具图形化显示测量数据功能的安规测试仪的制作方法
【专利摘要】本发明是关于一种具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，是包含有一组连接端口、一显示单元、一主控单元及一操作模块；该组连接端口用以与外部测量物连接，该主控单元包含有一输出电压源、一检流模块及一中央控制模块，该输出电压源及该检流模块是与该组连接端口连接，该中央控制模块是于设定一设定电压及设定电流后，拉升输出电压源直至对应该设定电压，且记录多个时间点对应输出电压及检测电流，再将其处理为一输出电压对时间波形曲线及一检测电流对时间波形曲线，而依据检测电流是否高于该设定电流产生一量测结果信息，并显示单元显示；如此，让使用者除了得知量测结果以外，亦可进一步得知测量时电压与电流关系细节。
【专利说明】具图形化显示测量数据功能的安规测试仪
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种安规测试仪，尤指一种具图形化显示测量数据功能的安规测试仪。
【背景技术】
[0002]某些电子产品(如家电用品)或半成品(如电子零件)等，于进入贩卖阶段之前，接必须经过一道安全规范测试，安全规范中包含了耐电压及漏电流等规范，而安全工作人员再进行各项电子产品或半成品的安规测试时，通常会以一安规测试仪对测量物进行测试。
[0003]请参阅图7，现有的安规测试仪包含有:
[0004]一组连接端口 81，其供与外部的测量物连接而构成回路，一般以二探针或鳄鱼夹连接线连接测量物90 ；
[0005]一显示单元82 ；
[0006]一主控单元83，其包含有一输出电压源831、一检流模块832及一中央控制模块833，该输出电压源831及该检流模块832是与该组连接端口 81连接，该中央控制模块833是与该显示单元82、该输出电压源831及该检流模块832连接，并于设定一设定电压及一设定电流后将该输出电压源831自零电压逐渐拉升至对应该设定电压，且同时以检流模块量测流经连接端口的检测电流，并判断检测电流是否已高于该设定电流，若是，则停止拉升输出电压并输出一未合格的量测结果信息予该显不单兀82 ;若未高于该设定电流,则输出一合格的量测结果信息予该显示单元82 ；
[0007]—操作模块84，是与该主控单元83的中央控制模块833连接，以设定该设定电压及设定电流。
[0008]上述安规测试仪为属于规格较低的安规测试仪，其作用仅在于测量测量物在设定电压之下是否符合漏电流的规范，例如设定电压定为1000V，设定电流0.2mA,以测量测量物承受1000V时的漏电流是否不超过0.2mA，但使用者只能测得测量物是否符合规范，无法获得更进一步的资讯，如测量物于不到IV时电流便超过0.2mA (内部短路)或是50V左右时超过(跳火现象)等进一步资讯，不易对测量物进行后续的检诊、维修或报废等，故现有一种安规测试仪，其主控单元中的中央控制模块于输出合格或未合格信息时，令显示单元显示此时输出电压源的电压值及检流模块所检知电流的电流值，使用者除可通过安规测试仪检知测量物符不符合安规以外，亦可藉此获得测量物更进一步的资讯，有助于测量后对进行检诊、维修或报废等，然而，由于部分产业，特别是材料元件的制造产业，其除了必须测量产品的安全规则以外，必须进一步测试产品的特性，例如雷击管，必须测量雷击管短路(电流)时的电压，而以上述安规测试仪测量上述材料元件特性时，则必须反复测量并更改设定电压及设定电流值，再由记录人员记录后观察，实为不便，有需改良。
【发明内容】
[0009]有鉴于上述安规测试仪可量测的资讯有限，也不便用于测量元件特性的技术缺陷，本发明的主要目的是提出一种具图形化显示测量数据功能的安规测试仪。
[0010]欲达上述目的所使用的主要技术手段是令该具图形化显示测量数据功能的安规测试仪包含有:
[0011]一组连接端口 ；
[0012]一显示单元；
[0013]一主控单元，其包含有一输出电压源、一检流模块及一中央控制模块，所述输出电压源及所述检流模块是与所述组连接端口连接，以输出电压并检知一检测电流，所述中央控制模块是与所述显示单元、所述输出电压源及所述检流模块连接，并于设定一设定电压及一设定电流后进行量测，于测量过程中，主控单元将所述输出电压源自零电压拉升至对应该设定电压，且同时记录多个时间点对应输出电压及检测电流，以及判断检测电流是否高于所述设定电流，再将对应多个时间点的输出电压及检测电流处理为一输出电压对时间波形曲线及一检测电流对时间波形曲线，而依据检测电流是否高于所述设定电流产生一量测结果信息，并输出一图形显示画面以及所述量测结果信息予所述显示单元显示，所述图形显示画面包含所述输出电压对时间波形曲线及该检测电流对时间波形曲线；
[0014]一操作模块，是与所述主控单元的中央控制模块连接，以设定所述设定电压及设定电流。
[0015]使用者以上述安规测试仪量测一测量物时，其于量测后，除可显示量测结果以外，又进一步显示包含一输出电压对时间波形曲线及一检测电流对时间波形曲线的图形显示画面，使用者观察该图形显示画面，即可得知测量物于输出电压逐渐上升的过程中其电流变化的详细情形，并且可得知各时间点对应的电压及电流，进一步得知测量物材料特性中电压与电流的关系，如此，除可提供技术员维修检诊所述测量物的重要资讯以外，亦可让研究员获得材料元件电压对电流关系的相关资讯，于量测雷击管的材料元件特性时，只需进行一次测量过程即可得知材料特性中电压对电流的关系；除此之外，本发明以电压、电流对时间曲线可完整地呈现测量该测量物其间的电压电流变化，有助于产业界或学术界用来对电子产品或材料进行更进一步的研究。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本发明安规测试仪的前视平面图。
[0017]图2为本发明安规测试仪的电路方块图。
[0018]图3为图2的中央控制模块进行安规量测程序的流程图。
[0019]图4为本发明显示一图形显示画面的示意图。
[0020]图5A为本发明记录得多个时间点的输出电压及检测电流的示意图。
[0021]图5B为图5A中各时间点依扩展倍数值扩展后标示于二维坐标的示意图。
[0022]图6为本发明显示又一图形显示画面的示意图。
[0023]图7为现有安规测试仪的电路方块图。
【具体实施方式】
[0024]以下配合图式及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。[0025]请参阅图1及图2，本发明具图形化显示测量数据功能的安规测试仪包含有:
[0026]一组连接端口 10，于本实施例中，该连接端口 10包含有一电压输出端口 11及一电流检测连接端口 12，以分别供插设具有探针或鳄鱼夹的连接线，并藉此连接外端口的测量物50后，以电压输出端口 11输出电压，而以该电流检测连接端口 12接收流经待测物50而流回至安规测试仪的电流；
[0027]一显示单元20,于本实施例中，该显示单元20包含有一显示器21及一显示灯组22，该显示灯组22包含有一合格显示灯221及一未合格显示灯222 ；
[0028]一主控单元30，其包含有一输出电压源31、一检流模块32及一中央控制模块33，该输出电压源31及该检流模块32是与该组连接端口 10连接，以输出电压并检知一检测电流1-get，该中央控制模块33与该显示单元20、该输出电压源31及该检流模块32连接，且内建一安规量测程序，并于设定一设定电压V-set及一设定电流1-set后执行该安规量测程序，于本实施例中，该输出电压源31是与该电压输出端口 11连接，该检流模块32是与该电流检测连接端口 12连接，该中央控制模块33具有一存储器331，且主控单元30于执行该安规测量程序之前，可进一步设定一电压拉升时间T-ramp及一电压维持时间T_test ；
[0029]一操作模块40，是与该主控单元30的中央控制模块33连接，以设定该设定电压及设定电流，于本实施例中，该操作模块40包含有多个按键41及旋钮42，以供使用者操作多个按键41及旋钮42设定该设定电压V-set、设定电流I_set、电压拉升时间T_ramp及电压维持时间T-test。
[0030]请进一步参阅图3，上述安规量测程序包含以下步骤:
[0031]拉升输出电压源31,并同时记录多个时间点所对应输出电压V-out及检测电流1-get,储存于该存储器331中，以及判断检测电流1-get是否已高于该设定电流I_set(S10),于本实施例中，拉升该输出电压源31时,是如标不于图4的Cl曲线所不,于电压拉升时间T-ramp内将输出电压源31拉升至对应设定电压V_set，并令输出电压源31维持于设定电压V-set —段电压维持时间T-test后进入下一步骤，又，为避免损坏测量物50，若于电压拉升时间T-ramp及电压维持时间T-test内检知该检测电流I_get大于该设定电流1-set时，则中断此步骤并进入下一步骤；
[0032]将记录多个时间点对应的输出电压V-out及检测电流1-get处理为一输出电压对时间波形曲线Cl及一检测电流对时间波形曲线C2，如图4所示，而依据检测电流1-get是否高于该设定电流1-set产生一量测结果信息S20 ；
[0033]输出一如图4所示的图形显示画面60以及该量测结果信息予该显示单元显示20(S30),且该图形显示画面60包含该输出电压对时间波形曲线Cl及该检测电流对时间波形曲线C2，于本实施例中，该图形显示画面60包含有一电压值及电流值对时间的二维坐标，且该各时间点对应的输出电压V-out及检测电流1-get是对应标示于该二维坐标上，以形成该输出电压对时间波形曲线Cl及该检测电流对时间波形曲线C2，该显示单元20是以该显示器21显示该图形显示画面60，而以该显示灯组22依据量测结果信息选择式点亮合格显示灯221及未合格显示灯222显示量测结果。
[0034]又可于该二维坐标的时间轴(t轴)上标示一游标61，并操作模块40的输入移动该游标61,且于图形显示画面60中显示该游标61所指时间点Pt对应的输出电压V-out及检测电流1-get，以供使用者操作该游标61移动，观察各时间点所记录到的输出电压V-out及检测电流1-get。
[0035]上述中央控制模块33可进一步依据画面解析度预设一取样点数值Sn (如显示器21解析度为60*200(高*宽)，则可设定取样Sn=200点)，并于设定电压拉升时间T-ramp及电压维持时间T-test后，计算一取样周期值Sp，其取样周期值为电压拉升时间T-ramp与电压维持时间T-test的加总除以取样点数值Sn,即(T-ramp+T-test)/Sn,并依据取样周期值Sp纪录多个时间点对应的输出电压V-out及检测电流1-get，以将各时间点对应的输出电压V-out及检测电流1-get标示于该电压值及电流值对时间的二维坐标上，即可标示出该输出电压对时间波形曲线Cl及该检测电流对时间波形曲线C2 ;由于上述中央控制模块33于电压拉升时间T-ramp及电压维持时间T-test内检知该检测电流I_get大于该设定电流1-set时会中断记录，因此，进入处理该输出电压对时间波形曲线Cl及该检测电流对时间波形曲线C2时，所记录的时间点数不一定对应取样点数值Sn，如图5A所示，检测电流1-get于输出电压V-out尚未拉升至设定电压V-set之前已超过设定电流I_set,中央控制模块33因中断拉升电压的步骤而只记录到60个时间点，未能标示满显示器21的宽度，故可令该中央控制模块33于标示该输出电压对时间波形曲线Cl及该检测电流对时间波形曲线C2前进一步判断所记录的时间点数是否小于该取样点数值Sn，若是，则计算一扩展倍数值，将取样点数值Sn除以所记录的时间点数，即200/60=3.33，而将扩展倍数值设定为3，并将所记录的每个时间点于二维坐标上标记成数量对应扩展倍数值的时间点，如图5B所示，将所记录的每个时间点Pf P3标示成3个时间点Plf P13、Ρ21~Ρ23, Ρ31~Ρ33，使该输出电压对时间波形曲线Cl及该检测电流对时间波形曲线C2以最大化显示。
[0036]由于上述输出电压对时间波形曲线Cl及该检测电流对时间波形曲线C2是标示于同一个二维坐标上(横轴为时间轴)，让使用者可于同一时间轴上观察到电压对电流的相对关系；又，为避免输出电压对时间波形曲线Cl及该检测电流对时间波形曲线C2重迭，可依据显示器21对应高度的解析度于中央控制模块33中预设一最高解析度值，且进一步设定一第一比例值(如90%)及一第二比例值(如80%)，并于记录完所有时间点对应的输出电压V-out及检测电流1-get后,检知输出电压最大值V-max及检测电流最大值Inax,并将各时间点的输出电压V-out乘上最高解析度值及第一比例值后除以输出电压最大值V-max，再标示于该二维坐标上，而将各时间点的检测电流1-get乘上最高解析度值及第二比例值后除以最大检测电流值1-max，再标示于该二维坐标上，如此，即可令标示出来的输出电压对时间波形曲线Cl及该检测电流对时间波形曲线C2分别以第一比例值及第二比例值标示于二维坐标上，使两曲线不易重迭。
[0037] 本发明安规测量仪使用时，使用者须先设定一设定电压V-set、设定电流1-set、电压拉升时间T-ramp及电压维持时间T_test，由于测量完毕后显不的输出电压对时间波形曲线Cl及检测电流对时间波形曲线C2会最大化显示，因此使用者若欲观察测量物于电压拉升时电流曲线的细节，可将电压拉升时间T-ramp设定较电压维持时间T-test长；反之，若欲观察测量物维持于设定电压时电流曲线的细节，则可将电压维持时间T-test设定较电压拉升时间T-ramp长，再按按键41令该中央控制模块33，开始量测测量物50，此时，该中央控制模块33开始拉升该输出电压源31，并于经过电压拉升时间T-ramp后拉升至设定电压V-set,并将输出电压源31维持于该设定电压V-set —段电压维持时间T_test,此同时，该中央控制模块33会持续将复数时间点对应的输出电压V-out及检测电流1-get记录于该存储器中，于电压维持时间结束T-test (或因检测电流1-get超过设定电流1-set而中断)后，该中央控制模块33即将已记录多个时间点对应的输出电压V-out及检测电流1-get分别标示于二维坐标中，形成一输出电压对时间波形曲线Cl及一检测电流对时间波形曲线C2，并由显示器21显示，且依据检测电流1-get于量测中是否高于设定电流1-set而输出量测结果信息，由显示灯组22显示是否符合设定电压V-set及设定电流1-set的规范，使用者除可得知测量物50是否符合所设定的规范以外，亦可观察输出电压对时间波形曲线Cl及检测电流对时间波形曲线C2，得知进一步的情况，如图5B所示为跳火现象、图6所示为短路现象(输出电压0.0OlV时量已测到超过设定电流2mA的电流)，如此，可进一步判断测量物应进行维修或报废，且愈观察如雷击管等元件特性时，使用者只需量测一次，即可得知雷极管于各种输出电压时对应的电流，可得知雷击管于何电压产生短路等测量结果，不需多次测量。
[0038]综上所述，本发明安规测量仪除可量测各种电子产品或半成品是否符合安规以夕卜，也会一并显示量测到的电压及电流对时间的波形曲线，提供更进一步的资讯，且易于观察电压与电流的相对关系，相较于传统只能量测是否符合安规的安规测量仪，本发明除了有助于让测试元分析测量物的状况外，更适合用于进行各种产业及学术的研究。
[0039]以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述安规测试仪包含有: 一组连接端口； 一显示单元； 一主控单元，其包含有一输出电压源、一检流模块及一中央控制模块，所述输出电压源及所述检流模块是与所述组连接端口连接，以输出电压并检知一检测电流，所述中央控制模块是与所述显示单元、所述输出电压源及所述检流模块连接，并于设定一设定电压及一设定电流后进行测量，是由所述主控单元将所述输出电压源自零电压拉升至对应所述设定电压，且同时记录多个时间点对应输出电压及检测电流，以及判断检测电流是否高于所述设定电流，再将对应多个 时间点的输出电压及检测电流处理为一输出电压对时间波形曲线及一检测电流对时间波形曲线，而依据检测电流是否高于所述设定电流产生一量测结果信息，并输出一图形显示画面以及所述量测结果信息予所述显示单元显示，所述图形显示画面包含所述输出电压对时间波形曲线及所述检测电流对时间波形曲线； 一操作模块，是与所述主控单元的中央控制模块连接，以设定所述设定电压及设定电流。
2.根据权利要求1所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述图形显示画面包含有一电压值及电流值对时间的二维坐标，且所述各时间点对应的输出电压及检测电流是对应标示于所述二维坐标上，以形成所述输出电压对时间波形曲线及所述检测电流对时间波形曲线。
3.根据权利要求2所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，中央控制模块进行测量之前，进一步设定一电压拉升时间及一电压维持时间，且所述中央控制模块于拉升所述输出电压源时，是于电压拉升时间内将输出电压源拉升至对应设定电压，并令输出电压源维持于设定电压一段电压维持时间。
4.根据权利要求3所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述中央控制模块进一步预设一取样点数值，并于设定电压拉升时间及电压维持时间后，计算一取样周期值，其取样周期值为电压拉升时间与电压维持时间的加总除以取样点数值，并依据取样周期值纪录多个时间点对应的输出电压及检测电流，再将各时间点对应的输出电压及检测电流标示于所述电压值及电流值对时间的二维坐标上。
5.根据权利要求4所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述中央控制模块于标示所述输出电压对时间波形曲线及所述检测电流对时间波形曲线前进一步判断所记录的时间点数是否小于所述取样点数值，若是，则计算一扩展倍数值，其为取样点数值除以所记录的时间点数，并将所记录的每个时间点于二维坐标上标记成数量对应扩展倍数值的时间点。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，中央控制模块中预设一最高解析度值、一第一比例值及一第二比例值，并于记录完所有时间点对应的输出电压及检测电流后，检知输出电压最大值及检测电流最大值，并将各时间点的输出电压乘上最高解析度值及第一比例值后除以输出电压最大值，再标示于所述二维坐标上，而将各时间点的检测电流乘上最高解析度值及第二比例值后除以最大检测电流值，再标示于所述二维坐标上。
7.根据权利要求6所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述二维坐标的时间轴上标示一游标，并以操作模块的输入移动所述游标，且于图形显示画面中显示所述游标所指时间点对应的输出电压及检测电流。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述显示单元包含有一显示器及一显示灯组，所述显示灯组包含有一合格显示灯及一未合格显示灯，并以所述显示器显示所述图形显示画面，而以所述显示灯组依据量测结果信息选择式点亮合格显示灯及未合格显示灯显示量测结果。
9.根据权利要求7所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述显示单元包含有一显示器及一显示灯组，所述显示灯组包含有一合格显示灯及一未合格显示灯，并以所述显示器显示所述图形显示画面，而以的多显示灯组依据量测结果信息选择式点亮合格显示灯及未合格显示灯显示量测结果。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述连接端口包含有一电压输出端口及一电流检测连接端口，且所述主控单元中的输出电压源是与所述电压输出端口连接，所述检流模块是与所述电流检测连接端口连接。
11.根据权利要求9所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述连接端口包含有一电压输出端口及一组电流检测连接端口，且所述主控单元中的输出电压源是与所述电压输出端口连接，所述检流模块是与所述电流检测连接端口连接。
12.根据权利要求1至5 中任一项所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述中央控制模块具有一存储器，以将所记录多个时间点所对应输出电压及检测电流储存于所述存储器中。
13.根据权利要求11所述的具图形化显示测量数据功能的安规测试仪，其特征在于，所述中央控制模块具有一存储器，以将所记录多个时间点所对应输出电压及检测电流储存于所述存储器中。
【文档编号】G01R19/00GK103913678SQ201310006227
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年1月8日 优先权日:2013年1月8日
【发明者】张亚仁, 黄裕哲 申请人:固纬电子实业股份有限公司