压敏电阻自动测试系统及测试方法与流程

1.本发明涉及电子元器件的测试，具体涉及一种压敏电阻自动测试系统及测试方法。


背景技术：

2.冲击电流发生器是一种模拟雷电流或模拟操作冲击电流的设备，模拟雷电流可以产生8/20μs标准冲击电流和模拟操作冲击电流；其主要用途是压敏电阻等各种器件的抗瞬态过电压能力试验、限压特性测试、通流能力试验等。
3.目前在进行测试时，8/20μs波形的读取和报表的打印，主要是操作人员通过手动操作压敏电阻测试仪和示波器，读取压敏电阻的参数、电流和电压的峰值，然后计算波头和波尾时间，再打印报表，其工作量相当大。而且，示波器的操作也是比较复杂的，一般操作人员没有经过长时间的培训很难掌握，增加了测试的难度和成本。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是提供一种压敏电阻自动测试系统及测试方法，这种压敏电阻自动测试系统在测试过程中能够自动实现数据采集、数据分析和示波器工作参数设置，使用方便简易，能够大大减少操作人员的工作量，并提高工作效率。采用的技术方案如下：一种压敏电阻自动测试系统，包括冲击电流发生器、示波器和压敏电阻测试仪；示波器和压敏电阻测试仪分别与冲击电流发生器连接，并分别对安装在冲击电流发生器上的压敏电阻进行测试；其特征在于所述压敏电阻自动测试系统还包括工业控制计算机和plc；工业控制计算机载有测试程序；工业控制计算机能够与示波器通讯，设置示波器的工作参数以及从示波器读取波形数据，并分析从示波器读取的波形数据；工业控制计算机能够与压敏电阻测试仪通讯，设置压敏电阻测试仪的工作参数，并从压敏电阻测试仪读取测试数据；工业控制计算机能够与plc通讯，通过plc对冲击电流发生器进行控制，并接收plc反馈的运行状态信息。
5.优选方案中，上述测试程序包括示波器设置程序模块、示波器数据读取程序模块、示波器数据分析程序模块、压敏电阻测试仪设置程序模块和压敏电阻测试仪数据读取程序模块；工业控制计算机通过示波器设置程序模块设置示波器的工作参数，通过示波器数据读取程序模块读取示波器的波形数据，并通过示波器数据分析程序模块分析波形数据；工业控制计算机通过压敏电阻测试仪设置程序模块设置压敏电阻测试仪的工作参数，并通过压敏电阻测试仪数据读取程序模块从压敏电阻测试仪读取压敏电阻的测试数据。
6.更优选方案中，测试程序还包括plc参数设置程序模块，工业控制计算机通过plc参数设置程序模块设置冲击电流发生器的工作参数。可根据测试需要调整冲击电流发生器的工作参数。
7.上述工业控制计算机与plc（即可编程逻辑控制器）可通过串口通讯，串口通讯的
波特率、数据位、奇偶校验位和停止位通过工业控制计算机内的测试程序设置。
8.工业控制计算机运行时，plc接收到工业控制计算机发出的指令后，将指令传输给冲击电流发生器，冲击电流发生器进行相应的动作（如通过控制气缸的动作实现回路选择），以完成指令的执行。
9.上述冲击电流发生器的工作参数包括：放电次数、放电间隔时间、极性模式、n值、放电模式、初始相位角、同相角放电次数、球隙距离、递增相位角等。
10.上述plc反馈给工业控制计算机的运行状态信息可以包括放电、过压、正电、负电等。
11.上述工业控制计算机与示波器可通过网口通讯，网口通讯的ip地址、子掩码和默认网关通过所述测试程序设置。工业控制计算机与压敏电阻测试仪可通过串口通讯，串口通讯的波特率、数据位、奇偶校验位和停止位通过所述测试程序设置。
12.上述工业控制计算机设置示波器工作参数的内容包括：设置示波器恢复出厂设置，设置示波器各通道的垂直刻度和水平刻度，设置触发电平和触发方式，设置触发上升沿和下降沿，设置水平位置和水平单位，设置耦合方式，选择触发通道等。
13.上述工业控制计算机从示波器读取波形数据的内容包括：读取示波器的形式，读取示波器波形图片和保存波形图片，读取示波器波形数据，波形数据的保存位置和保存格式。
14.上述工业控制计算机分析从示波器读取的波形数据的内容包括：根据所读取的示波器波形数据计算波前时间、波尾时间、半峰值时间、反峰振荡、电流峰值、电压峰值、电荷量和能量。
15.上述工业控制计算机从压敏电阻测试仪读取的测试数据包括：压敏电压、漏电流、非线性系数等。读取以上数据后可将数据保存在工业控制计算机的数据库中。
16.上述工业控制计算机在读取、分析测试数据的基础上，可形成报表并保存在工业控制计算机的数据库中，还可通过与工业控制计算机连接的打印机打印出报表。
17.上述测试程序可采用vb6（visual basic 6.0）编写。
18.上述示波器可采用tektronix示波器。vb6通过tekvisa控件编写设置tektronix示波器的工作参数和读取tektronix示波器波形数据的语句。
19.另一方面，本发明还提供一种基于上述压敏电阻自动测试系统的压敏电阻自动测试方法，其特征在于包括下述步骤：（1）将待测试的压敏电阻安装在压敏电阻自动测试系统上；（2）雷击前压敏电阻性能参数的测试工业控制计算机的测试程序设置压敏电阻测试仪的工作参数，通过压敏电阻测试仪测试压敏电阻，并从压敏电阻测试仪读取压敏电阻的性能参数测试数据，再将压敏电阻的性能参数测试数据显示在工业控制计算机的屏幕上，并且将压敏电阻的性能参数测试数据保存在工业控制计算机的数据库里；（3）测量压敏电阻的限制电压工业控制计算机的测试程序通过plc选择冲击电流发生器的电流范围回路，给电容器充电和对压敏电阻放电，并通过压敏电阻测试仪测量压敏电阻的限制电压；工业控制计算机的测试程序从压敏电阻测试仪读取测量数据，将测量数据保存在工业控制计算机的
数据库里，并将测量数据显示在工业控制计算机的屏幕上；而且，在测试前工业控制计算机的测试程序设置好示波器的工作参数；测试时示波器获得波形数据，工业控制计算机的测试程序从示波器读取波形数据，并分析从示波器读取的波形数据；（4）标准雷击时压敏电阻性能参数的测试根据压敏电阻产品要求，工业控制计算机的测试程序通过plc选择冲击电流发生器的电流范围回路以模拟标准雷击，通过压敏电阻测试仪对压敏电阻进行测试；工业控制计算机的测试程序从压敏电阻测试仪读取测试数据，将性能参数测试数据显示在工业控制计算机的屏幕上，并且将性能参数测试数据保存在工业控制计算机的数据库里；而且，在测试前工业控制计算机的测试程序设置好示波器的工作参数；测试时示波器获得波形数据，工业控制计算机的测试程序从示波器读取波形数据，并分析从示波器读取的波形数据；（5）雷击后压敏电阻性能参数的测试工业控制计算机的测试程序设置压敏电阻测试仪的工作参数，通过压敏电阻测试仪测试压敏电阻，并从压敏电阻测试仪读取压敏电阻的性能参数测试数据，再将压敏电阻的性能参数测试数据显示在工业控制计算机的屏幕上，并且将压敏电阻的性能参数测试数据保存在工业控制计算机的数据库里。
20.步骤（2）测试数据包括压敏电压（u1ma电压）、漏电流和非线性系数α值，测试结束后根据测试结果可判断压敏电阻产品的好坏。
21.步骤（3）中，冲击电流发生器的电流范围回路的电流范围可为"20 a
ꢀ‑
100a"或"1 a
ꢀ‑
25a"的电流；测试结束后根据测试结果可判断压敏电阻产品是否合格。
22.步骤（4）中，冲击电流发生器的电流范围回路的电流范围可为"2ka-25ka"或"80a-2.5ka"的电流。
23.步骤（4）中，标准雷击时冲击电流发生器的工作模式可以设置为恒正电模式、恒负电模式或n正n负交替模式（n≥1）。恒正电模式充电为正极性。恒负电模式充电为负极性。n正n负交替模式在自动运行时，先从正极性开始充放电n次，然后切换到负极性充放电n次，接着又换到正极性充放电n次，如此循环直到计数完设定的放电次数（未达到设定的放电次数则按n正n负方式循环，达到设定的放电次数则马上结束自动测试）。
24.步骤（5）测试数据包括压敏电压（u1ma电压）、漏电流和非线性系数α值，测试结束后根据测试结果可判断压敏电阻产品的变化率及好坏。
25.上述工业控制计算机的屏幕通常采用触摸屏，可用于显示，以及参数、指令的输入。
26.上述工业控制计算机的屏幕上可设置“雷击前”、“限制电压”、“标准雷击”、“雷击后”四个选项框，进行测试时通过鼠标点击选择选项框，即可启动相应步骤的测试，例如：选择“雷击前”，则开始步骤（2）的测试；“雷击前”测试结束后，选择“限制电压”，则开始步骤（3）的测试；“限制电压”测试结束后，选择“标准雷击”，则开始步骤（4）的测试；“标准雷击”测试结束后，选择“雷击后”， 则开始步骤（5）的测试。
27.优选方案中，上述压敏电阻自动测试方法还包括步骤（6），打印报表。测试程序可以自动生成报表。上述工业控制计算机的屏幕上可设置“打印报表”选项框，通过鼠标点击
选择“打印报表”选项框，即可打印报表。
28.在雷击前、限制电压、标准雷击和雷击后四个测试步骤之后，都可生成报表。报表形式可分为详细报表、一般数据报表、综合报表，一般数据报表只是表格报表，详细报表则包含了示波器图片，综合报表包含产品变化率。
29.本发明的压敏电阻自动测试系统在测试过程中能够自动实现数据采集、数据分析、示波器工作参数设置和冲击电流发生器的控制，使用方便简易，减少重复工作，能够大大减少操作人员的工作量，并提高工作效率。由于测试过程中无需人工对示波器进行操作以及数据的读取和计算，因此大大降低了对操作人员的技能要求，并能够有效避免出错，有利于提高测试结果的准确度。
附图说明
30.图1是本发明优选实施例中压敏电阻自动测试系统的电路原理框图；图2是本发明优选实施例中压敏电阻自动测试方法的流程图。
具体实施方式
31.如图1所示，这种压敏电阻自动测试系统包括冲击电流发生器5、示波器3、压敏电阻测试仪4、工业控制计算机1和plc 2；工业控制计算机载有测试程序；示波器3和压敏电阻测试仪4分别与冲击电流发生器5连接，并分别对安装在冲击电流发生器5上的压敏电阻进行测试；工业控制计算机1能够与示波器3通讯，设置示波器3的工作参数以及从示波器3读取波形数据，并分析从示波器3读取的波形数据；工业控制计算机1能够与压敏电阻测试仪4通讯，设置压敏电阻测试仪4的工作参数，并从压敏电阻测试仪4读取测试数据；工业控制计算机1能够与plc 2通讯，通过plc 2对冲击电流发生器5进行控制，并接收plc 2反馈的运行状态信息。
32.上述测试程序包括示波器设置程序模块、示波器数据读取程序模块、示波器数据分析程序模块、压敏电阻测试仪设置程序模块、压敏电阻测试仪数据读取程序模块和plc参数设置程序模块；工业控制计算机通过示波器设置程序模块设置示波器的工作参数，通过示波器数据读取程序模块读取示波器的波形数据，并通过示波器数据分析程序模块分析波形数据；工业控制计算机通过压敏电阻测试仪设置程序模块设置压敏电阻测试仪的工作参数，并通过压敏电阻测试仪数据读取程序模块从压敏电阻测试仪读取压敏电阻的测试数据；工业控制计算机通过plc参数设置程序模块设置冲击电流发生器的工作参数。
33.上述测试程序可采用vb6（visual basic 6.0）编写。
34.示波器3可采用tektronix示波器。vb6通过tekvisa控件编写设置tektronix示波器的工作参数和读取tektronix示波器波形数据的语句。
35.本实施例中，工业控制计算机1与plc 2（即可编程逻辑控制器）通过串口通讯，工业控制计算机1与示波器3通过网口通讯，工业控制计算机1与压敏电阻测试仪4通过串口通讯。
36.如图2所示，基于上述压敏电阻自动测试系统的压敏电阻自动测试方法包括下述步骤：（1）将待测试的压敏电阻安装在压敏电阻自动测试系统上（压敏电阻安装在冲击
电流发生器5相应位置上）；（2）雷击前压敏电阻性能参数的测试工业控制计算机1的测试程序设置压敏电阻测试仪4的工作参数，通过压敏电阻测试仪4测试压敏电阻，并从压敏电阻测试仪4读取压敏电阻的性能参数测试数据，再将压敏电阻的性能参数测试数据显示在工业控制计算机1的屏幕上，并且将压敏电阻的性能参数测试数据保存在工业控制计算机1的数据库里；（3）测量压敏电阻的限制电压工业控制计算机1的测试程序通过plc 2选择冲击电流发生器5的电流范围回路，给电容器充电和对压敏电阻放电，并通过压敏电阻测试仪4测量压敏电阻的限制电压；工业控制计算机1的测试程序从压敏电阻测试仪4读取测量数据，将测量数据保存在工业控制计算机1的数据库里，并将测量数据显示在工业控制计算机1的屏幕上；而且，在测试前工业控制计算机1的测试程序设置好示波器3的工作参数；测试时示波器3获得波形数据，工业控制计算机1的测试程序从示波器3读取波形数据，并分析从示波器3读取的波形数据；（4）标准雷击时压敏电阻性能参数的测试根据压敏电阻产品要求，工业控制计算机1的测试程序通过plc 2选择冲击电流发生器5的电流范围回路以模拟标准雷击，通过压敏电阻测试仪4对压敏电阻进行测试；工业控制计算机1的测试程序从压敏电阻测试仪4读取测试数据，将性能参数测试数据显示在工业控制计算机1的屏幕上，并且将性能参数测试数据保存在工业控制计算机1的数据库里；而且，在测试前工业控制计算机1的测试程序设置好示波器3的工作参数；测试时示波器3获得波形数据，工业控制计算机1的测试程序从示波器3读取波形数据，并分析从示波器3读取的波形数据；（5）雷击后压敏电阻性能参数的测试工业控制计算机1的测试程序设置压敏电阻测试仪4的工作参数，通过压敏电阻测试仪4测试压敏电阻，并从压敏电阻测试仪4读取压敏电阻的性能参数测试数据，再将压敏电阻的性能参数测试数据显示在工业控制计算机1的屏幕上，并且将压敏电阻的性能参数测试数据保存在工业控制计算机1的数据库里。
37.（6）打印报表。
38.测试程序可以自动生成报表。工业控制计算机1的屏幕上可设置“打印报表”选项框，通过鼠标点击选择“打印报表”选项框，即可打印报表。
39.步骤（2）测试数据包括压敏电压（u1ma电压）、漏电流和非线性系数α值，测试结束后根据测试结果可判断压敏电阻产品的好坏。
40.步骤（3）中，冲击电流发生器5的电流范围回路的电流范围可为"20 a
ꢀ‑
100a"或"1 a
ꢀ‑
25a"的电流；测试结束后根据测试结果可判断压敏电阻产品是否合格。
41.步骤（4）中，冲击电流发生器5的电流范围回路的电流范围可为"2ka-25ka"或"80a-2.5ka"的电流。
42.步骤（4）中，标准雷击时冲击电流发生器的工作模式可以设置为恒正电模式、恒负电模式或n正n负交替模式（n≥1）。恒正电模式充电为正极性。恒负电模式充电为负极性。n正n负交替模式在自动运行时，先从正极性开始充放电n次，然后切换到负极性充放电n次，
接着又换到正极性充放电n次，如此循环直到计数完设定的放电次数（未达到设定的放电次数则按n正n负方式循环，达到设定的放电次数则马上结束自动测试）。
43.步骤（5）测试数据包括压敏电压（u1ma电压）、漏电流和非线性系数α值，测试结束后根据测试结果可判断压敏电阻产品的变化率及好坏。
44.工业控制计算机1的屏幕上可设置“雷击前”、“限制电压”、“标准雷击”、“雷击后”四个选项框，进行测试时通过鼠标点击选择选项框，即可启动相应步骤的测试，例如：选择“雷击前”，则开始步骤（2）的测试；“雷击前”测试结束后，选择“限制电压”，则开始步骤（3）的测试；“限制电压”测试结束后，选择“标准雷击”，则开始步骤（4）的测试；“标准雷击”测试结束后，选择“雷击后”， 则开始步骤（5）的测试。
45.此外，在雷击前、限制电压、标准雷击和雷击后四个测试步骤之后，都可生成报表。报表形式可分为详细报表、一般数据报表、综合报表，一般数据报表只是表格报表，详细报表则包含了示波器图片，综合报表包含产品变化率。