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自动测试系统

自动测试系统(automatic test system)是指在人极少参与或不参与的情况下,自动进行量测,处理数据,并以适当方式显示或输出测试结果的系统。与人工测试相比,自动测试省时、省力,能提高劳动生产率和产品质量,它对生产、科研和国防都有重要作用。

自动测试系统,ATS, Automatic Test System 自动测试系统

ATE, Automatic Test Equipment 自动测试设备

一种组装电路板自动测试系统,例如:ICT(In-Circuit Test System),中文惯用名为在线测试仪(这里指组装电路板在线测试仪),主要用于组装电路板(PCBA)的测试。这里的“在线”是“In-Circuit”的直译,主要指电子元器件在线路上(或者说在电路上)。在线测试是一种不断开电路,不拆下元器件管脚的测试技术,“在线”反映了ICT重在通过对在线路上的元器件或开短路状态的测试来检测电路板的组装问题。 [1]

全球主要ICT自动测试设备生产厂商主要有Agilent Technologies安捷伦(美国),Teradyne泰瑞达(美国)、Check Sum(美国)、AEROFLEX(美国)、WINCHY莹琦、Hioki(日本)、IFR(AEROFLEX并购)、Takaya(日本)、Tescon(日本), Okano(日本)、系新(台湾)、JET(捷智)、Tr(德泰)、SRC星河、Concord、Rohde & Schwarz、Scorpion 、Shindenski、SPEA、Tecnost-MTI、Testronics、WK Test 、Schuhll、Viper、TTI,NI,APM(全天科技)等等品牌。不同品牌ICT的测试原理相同或相似。上世纪80年代前后,日本将美国同类产品加以简化和小型化,并改成使用气动压床式,代表的有日本TESCON,OKANO,使得ICT简单易用并低成本,使之成为电子厂不可或缺的必备检测设备,并迅速推广普及。80年代台湾由全球令西方头疼的电子电脑假货来源地逐渐成为电子代工制造重要基地,于上世纪80年代后期,90年代初期,台湾开始完全仿制TESCON测试仪,并推出众多品牌的压床式ICT,其价格更加低廉,迫使曾全球第一市占率的日本TESCON淡出市场,并因台湾电子代工业大发展而大幅提高市占率。从上世纪70年代开始,国内即有开发类似的静态测试仪,1993年,中国本土品牌更领先日本韩国台湾及香港开发出全亚洲第一台windows版的ICT。时至今日,美国泰瑞达和安捷伦仍是领导品牌,成为事实上的此类技术的标准!

值得一提的是,近十余年来,外商尤其是台商将设备最关键最昂贵的测试主机(从数万到数十万元)通过超低价(数千元)报关走私进入中国大陆内地,然后在国内加上机械大外壳,即以翻了数倍到数十倍的价格在市场上销售,这样的作法偷逃了数以亿计的关税。而国内设备厂商通过正常报关进口零配件生产的设备,其成本甚至会一度远高于外资厂。所以,境外品牌的这种违法走私使得其测试设备在成本上并不处于多大劣势,甚至有时还处于优势。这对诚实的国内测试设备厂商来说无疑是极不公平的。令人欣慰的是,今天,国人崇尚洋货好面子歧视国货的心态正有所扭转,外资企业也已改变只购国外设备的作法,而愿意更多的购买性价比更高的国内设备。装备制造业是提供技术装备的基础性产业,涉及一个国家一个地区的核心竞争力,是增强国民自信的源泉。随着中国软实力的不断增强,相信中国本土自动测试设备品牌必将在转型升级、不断创新中迎来更大的发展。

自动测试设备(ATE)的研制工作始于 20世纪50年代。现代测试内容日益复杂, 测试工作量激增,而且要求完成测试的时间越来越短,人工测试很难满足这些要求,自动测试技术因而得到迅速发展。较完善的自动测试设备是60年代采用电子计算机以后才问世的。

自动测试设备的发展经历了三个阶段。①采用专用测试设备:这种系统比较复杂,研制工作量大,造价高,适应性差,在改变测试内容时要重新设计接口(包括仪器与仪器之间的接口和仪器与计算机之间的接口)。专用测试设备仅用来进行大量重复性试验、快速测试或复杂测试,或用于对测试可靠性要求极高、有碍测试人员健康以及测试人员难以接近的测试场所。②采用标准化通用接口母线(GPIB)连接有关设备,系统中各组成部分均配标准化接口功能,用统一的无源母线电缆连接起来。不需要自行设计接口,可灵活地更改、增删测试内容。在这两个阶段中,计算机主要承担系统的控制、计算和数据处理任务,基本上是模拟人工测试的过程,尚不能充分发挥计算机的功能。③将计算机与测试设备融为一体,用计算机软件代替传统设备中某些硬件的功能,能用计算机产生激励,完成测试功能,生成测试程序。

在不同的技术领域里,测试内容、要求、条件和自动测试系统各不相同,但都是利用计算机代替人的测试活动。一般自动测试系统包括控制器、激励源、测量仪表(或传感器)、开关系统、人机接口和被测单元-机器接口等部分。

一般是小型计算机、微型计算机或计算器(即专用母线控制器)。控制器应有测试程序软件,用来管理测试过程,控制数据流,接受测量结果,处理数据,检验读数误差,完成计算,并将结果送到显示器或打印机。

即信号源,它向被测单元提供输入信号。它可以是电源、函数发生器、数模转换器、频率合成器等。

用来测定被测单元的输出信号。它可以是模数转换器、频率计数器、数字万用表或其他测量装置。

用来规定被测单元与自动测试系统中其他部件之间的信号传输路线。

用来建立控制器与操作人员之间的联系。它可以是控制器的一部分,也可以是控制台上的开关、键盘、指示灯、显示器等。操作人员可通过键盘或开关把数据传输给控制器,控制器再把数据、结果和操作要求输向阴极射线管、发光二极管或指示灯组等显示器。必要时还可将测试结果输给打印机,制成硬拷贝。

用来建立被测单元与控制器之间的联系。

先进的测试系统备有故障诊断程序包,可根据测试过程中得到的情报自动判断故障,故障发生时,能自动查找故障的位置。在测试未通过的情况下,自动测试系统从测试程序自动转换到诊断程序。自动故障诊断的方法大体上分为两类。

①导引探测法:操作人员根据自动测试系统显示的探测指令逐点查找故障。

②特征分析法:当被测节点特征不正确时,操作人员在程序指引下校验前面电路的特征。

自动测试系统的可靠性是指它对被测对象误差和故障的检测能力。由于自动测试速度极快,各测试步骤之间不易分清,难以检测出故障。又因测试的关键部分无人参与,测试程序和被测单元电路图中的错误无人察觉。因此,自动测试系统的硬件和软件均应有良好的可靠性,方能保证系统的可靠性。

自动测试系统的设计、使用、维护和管理都是极其复杂的课题。先进的元器件、计算机、机器人和人工智能技术推动自动测试系统向数字化和智能化的方向发展。

印制电路板所使用到的自动测试技术发展迅速,尤其以印制板在线测试系统(ATE)广泛应用于印制板光板及各种产品的印制电路板的生产、检测和维修等为主,如右图。ATE 的测试方法可分接触式测试和非接触式测试两大类。其中接触式测试分为在线测试、功能测试、BIST 和边界扫描测试等;非接触式测试又可分为非向量测试、自动视觉测试、红外热图象测试、X 射线和激光测试。随着计算机技术及VXI 总线技术的应用,各种建立在VXI 测试平台上的印制电路板的ATE 和功能测试也得到迅速发展。由之而来对测试过程中所需要的工装(夹具)不断提出要求,于是电路板测试仪(又称电子测试工装)应运而生。

可以通过调用软件来控制硬件,可以灵活的升级与二次开发。结合本系统的硬件资源在相应接口接入待测信号,然后调用相应子程序并设置通道,组建成一个机种,软件运行时便会按照编辑好的步骤依次执行。

1. AC Noise Carry Through Test(AC Noise噪音测试)

2.CombineRegulation(条件连续变动测试)

3.Cross Regulation(条件交叉测试)

4.Cycle DropoutTest(循环扰动测试)

5.Dynamic Test(动态测试)

6.ExtendedMeasurement Test(外接点电压测试)

7. External Wave Test(外接点波形测试)

8. Extra Timing Test(外接点时序测试)

9. Fin Ramp Test(输入电压频率斜率性测试)

10. Hold On Adjust(调整项目)

11. Hold Up & Sequence Test(关机时序测试)

12. Input/Ouput Test(输入/输出性能测试)

13. Line Regulation Test(输入电压变动测试)

14. Load Regulation Test(负载变动测试)

15. OLP Test(过载保护)

16. OVP/UVP Test(过压/欠压测试)

17. Set Up Function(内部状态设置)

18. Short Circuit Test(短路测试)

19. Static Test(静态测试)

20. Sync Dynamic Test(同步动态测试)

21. Sync Dynamic2(同步动态测试2)

22. Total Regulation Test(总效应测试)

23. Turn On & Sequence Test(开机时序测试)

24. Vin Ramp Test(输入电压斜率性测试)

25. Communication Test (通讯测试)

26. 总谐波失真

27. 电流谐波测试

28. 最大功率追踪(MPPT)输入电压测试(PV特有)

29. 最大功率追踪(MPPT)输入功率测试(PV特有)

30. 过压保护/欠压保护跳闸时间测试(PV特有)

31. 过频率保护/欠频率保护跳闸时间测试(PV特有)

32. 反孤岛跳闸时间测试(PV特有)

33. 过压保护/欠压保护

34. 过频率保护/欠频率保护

35. 反孤岛保护测试(PV特有)

36. 最大功率追踪(MPPT)精度测试(PV特有)

电冰箱主控板功能测试
  1. 电压,电流测量

2. LED点亮检测

3. 按键检测

4. 通讯介面自动检测

5. 功率自动检测

6. 输出信号检测

空调主控板功能测试

1. 电压、电流测量

2. 蜂鸣器自动检测

3. 指示灯的点亮自动检测

4. 按键自动检测

5. 电机频率幅值的自动检测

6. 数码管、显示面板的光显自动检测

7. 通讯介面的自动检测

8. 模拟遥控检测

洗衣机主控板功能测试

1. 控制板短路保护

2. 显示面板检测

3. 电机转速、方向测试

4. 水位器自动检测

5. 按键和触控式萤幕自动测试

6. 排放水功能检测

7. 水温自动测试

8. 烘乾检测

9. 蜂鸣器的自动测试

电视机/显示器主控板测试

1. Flash 程式烧录

2. 电路短路测试

3. 电压电流测试

4. CVBS 图像功能检测

5. S-Video 图像功能检测

6. Y Pb Pr/Y Cb Cr图像功能检测

7. 数位电视的图像和音讯功能检测

8. HDMI 的图像和音讯功能检测

9. USB 的存储功能检测

10. 音讯通道的功能检测

DVD/VCD主控板功能测试

1. 扫条码

2. 电路短路测试

3. 电压电流测试

4. CVBS 图像功能检测

5. S-Video 图像功能检测

6. Y PbPr/Y Cb Cr图像功能检测

7. 数位电视的图像和音讯功能检测

8. HDMI 的图像和音讯功能检测

9. USB 的存储功能检测

10. 音讯通道的功能检测

电磁炉主控板功能测试

1. 关键点电压电流检测(交流电流选配)

2. 蜂鸣器检测

3. 按键检测

4. LED点亮检测

5. 数码管、显示面板检测(选配)

6. 功率检测(选配)

机顶盒主控板功能测试

1. 条码扫描

2. 关键点电压电流检测

3. HDMI输出检测

4. CVBS输出检测

5. YUV输出检测

6. S-Video、SCART检测

7. 音讯(R/L)功能检测

数位功放机主控板功能测试

1. 关键点电压电流检测

2. 功率检测

3. 输入类比音讯信号(R/F通道),对信号频率、信号的失真度、信噪比,信号的幅度、声道平衡度、高低音等进行检测

4. 输入数位音讯信号(COAX通道),同样对信号频率、信号的失真度、信噪比,信号的幅度、声道平衡度、高低音等进行检测

5. 输入数位音讯信号(OPT通道),还是同样地对信号频率、信号的失真度、信噪比,信号的幅度、声道平衡度、高低音等进行检测

豆浆机主控板功能测试

1. 电压、电流测量(交流电流选配)

2. 按键功能自动检测

3. LED点亮检测

4. 蜂鸣器自动检测

5. 加热管工作检测,电机工作检测

6. 防干烧功能检测,防脱出功能检测

热水器主控板功能测试

1. 条码扫描功能,线上程式设计

2. 电压、电流测量(交流电流选配)

3. 二次压力调整,设置Vmax、Vmin

4. 比例阀电压检测,系统水压检测,供暖感测器检测

5. 风压检测,意外熄火检测、过热保护检测

6. 卫生水温度感测器检测,防冻功能检测

7. 卫生水优先功能检测、供暖功能检测

8. 功率检测

9. 数码管、显示面板检测

汽车电子领域控制板测试

1. 汽车车窗控制器测试

2. 制动压力测试

3. 汽车仪表系统电路板测试

4. 电源电路测试

5. 启动电路测试

............................

实际测试项目是完全可以根据实际需要进行客制,只要是人工能测试的项目,都可通过加入自动测试实现;同时,自动测试也从离线型(Off-Line)逐步发展出在线型(On-Line)的自动测试设备;

[1]


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