatego napięcie progowe do obciążenia należy ustawić osobno przy zamkniętym kanale analogowego przełącznika. Można to osiągnąć poprzez zaprogramowanie przetwornika C/A.

Obwód pokazany na rysunku 2 można wykorzystać do łatwego określenia danych progowych, metodą jest włączenie par przełączników I-1, II-1; I-2, II-2; …; IN, II-N; Z pętli Path, po zamknięciu każdej pary przełączników, wysyłamy numer do przetwornika C/A, a wysyłana liczba wzrasta z małej do dużej i mierzymy w tym czasie wyjście komparatora napięcia. Gdy wyjście komparatora napięcia zmieni się z 1 na 0 , dane w tym czasie odpowiadają VA. W ten sposób można zmierzyć VA każdego kanału, to znaczy spadek napięcia na RON, gdy para przełączników jest zamknięta. W przypadku multiplekserów analogowych o wysokiej precyzji, indywidualna różnica w RON jest niewielka, więc połowa wartości VA mierzonej automatycznie przez system może być aproksymowana jako odpowiednie dane dotyczące spadku napięcia na odpowiedniej RON pary przełączników. Dane progowe przełącznika analogowego.

Dynamiczne ustawienie napięcia progowego

Użyj danych progowych zmierzonych powyżej, aby zbudować tabelę. Podczas pomiaru w cęgach należy wyjąć z tabeli odpowiednie dane zgodnie z numerami dwóch zamkniętych przełączników i przesłać ich sumę do przetwornika C/A, aby utworzyć napięcie progowe. W przypadku pomiaru klipsem pisakiem i pomiaru pisakiem pisakiem, ponieważ ścieżka pomiaru przechodzi tylko przez przełącznik analogowy nr I, wymagany jest tylko jeden próg przełącznika.

Ponadto, ponieważ sam obwód (przetwornik cyfrowo-analogowy, komparator napięcia itp.) ma błędy, a podczas rzeczywistego pomiaru występuje rezystancja styku między uchwytem testowym a testowanym wtykiem, rzeczywiste przyłożone napięcie progowe powinno mieścić się w granicach progu określone zgodnie z powyższą metodą. Dodaj kwotę korekty na podstawie, aby nie pomylić ścieżki jako obwodu otwartego. Ale zwiększone napięcie progowe przytłoczy małą rezystancję, to znaczy, że mała rezystancja między dwoma pinami jest oceniana jako ścieżka, więc wielkość korekcji napięcia progowego powinna być dobierana rozsądnie, zgodnie z rzeczywistą sytuacją. Dzięki eksperymentom obwód wykrywania może dokładnie określić rezystancję między dwoma pinami o wartości rezystancji większej niż 5 omów, a jego dokładność jest znacznie wyższa niż w przypadku multimetru.

Kilka szczególnych przypadków wyników pomiarów

Wpływ pojemności

Gdy kondensator jest wpięty między badane piny, powinien on być w układzie otwartym, ale tor pomiarowy ładuje kondensator przy zamkniętym przełączniku, a dwa punkty pomiarowe są jak ścieżka. W tym czasie wynik pomiaru odczytany z komparatora napięcia jest ścieżką. W przypadku tego rodzaju zjawiska fałszywej ścieżki spowodowanego pojemnością można zastosować następujące dwie metody: odpowiednio zwiększyć prąd pomiarowy, aby skrócić czas ładowania, aby proces ładowania zakończył się przed odczytaniem wyników pomiaru; dodać kontrolę prawdziwych i fałszywych ścieżek do oprogramowania pomiarowego Segment programu (patrz rozdział 5).

Wpływ indukcyjności

Jeśli cewka jest podłączona między badane piny, to powinna być w układzie otwartym, ale ponieważ rezystancja statyczna cewki jest bardzo mała, wynik mierzony multimetrem jest zawsze ścieżką. W przeciwieństwie do pomiaru pojemności, w momencie zamknięcia przełącznika analogowego indukowana jest siła elektromotoryczna na skutek indukcyjności. W ten sposób indukcyjność może być prawidłowo oceniona na podstawie charakterystyki szybkiej prędkości akwizycji obwodu detekcyjnego. Ale jest to sprzeczne z wymogiem pomiaru pojemności.

Wpływ jittera przełącznika analogowego

W rzeczywistym pomiarze okazuje się, że przełącznik analogowy ma stabilny przebieg od stanu otwartego do stanu zamkniętego, co objawia się wahaniami napięcia VA, co powoduje, że kilka pierwszych wyników pomiarów jest niespójnych. Z tego powodu konieczne jest kilkukrotne ocenianie wyników ścieżki i oczekiwanie na spójność wyników pomiarów. Potwierdź później.

Potwierdzanie i rejestracja wyników pomiarów

Biorąc pod uwagę powyższe różne sytuacje, w celu dostosowania do różnych badanych obiektów, schemat blokowy programu przedstawiony na rysunku 3 służy do potwierdzania i rejestrowania wyników pomiarów.