LED光源产品电特性参数多工位多参数综合并发测试方法及装置与流程

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多参数综合并发测试方法及测试装置。

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，稳定、可靠、准确地对其进行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。在对多个不同型号的led进行电特性参数测试时，各个被测led所需的测试项目不同，各个电特性参数测试项目的所需电流、电压、通电时间也不同，且部分测试项目测试过程需要进行多次通电，每两次通电间还需时间等待恢复。传统的测试方法为先测试完一个led的所有测试项目后再进行下一个led的测试，这使得测试过程中存在大量的等待时间，且测试过程需要人工频繁改变电源输出、切换电路、抄读数据，检测效率低。

本发明公开了一种led光源产品电特性参数多工位多参数综合并发测试方法及装置，该测试方法利用遗传算法对测试路径进行调度得到最优测试路径；利用本发明的测试装置，并根据最优测试路径的测试顺序进行多工位多参数的综合并发测试，将极大节省测试时间，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多型号led同批次测试。

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的单项电参数测试；

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。但并不提供可变电流或电压进行多项电特性参数测试也未涉及智能调度，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。该发明进行测试功能及测试工位切换时，需要人手工进行电路切换，无法进行多工位、多电特性参数测试电路的自动切换。

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多参数综合并发测试方法及装置，该测试方法利用遗传算法对测试路径进行调度得到最优测试路径；利用本发明的测试装置，并根据最优测试路径的测试顺序进行多工位多参数的综合并发测试，将极大节省测试时间，提高测试效率。

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多参数综合并发测试方法，包括以下步骤：

步骤a、选择需测试的led工位数及各被测led所需的电特性参数测试项目，并选择各测试项目的测试顺序；

步骤b、建立测试项目集与测试路径集，计算测试路径集所对应的总测试时间，并利用遗传算法，得到总测试时间最短的最优测试路径；

步骤c、根据最优测试路径的测试顺序，依次对各个工位的led进行各项电参数测试。

led光源产品电特性参数多工位多参数综合并发测试装置，包括：

计算机、电源模块、电路切换控制器、工位切换控制器和电参数采集模块；所述

计算机分别与电参数采集模块、电路切换控制器、工位切换控制器和电源模块通过通讯线缆连接，进行通讯并控制；

电源模块，工作于电流源模式或电压源模式，并根据测试需求输出所需测试电流或电压；

电参数采集模块，实时采集led的电参数，并将所述电参数传到计算机进行处理、存储与分析；

电路切换控制器，与电源模块以及电参数采集模块连接，根据测试需要切换电源模块、电参数采集模块与被测led之间的电路连接方式；

工位切换控制器，与电路切换控制器、多个被测led的正负极连接，并根据测试需要将各个被测led分时接通或断开测试路线。

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：

利用遗传算法对测试路径进行调度得到最优测试路径；利用本发明的测试装置，并根据最优测试路径的测试顺序进行多工位多参数的综合并发测试，将极大节省测试时间，提高测试效率。

附图说明

图1是led光源产品电特性参数多工位多参数综合并发测试方法流程图；

图2是led光源产品电特性参数多工位多参数综合并发测试装置结构图；

图3是led光源产品电特性参数多工位多参数综合并发测试方法详细流程图。

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。

如图1和图3所示，为led光源产品电特性参数多工位多参数综合并发测试方法，包括以下步骤：

步骤10、选择需测试的led工位数及各被测led所需的电特性参数测试项目，并选择各测试项目的测试顺序；输入各个被测led各项电参数测试项目测试过程所需电流、电压；

步骤20、建立测试项目集与测试路径集，计算测试路径集所对应的总测试时间，并利用遗传算法，得到总测试时间最短的最优测试路径；

1、设步骤a中需要测试的led总工位数为nl，步骤a所选的第nl(nl∈[1,nl])个led所需的测试项目数为nlt。若第t(t∈[1,nlt])个测试项目的包含nlt次不间断通电，且两次不间断通电通电间需要间隔一定时间，则将第t个测试项目分解为nlt个测试项目，则有总测试任务数则

测试项目集test[n]：被测led的n个不间断通电测试，其中，

2、求测试路径集所对应的总测试时间需先建立：

测试时间集tt[n]：tt[n]存放测试项目test[n]所需的测试时间；

测试开始时间集ts[n]：ts[n]存放测试项目test[n]测试开始的时间；

测试结束时间集tf[n]：tf[n]存放测试项目test[n]测试结束的时间；

等待时间集tw[n]：tw[n]＝ts[n]-tf[n-1]，第nl个led的次测试项目中，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，其中，

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。p[n]必须满足以下条件：p[n]∈[1,n]∩z；p[n]≠p[m],n≠m,n,m∈[1,n]∩z；p[n]-p[n-1]＞0，

3、测试路径集p[n]所对应的总测试时间f(p[n])计算公式为：

其中，

f(p[n])也可通过以下步骤求得：

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，重复执行该步骤；

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，返回②，否则，令f(p[n])＝ttotal，并结束计算。

4、利用遗传算法求最优测试路径的步骤为：

①初始化种群数量为ng，变异概率为mutrate，建立父代测试路径集群fp[ng][n]与子代测试路径集群sp[2ng-2][n]；

②令变量ng＝1，在满足测试路径集约束条件的前提下，随机生成p[n]，并令fp[ng][n]＝p[n]，ng＝ng+1，若ng≤ng，则返回执行②，否则执行③；

③对父代测试路径集群fp[ng][n]按总测试时间从小到大的顺序进行排序，即若f(fp[ng-1][n])＞f(fp[ng][n])，则交换fp[ng-1][n]与fp[ng][n]，其中，ng∈[2,ng]；

④让父代测试路径集fp[1][n]与fp[ng][n]进行交叉，生成的子代测试路径集为sp[2ng-3][n]与sp[2ng-2][n]，ng∈[2,ng]，交叉的具体方法为：

随机生成变量i,j∈[1,n]，且i＜j；令sp[2ng-3][n]＝fp[ng][n]，sp[2ng-2][n]＝fp[1][n]，n∈[i,j]；删除fp[ng][n]中与sp[2ng-2][n]重复的元素，并将剩余的元素依次添加到sp[2ng-2][1]～sp[2ng-2][i-1]与sp[2ng-2][j+1]～sp[2ng-2][n]；删除fp[1][n]中与sp[2ng-3][n]重复的元素，并将剩余的元素依次添加到sp[2ng-3][1]～sp[2ng-3][i-1]与sp[2ng-3][j+1]～sp[2ng-3][n]；

⑤对于sp[ng][n]，ng∈[1,2ng-2]，生成随机数r∈[0,1]与随机数m,n∈[1,n]，若r＜mutrate，则交换sp[ng][n]与sp[ng][m]的值；

⑥对子代测试路径集群sp[2ng-2][n]按总测试时间从小到大的顺序进行排序，即若f(sp[ng-1][n])＞f(sp[ng][n])，则交换sp[ng-1][n]与sp[ng][n]，其中，ng∈[2,2ng-2]；

⑦让前ng个子代测试路径集成为下一父代测试路径集群，即令fp[ng][n]＝sp[ng][n]，ng∈[1,ng]，设最优测试路径为pbest[n]，令pbest[n]＝fp[1][n]，若在连续10次交叉变异中f(pbest[n])未改变，则输出pbest[n]作为最优测试路径，并结束计算，否则返回执行步骤③。

步骤30、根据最优测试路径的测试顺序，依次对各个工位的led进行各项电参数测试。所述具体步骤为：

①令临时变量i＝1，pbest[n]为最优测试路径，设tnow为当前的实时时间，并初始化tnow＝0；

②令n＝1，若p[n]≠i，则n＝n+1，重复②，若p[n]＝i，则令nl＝1,2,…,nl，使令则第i个测试为第nl个led的第t个测试项目；

③判断tnow-tf[n-1]＞tw[n]？若是，则执行④，否则等待直到tnow-tf[n-1]＞tw[n]；

④开始进行test[n]测试，计算机控制工位切换控制器，将第nl个led接通电路切换控制器；控制电路切换控制器，将测试电路切换为测试项目test[n]所需的电路接线模式；控制电源输出test[n]所需的电流或电压；电参数采集模块采集led的电参数信息并上传至计算机进行处理、存储、分析；经过tt[n]时间过后，计算机控制工位切换控制器，断开第nl个led与电路切换控制器的连接，复位电源，停止电参数采集模块；

⑤i＝i+1，若i≤n，则执行③，否则结束测试。

如图2所示，为led光源产品电特性参数多工位多参数综合并发测试装置，包括：计算机101、电源模块102、电路切换控制器103、工位切换控制器104、电参数采集模块105；所述

计算机分别与电参数采集模块、电路切换控制器、工位切换控制器和电源模块通过通讯线缆连接，进行通讯并控制；

电源模块，受计算机控制，工作于电流源模式或电压源模式，并根据测试需求输出所需测试电流或电压；

电参数采集模块，实时采集led的电参数，并将所述电参数传到计算机进行处理、存储与分析；

电路切换控制器与电源模块与电参数采集模块通过电缆连接，根据测试需要切换电源模块、电参数采集模块与被测led之间的电路连接方式，使电源的正负极以正向接法或反向接法接入被测led，以及使电参数采集模块以内接法或外接法采集被测led电参数；

工位切换控制器，通过电缆与电路切换控制器、多个被测led的正负极连接，并根据测试需要将各个被测led分时接通或断开测试线路。

上述装置内部已保存各电特性参数测试项目的测试流程，即各电特性参数测试项目的通电方式、通电次序、通电时间等，使用时只需选择测试项目，输入各测试项目所需电压或电流即可。

下面以具体实施例详细说明：

计算机为普通pc，包括主机、键盘、鼠标、显示器，电参数采集模块为横河功率计wt210，电源模块为远方稳流稳压源wy12010，电路切换控制器与工位切换控制器为plc、继电器与导线组成。

本例中，所测试对象为5个型号不同的led标准光组件。

通过鼠标与键盘选择所需测试的led工位与各个工位所需测试项目，并输入各个测试项目测试所需的电流或电压；

本例中，5个led所需测试的项目依次为：额定电压测试、额定功率测试、最大允许工作电流测试、最大允许脉冲高度测试。每个led的测试项目先后执行顺序依次为额定电压测试、额定功率测试、最大允许工作电流测试、最大允许脉冲高度测试。

额定电压测试、额定功率测试、最大允许工作电流测试这三个测试项目只需1次通电测试，测试过程中不存在等待；最大允许脉冲高度测试包含6次通电测试，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。

则有建立测试项目集为test[45]，其中，test[1]～test[9]为第1个led的测试项目，test[1]为额定电压测试、test[2]为额定功率测试，test[3]为最大允许工作电流测试，test[4]～test[9]为最大允许脉冲高度测试的6次通电测试。由于test[4]～test[9]相隔两次测试需要间隔30分钟，则tw[5]～tw[9]的值为30*60s，tw[1]～tw[4]的值为0。test[10]～test[45]依次类推。

在本例中，初始化遗传算法的种群数量ng＝10n＝450，变异概率mutrate＝0.1，则通过遗传算法求最优测试路径pbest[n]，如下所示：

额定电压测试、额定功率测试、最大允许工作电流这三项测试所需时间都为900秒，最大允许脉冲高度测试所需时间为9905秒，若顺序测试，则需要的时间总共63025秒，约17.50小时。在试用遗传算法进行调度后，最优测试路径pbest[n]所对应的最短总测试时间为24316秒，约为6.75小时，仅为未调度前测试时间的38.57％，极大缩短了测试时间，提高测试效率。

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。