LED光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置及方法与流程

本发明属于电特性参数测试技术领域，尤其涉及一种led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置及其测试方法。

背景技术：

led光源产品是照明产品中最基本的元器件之一，其质量极大程度上决定着照明产品的质量，对其进行快速、准确的电特性参数测试十分重要。电特性参数测试是led光源产品质量检测主要的测试项目，包括额定电压测试、额定电流测试、额定功率测试、最大限制功率测试、最大允许工作电流测试、最大允许反向电压测试、最大允许脉冲高度测试。各个电特性参数测试项目的测试流程不同，所需电流、电压、通电时间也不同，且部分测试项目需要对led进行多次通电，每次通电之间需要一定等待时间进行恢复。测试led的电特性参数往往需要对同一批次的多个led进行测试，传统方法为顺序测试，即测试完一个led后再测试下一个led测试，该方法存在大量的等待时间，测试效率低。因此，研究一种led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置，通过智能调度，在一个led的等待时间中进行其他led的通电测试，则能极大的降低多工位led电参数测试的总时间，提高测试效率。

上述具体专利对比文件和相关文献为：

1)、“led灯电参数检测系统”，专利号cn205210253u。该实用新型提供一种led灯电参数检测系统，包括灯座、电参数测量仪、单片机和显示器。灯座用于安装待测led灯，并于电参数测量仪连接，电参数测量仪将测得的电参数传输给单片机，并通过显示器显示。该检测系统能检测单个led电参数是否符合要求，但不适用于测试流程较复杂的电特性参数测试及批量多led测试。

2)、“一种led颗粒功率自动测试仪”，专利号cn204422646u。该实用新型公开了一种led颗粒功率自动测试仪，将需要检测功率的led颗粒放在led颗粒夹持器中固定，检测单元与led颗粒连接，通过检测额定正向电压及正向电流，进而确定led颗粒的额定功率。该装置能快速检测led颗粒的功率，但每次只能检测单个led。

3)、“一种多通道led灯具电参数检测装置”，专利号cn203396925u。该实用新型公开了一种多通道led灯具电参数检测装置，该装置包括微处理器、电参数计算模块、阵列切换模块、通信模块、数据备份接口模块及电源模块。该装置能对多路led灯具运行时的电压、电流、功率状态进行检测、识别和评估。但该装置未涉及智能调度，无法对测试项目执行的先后顺序进行最优化。

4)、“一种多功能半导体电学性质快速测试装置及方法”，专利号cn106908683u。该发明公开了一种多功能半导体电学性质快速测试装置及方法，该装置包括多功能样品杆、管式加热炉、双排端子接线板和电学性质测试仪表，其电学性质测试仪表的四根导线与一个可插拔四端子导线插座连接，该插座有三个接头，分别连接不同测试样品，通过将对应的四端子插头、插座进行插拔，可进行测试样品或测试功能的切换。该发明进行工位切换时，需要人手工进行线路切换，无法进行多工位被测对象的自动切换。

5)、中国科学院大学的周鑫、马跃、胡毅在2015年第2期的《小型微型计算机系统》上的《求解车间作业调度问题的混合遗传模拟退火算法》，该文章提出了一种混合遗传模拟退火算法，结合了遗传算法与模拟退火算法的优点，能解决的车间作业调度问题(jsp问题)，使车间作业的最大完工时间最短。该文章提出的调度模型适用于多机器、多工序的作业调度，但led测试单机器多工序，其调度模型、目标函数、约束条件的建立与该文章的方法有明显不同，不适用于led测试任务的调度。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置及其测试方法，该装置和方法在保证led光源产品电特性参数测试完全按照标准进行测试的前提，通过智能算法进行调度，实现了多工位的并发测试，极大节省了检测时间，提高了检测效率。

本发明的目的通过以下的技术方案来实现：

led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置，所述装置是led光源产品中电特性参数与多工位单参数智能并发的测试装置；包括：上位机、电参数测量模块、工位切换控制器模块和电源模块；

上位机分别与电参数测量模块、工位切换控制器模块和电源模块进行通讯并控制；

电参数测量模块，实时测量led的电参数，并将所述电参数传到上位机进行处理、存储与分析；

工位切换控制器模块，与被测多工位led相连接，并对接入的多工位led进行电路切换，使被测led分时接通电源模块与电参数测量模块；

电源模块，根据测试需要输出不同的电流或电压。

led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试方法，所述装置是led光源产品中电特性参数与多工位单参数智能并发的测试装置；所述测试方法包括以下步骤：

步骤a、选择led测试工位，输入led电参数测试过程中所需参数；

步骤b、建立测试项目集、测试时间集、等待时间集、完成时间集、测试路径集及测试总时间，并建立测试路径最优化模型；

步骤c、利用模拟退火算法，找出总测试时间最短的最优化测试路径；

步骤d、根据最优测试路径，依次对各个工位的led进行电参数测试。

与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点：

在保证led光源产品电特性参数测试完全按照标准进行测试的前提，通过智能算法进行调度，实现了多工位的并发测试，相比传统的顺序测试，极大节省了检测时间，提高了检测效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置结构图；

图2是led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置测试方法流程图；

图3是led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置详细测试方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

图1是led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置结构，包括：上位机101、电参数测量模块104、工位切换控制器模块103和电源模块102；所述

上位机分别与电参数测量模块、工位切换控制器模块和电源模块进行通讯并控制；

电参数测量模块，实时测量led的电参数，并将所述电参数传到上位机进行处理、存储与分析；

工位切换控制器模块，与被测多工位led相连接，并对接入的多工位led进行电路切换，使被测led分时接通电源模块与电参数测量模块；

电源模块，根据测试需要输出不同的电流或电压。

如图2所示，本发明所述的一种led光源产品电特性参数多工位单参数智能并发测试装置的测试流程，下面参考图3，详细说明本发明实施例的测试方法流程具体步骤包括：

步骤10、测试初始化，包括选择led测试工位，输入led电参数测试过程中所需电流、电压、通电时间、等待时间、通电次序、循环次数。

步骤20、建立测试项目集、测试时间集、等待时间集、完成时间集、测试路径集、测试总时间，并建立测试路径最优化模型。其中，

1、设需要测试的led总工位数为nl，电参数测试流程需对led进行ne次通电测试，总测试任务数n＝nl×ne，则测试项目集、测试时间集、等待时间集、测试路径集分别为：

测试项目集为test[n]：每个led的一次不间断通电为一次测试项目，test[(nl-1)ne+1]～test[nl×ne]代表第nl个led的次通电测试ne测试项目(nl＝1，2，…，nl)，即ne次通电测试；

测试时间集tt[n]：tt[n]存放测试项目test[n]所需的测试时间；

等待时间集tw[n]：led的ne次通电测试中，每两次测试之间需要一定等待时间，即tw[n]为test[n]与test[n-1]之间的等待时间，n∈[(nl-1)×ne+2,nl×ne]，nl＝1，2，…，nl；

完成时间集tf[n]：存放test[n]的完成时间，初始化tf[n]＝0，n＝1，2，…，n；

测试路径集p[n]：p[n]＝i表示test[n]在总测试项目集里第i个执行，初始化时，p[n]＝{1，2，3，4，5，6，7，…，n}。

在测试项目集为test[n]中，第nl个led的ne次通电测试有一定的通电次序，即test[(nl-1)×ne+1]～test[nl×ne]有一定的执行顺序，则在测试路径上表现为，p[n]＞p[n-1]，n∈[(nl-1)×ne+2,nl×ne]，nl＝1，2，…，nl。

2、设测试总时间为f(p[n])，其为测试路径集p[n]的函数，则f(p[n])的计算步骤为：

①初始化变量i＝1，n＝1，总测试时间ttotal＝0；

②若p[n]＝i，则执行③，若p[n]≠i，则n＝n+1，重复②；

③若tw[n]＞0，则执行④，否则执行⑤；

④若tw[n]＞ttotal-tf[n-1]，则执行⑤，否则ttotal＝tf[n-1]+tw[n]+tt[n]，执行⑥；

⑤ttotal＝ttotal+tt[n]；

⑥tf[n]＝ttotal，i＝i+1,若i≤n，则令n＝1,则返回②，否则，令f(p[n])＝ttotal，并结束计算。

3、测试路径最优化模型为：

minf(x)＝minf(p[n])；

s.t.p[n]∈[1,n]∩z；

p[n]≠p[m],n≠m,n,m∈[1,n]∩z；

p[n]-p[n-1]＞0,n∈[(nl-1)×ne+2,nl×ne],nl＝1,2,…,nl；

步骤30、利用模拟退火算法，对测试路径进行最优化，找出总测试时间最短的最优测试路径。其具体步骤为：

①初始化调度路径p[n]，令变量k＝1，给定初始温度tk，循环次数，温降系数a，收敛系数s；

②令l＝n²，若tk＜10^-s，则执行⑤，否则执行③；

③生成新的调度路径p'[n]，若f(p[n])-f[p'(n)]≤0，则令p[n]＝p'[n]，否则以概率令p[n]＝p'[n]；

④令k＝k+1，tk＝tk-1×a，l＝l-1，若l≥1，则执行③，否则执行②；

⑤输出p[n]；

其中，生成新的调度路径p'[n]的方法为：

令p'[n]＝p[n]，随机生成m，n(m≠n，且m，n∈[1，n]∩z)，令p'[m]与p'[n]的值相互交换，若p'[n]-p'[n-1]＞0,n∈[(nl-1)×ne+2,nl×ne]，nl＝1,2,…,nl，则交换p'[n]与p'[n-1]的值。

步骤40、根据步骤c得到的最优测试路径，依次对各个工位的led进行电参数测试。其具体步骤为：

①初始化令i＝1，p[n]为最优测试路径；

②令n＝1，若p[n]≠i，则n＝n+1，重复②，若p[n]＝i，则令nl＝n/ne+1，ne＝n％nl，即第i个测试为第nl个led的第ne次通电测试。

③判断当前时间与test[n-1]完成时间之差是否经过tw[n]，若是，则执行④，否则等待直到当前时间与test[n-1]完成时间之差经过tw[n]；

④上位机控制工位切换控制器模块，将第nl个led接通电源模块与电参数测量模块，并控制电源输出第ne次测试项目所需电流或电压，电参数测量模块测量led的电参数信息并上传至上位机进行处理、存储、分析，经过tt[n]时间过后，上位机控制工位切换控制器模块，断开第nl个led与电源模块和电参数测量模块的连接。

⑤i＝i+1，若i≤n，则执行③，否则结束测试。

具体实施例:

在本例中，上位机为普通pc，带有键盘、鼠标、显示器，电参数测量模块为横河功率计wt210，电源模块为远方稳流稳压源wy12010，工位切换控制器模块为abplc1766bxb与继电器组成。

本例中，所测试对象为5个led标准光组件。

本例中，所测试电参数项目为最大允许脉冲高度测试，其测试流程为：把电流源调至led组件能承受的标称最大输入脉冲电流值，接通1s。共重复5次，每次之间应断开30分钟以上。过后,在额定输入下能正常燃点不少于15分钟，分析受损情况。测试单个led所需时间为9905s，约为165min，若顺序测完5个led，则总共需要约825min。

每个led的最大允许脉冲高度测试需要通入5次时间为1s的脉冲电流与一次时间为30min的额定电流，即ne＝6，则5个led的总测试任务数n＝nl×ne＝5×6＝30；初始化测试路径为：p[30]＝{1,2,3,…,29,30]；

将测试过程中所需电流、电压、通电时间、等待时间、通电次序、循环次数输入pc，pc通过模拟退火算法进行调度，算法所用参数具体为：初始温度tk＝1000，循环次数l＝n²，温降系数a＝0.98，收敛系数s＝3，则进过调度后得到最优测试路径，如下所示：

其中，p[(nl-1)×6+1]～p[nl×6-1]为第nl个led的5次脉冲电流通电，p[nl×6]为1次额定电流通电。该测试路径完成5个led的最大脉冲高度测试所需时间为13505s，约为225min，相比未进行调度的顺序测试，共节省了600min，相对测试时间仅为27.27％，大大节省了时间，提高了测试效率。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。