专利名称：钽电容自动测试系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种总线式自动测试系统，尤其是涉及一种基于GPIB总线的钽电容自动测试系统。
二背景技术：
钽电容器是一种较新型的电解电容器，自从五十年代问世以来，即以其优异的性能，如体积小、单位体积电容大(铝电解为1、钽电解为3)、漏电流少(钽电解要比铝电解小一级数量级)、工作温度范围宽和性能稳定可靠等特点，为各行各业所采用，用量趋势为递增，国际钽电容市场每年增长约14％。随着电子设备需用量的极大增长，以及大规模集成电路的发展，钽电容的应用范围还将不断扩大，目前市场已呈供不应求态势。因此，组建基于GPIB总线的钽电容自动测试系统以提高钽电容的测试效率和测试质量是市场需求的。另外，本系统也可以推广应用测量铝电解电容等其它类型的电解电容器，以产生显著的经济效益和社会效益。
国际上有很多测试总线，其中GPIB(General Purpose Interface Bus)总线(国外也有称为IEEE488总线，或IEC625总线)是主要的并已获得广泛应用的总线之一，它实现了把世界上不同制造厂商生产的各种可程控仪器用专用电缆互连而组成总线式自动测试系统。国外已大量应用GPIB总线自动测试系统，国外的可程控仪器95％配置了GPIB接口，国内有很多测试设备也有GPIB接口或可改造成为带GPIB接口的仪器，这些资源正在有待于被激活，省钱省时地组建成基于GPIB总线的自动测试系统。
三
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高附加值系统集成产品，本实用新型是这样实现的，一种钽电容自动测试系统，包括GPIB总线和带有GPIB接口的可程控仪器，其特征在于钽电容自动测试系统由GPIB控制器1、可程控漏电流测试仪2、可程控多路开关3、LCR测量仪4、被测件箱5和打印机6组成，GPIB总线分别连接GPIB控制器1、可程控漏电流测试仪2、可程控多路开关3和LCR测量仪4，可程控漏电流测试仪2连接可程控多路开关3，LCR测量仪4连接可程控多路开关3，被测件箱5与可程控多路开关3连接，GPIB控制器1又连接打印机6。
本实用新型的自动测试过程为GPIB控制器上的系统软件通过GPIB总线向可程控多路开关发出命令，确定工作通道，向可程控漏电流测试仪发出命令，要它输出规定的极化电压，按设置的时间进行充电，并测量其漏电流值，再按设置的时间进行放电，然后向可程控多路开关发出命令，切换工作通道，向LCR测量仪发出测量其容量值及损耗的命令，最后PC机将各种数据进行采集处理、打印输出。
本实用新型是一种基于GPIB总线的自动测试系统，能快速、准确地对40个钽电容在不同测试频率、不同测试电压、不同极化电压、不同测试温度的条件下进行容量、损耗和漏电流自动测试，以提高钽电容的测试效率和测试质量，还避免了手工测试的误操作或数据记录的笔误。因此，本系统可支持和带动电容器测试行业技术发展，本系统无论在生产厂家、科研部门或计量部门都可以应用，它也可以提升电容器生产和测量的技术，有显著的社会效益。
本系统的可程控漏电流测试仪2、可程控多路开关3和LCR测量仪4是带有GPIB接口的可程控仪器，也可以采用国内外同类的、带有GPIB接口的可程控仪器代替，假如替代仪器的接口符合IEEE488.2标准和SCPI协议，则程控命令兼容。这是一条相当适合我国国情发展的道路，应该充分开发并利用这些资源，在我国国民经济的发展中起更大的作用。
四
图1是本实用新型自动测试系统装置的原理框图图2是本实用新型自动测试系统程序的总框图五具体实施方式
本实用新型自动测试系统装置如图1所示，下面对图1中系统装置情况分述如下1.GPIB控制器本实用新型的GPIB控制器是由PC机与PCI GPIB总线控制接口板组成。由于近年来PC机发展很快，主板已不再装有ISA插槽，因此本系统GPIB控制器的特点是采用基于PCI总线的GPIB总线控制接口板，具有听、讲、控等功能，符合IEEE488.2标准和SCPI协议，支持Windows 9X操作系统。至于PC机的配置，除主板需有空余的PCI插槽外，能满足运行Windows 98操作系统的硬件配置即可。在PC机上运行的系统软件除了执行GPIB的听/讲/控功能外，还具备测试数据的分析处理查询浏览能力，是整个测试系统运行的灵魂。系统软件采用VB6.0开发，应用软件对可程控多路开关及可程控漏电流测试仪的控制命令符合IEEE488.2标准和SCPI协议。
2.可程控漏电流测试仪可程控漏电流测试仪是“NJ28可程控漏电流测试仪”。可程控漏电流测试仪用于测试铝、钽等电解电容器的漏电流，仪器内部有可程控直流电压源、可程控数字电流表和直流数字电压表。
本系统可程控漏电流测试仪的特点如下1)带GPIB接口，具有听/讲功能，GPIB接口符合IEEE488.2标准和ISCPI协议，可以接收PC机命令，也可以将测量值发送给PC机；2)漏电流仪的充电、测量、放电状态可程控切换；3)充、放电时间可程控选择，有0.5、1、2、3、4、5、6、7、10、30、60～999s和手控共12档；4)数字量显示、输出。极化电压、漏电流分别用四位数码管显示，极化电压的显示为0～200.0V一档，漏电流的显示分为99.99μA、999.9μA、9.999mA、99.99mA四个量程，自动跳档，输出极化电压准确度0～50V 2％满量程±10字；50V～200V 2％满量程±10字；数字电压表准确度 0～200V1％满量程±10字；数字电流表各量程准确度 1％满量程±10字。
3.可程控多路开关可程控多路开关为市售产品，采用“NJ29可程控多路开关”。NJ29配备了五种不同的继电器插卡，基本满足不同用户对切换电压、切换电流、切换速度、切换通道数的需求，适用于组建以GPIB为总线的各种自动测试系统中。本系统采用二块高灵敏度卡，总共有80个通道，继电器触点为单刀双掷型，接触电势小于5μV，触点寿命1×106。
1)NJ29采用GPIB接口芯片——TNT4882，具有听/讲功能，符合IEEE488.2标准和SCPI协议；2)按系统要求能进行正常自动测试；3)通过PC机程控，可以使被测元件在可程控漏电流测试仪和LCR测量仪之间切换；4)通过PC机，可以编程确定被测元件中的全部或一部分进行自动测试；5)具有80路通道。
4.LCR测量仪LCR测量仪采用“ZL5智能LCR测量仪”，它也是市售的已知产品。
ZL5的主要特点是基本测量准确度为0.05％、测试速度快达12次/s。为适应各种元件不同的测试条件，测试频率(12Hz～100kHz)和测试电压(5mV～1.275V)都可以编程选择，四端测量技术(开尔文原理)的采用保证了测量连接线较长时ZL5也有很高的测量准确度，ZL5带有的GPIB接口和分选接口更是满足了组建自动测试系统及生产自动分选的需求，并可以以串联等效或并联等效电路的形式同时显示被测件的主量LCR及副量QDR的值。LCR测量仪为适应多种测试需要，提供了四种显示方式被测件的实际值、LCR的百分偏差、LCR的绝对偏差及料斗号。在本系统中，为了防止电解电容充放电后有残余的高压(大于60V的直流电压)损坏ZL5，在测量端增加了气体放电管，有效地保护了ZL5。
5.被测件箱被测件箱内有插槽，可以插入装有40个测试夹具的印制电路板，40个被测件分别连接到测试夹具上，通过插槽的连接线与可程控多路开关3相连接。被测件箱也可以采用外接经过改装的热风循环式烘箱，烘箱插入装有40个测试夹具的印制电路板，以满足被测件的对温度测试状态的要求。
6.打印机系统选用A3或A4尺寸、通用型的市售产品针式打印机或喷墨打印机，打印机接口可以是Centronix接口，也可以是USB接口。本系统组建时选用HP1120C喷墨打印机。GPIB控制器将各种数据进行采集处理后、可按预定的格式打印输出。
7.系统软件如图2所示是本实用新型自动测试系统程序的流程图，本系统软件的操作环境是Windows98操作系统，系统软件采用VB6.0开发，具有数据储存、编辑功能，并能与Excel文件相互转换，具有GPIB控制器功能的PC机是整个系统的核心。
钽电容测试的主要内容为在多路开关的转换下，分别对40个钽电容的容量、损耗、漏电流进行测试，测试数据的存档和数据处理。
在测试系统中，钽电容自动测试系统软件通过GPIB控制器向可程控多路开关发出命令，以确定工作通道；向可程控漏电流测试仪发出命令，要它输出规定的极化电压，按设置的时间进行充电，并测量其漏电流值；再按设置的时间进行放电，然后向可程控多路开关发出命令，以切换工作通道；向LCR测量仪发出设置测试频率、测试电压及测量容量、损耗等命令，最后PC机将各种数据进行采集处理、打印输出。
其具体操作过程如下系统测量开始首先进行登录，只有知道密码的工作人员才能进入系统进行自动测量或数据管理。登录以后，系统初始化时将系统设置为用户原先设置的系统内容为漏电流仪2设置极化电压、充放电时间、漏电流限定值；为智能LCR测量仪4设置测量元件、测量电压、测量频率；为多路开关3设置所要测量的通道号；用户输入的元件资料和标准值；仪器的GPIB地址等。
初始化完成后，系统进入主界面，此时可以进行人机对话，根据用户的不同需要，点击各个菜单系统、测量模式、仪器调零、数据管理、综合查询、系统设置和帮助。如果用户要对系统设置的内容做修改，可点击“系统设置”修改系统选项。系统设置完毕后，若要进行自动测试，共有三种自动测试模式可供选择。
点击“测试模式”，选择好自动测试模式后，程序进入自动测试界面，在此界面上部显示所有系统内容，用户如果确定后，可点击“测试”键开始自动测试自动测试程序1是进行漏电流和容量测量，程序先将多路开关3切换到设置的漏电流通道号后，漏电流仪2将设置的极化电压加到被测的钽电容两端，按设置的充电时间对钽电容进行充电，充电完毕后漏电流仪2测量钽电容的漏电流，接下来漏电流仪2按设置的放电时间对钽电容进行放电，放电完毕后，漏电流仪2测试钽电容两端电压，如果电压值大于系统设置的安全电压值时，系统将使漏电流仪2对电容再次放电，当放电电压低于安全电压后，接下来，多路开关3切换到LCR测量仪4通道，LCR测量仪4对该钽电容进行容量和损耗的测量，系统对所测得的数据按设置的要求进行处理和保存，并同时显示在测试界面上。完成这一过程以后，多路开关2切换到下一通道，重复以上过程对一批(40个)电容器的漏电流、容量、损耗进行自动测量；自动测试程序2是进行漏电流测量，其过程与程序1的前半段相同，先对钽电容充电，然后测量其漏电流值；自动测试程序3是进行容量和损耗测量，其过程与程序1的后半段相同，先对钽电容放电，当放电后钽电容两端的电压值低于安全电压值后，测量钽电容的容量和损耗。
当漏电流值超出限定值，或电压值越限时，系统都会报警。系统在测试过程中，能自动显示和存储测试记录，以及按要求进行分析处理测试数据。用户还可以自如的查询历来的测试数据资料，并可预览或通过打印机6按一定格式打印输出测试记录。
另外，系统在运行时还提供帮助菜单，使用户能方便地使用系统。
权利要求1.一种钽电容自动测试系统，包括GPIB总线和带有GPIB接口的可程控仪器，其特征在于钽电容自动测试系统由GPIB控制器(1)、可程控漏电流测试仪(2)、可程控多路开关(3)、LCR测量仪(4)、被测件箱(5)和打印机(6)组成，GPIB总线分别连接GPIB控制器(1)、可程控漏电流测试仪(2)、可程控多路开关(3)和LCR测量仪(4)，可程控漏电流测试仪(2)连接可程控多路开关(3)，LCR测量仪(4)连接可程控多路开关(3)，被测件箱(5)与可程控多路开关(3)连接，GPIB控制器(1)又连接打印机(6)。
2.根据权利要求1所述的钽电容自动测试系统，其特征在于所述的GPIB控制器(1)由PC机与PCI GPIB总线控制接口板组成，在PC机上设有运行的系统软件，除了执行GPIB的听/讲/控功能外，还具备测试数据的分析、处理、查询、浏览能力，是整个测试系统运行的灵魂。
3.根据权利要求1或2所述的钽电容自动测试系统，其特征在于所述的可程控漏电流测试仪设有可程控直流电压源、可程控数字电流表和直流数字电压表；还带GPIB接口，具有听/讲功能，可以接收PC机命令，也可以将测量值发送给PC机；漏电流仪的充电、测量、放电状态设有可程控切换装置；充、放电时间可程控选择，设有0.5、1、2、3、4、5、6、7、10、30、60～999s和手控共12档；极化电压、漏电流分别用四位数码管显示、输出，极化电压的显示为0～200.0V一档，漏电流的显示分为99.99μA、999.9μA、9.999mA、99.99mA四个量程，自动跳档。
4.根据权利要求3所述的钽电容自动测试系统，其特征在于所述被测箱内一次可有40个被测件，能快速、准确地对40个钽电容在不同测试频率、不同测试电压、不同极化电压、不同测试温度的条件下进行容量、损耗和漏电流自动测试。
专利摘要本实用新型为一种基于GPIB总线的钽电容自动测试系统，包括GPIB总线和带有GPIB接口的可程控仪器，其特征在于钽电容自动测试系统由GPIB控制器、可程控漏电流测试仪、可程控多路开关、LCR测量仪、被测件箱和打印机组成，GPIB总线分别连接GPIB控制器、可程控漏电流测试仪、可程控多路开关和LCR测量仪，可程控漏电流测试仪连接可程控多路开关，LCR测量仪连接可程控多路开关，被测件箱与可程控多路开关连接，GPIB控制器又连接打印机。本实用新型能快速、准确地对40个钽电容在不同测试频率、不同测试电压、不同极化电压、不同测试温度的条件下进行容量、损耗和漏电流自动测试，以提高钽电容的测试效率和测试质量。本实用新型可支持和带动电容器测试行业技术发展，也可以提升电容器生产和测量技术，有显著的社会效益。
文档编号G01R27/26GK2618169SQ03229919
公开日2004年5月26日 申请日期2003年4月1日 优先权日2003年4月1日
发明者徐益民, 殷数函, 史淑娟, 顾从润 申请人:上海仪器仪表研究所, 上海浩顺科技有限公司