鉭電容自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)
由于鉭電容的優(yōu)異性能及其應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，市場(chǎng)對(duì)高效率、高質(zhì)量的鉭電容進(jìn)行老化試驗(yàn)和測(cè)試的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)有了迫切的需求。本鉭電容自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)與GB 7213-87(等效IEC384-15-84)《電子設(shè)備用固定電容器第十五部分：分規(guī)范非固體或固體電解質(zhì)鉭電容器》國家標(biāo)準(zhǔn)能緊密結(jié)合，目的是為了解決鉭電容測(cè)試自動(dòng)化，提高鉭電容測(cè)試的可靠性，提高測(cè)試效率，減少人為差錯(cuò)，使鉭電容測(cè)試水平在符合國家標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提供一種新的測(cè)試裝置。而且，我們組建的鉭電容自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)全部采用自己研發(fā)的可程控儀器和系統(tǒng)軟件，包括PCIGPIB總線控制接口板、(與PC機(jī)組建成GPIB,總線控制器)、可程控漏電流測(cè)試儀、可程控多路開關(guān)、LCR測(cè)量儀、被測(cè)件箱。
當(dāng)今世界上基于PC的自動(dòng)化解決方案的數(shù)量，正以每年20％的速度增長。這是因?yàn)樵絹碓蕉嗟淖詣?dòng)化任務(wù)，包括開環(huán)和閉環(huán)控制，運(yùn)動(dòng)控制等已經(jīng)加入到典型的PC任務(wù)(如數(shù)據(jù)處理和人機(jī)界面)的范圍內(nèi)。通過將所有的功能集成于PC這個(gè)統(tǒng)一開放的平臺(tái)上，可以減小安裝空間和節(jié)省電纜，將復(fù)雜的通訊連接簡單化。而鉭電容自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)就是利用PC的強(qiáng)大數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理功能，以及PC的大容量的存儲(chǔ)空間，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)記錄傳輸至集中控制和處理單元。它還可以將非常復(fù)雜，容易出錯(cuò)的控制變得簡單，準(zhǔn)確。
國際上有很多測(cè)試總線，其中GPIB(General Purpose Interface Bus)總線(國外也有稱為IEEE488總線，或IEC625,總線)是主要的并已獲得廣泛應(yīng)用的總線之一，它實(shí)現(xiàn)了把世界上不同制造廠商生產(chǎn)的各種可程控儀器用專用電纜互連而組成總線式自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。國外已大量應(yīng)用GPIB總線自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，國外的可程控儀器95％配置了GPIB接口，國內(nèi)有很多測(cè)試設(shè)備也有GPIB接口或可改造成為帶GPIB接口的儀器，這些資源正在有待于被激活，省錢省時(shí)地組建成基于GPIB總線的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。
本系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確地對(duì)40個(gè)鉭電容在不同測(cè)試頻率、不同測(cè)試電壓、不同極化電壓、不同測(cè)試溫度的條件下進(jìn)行容量、損耗和漏電流自動(dòng)測(cè)試，以提高鉭電容的測(cè)試效率和測(cè)試質(zhì)量，避免了手工測(cè)試的誤操作或數(shù)據(jù)記錄的筆誤。因此，本系統(tǒng)也可以推廣應(yīng)用測(cè)量鋁電解電容等其它類型的電解電容器，可支持和帶動(dòng)電容器測(cè)試行業(yè)技術(shù)發(fā)展，本系統(tǒng)無論在生產(chǎn)廠家、科研部門或計(jì)量部門都可以應(yīng)用，它也可以提升電容器生產(chǎn)和測(cè)量的技術(shù)，有顯著的社會(huì)效益。
一、鉭電容自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成
鉭電容自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)是一種基于GPIB總線的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)，包括GPIB總線和帶有GPIB接口的可程控儀器。它是由插有PCI GPIB總線控制接口板的PC機(jī)1(以下簡稱GPIB控制器)、可程控漏電流測(cè)試儀2、可程控多路開關(guān)3、LCR測(cè)量儀4、被測(cè)件箱5和打印機(jī)6組成，GPIB總線分別連接GPIB控制器1、可程控漏電流測(cè)試儀2、可程控多路開關(guān)3和LCR測(cè)量儀4，可程控漏電流測(cè)試儀2連接可程控多路開關(guān)3，LCR測(cè)量儀4連接可程控多路開關(guān)3，被測(cè)件箱5與可程控多路開關(guān)3連接，GPIB控制器1又連接打印機(jī)6。
由于近年來PC機(jī)發(fā)展很快，主板不再裝有ISA插槽，因此本系統(tǒng)GPIB控制器的特點(diǎn)是采用基于PCI總線的GPIB,總線控制接口板，具有聽、講、控等功能，符合IEEE488．2標(biāo)準(zhǔn)和SCPI協(xié)議，支持Windows 9X操作系統(tǒng)。至于PC機(jī)的配置，除主板需有空余的PCI插槽外，能滿足運(yùn)行Windows 98操作系統(tǒng)的硬件配置即可。
可程控漏電流測(cè)試儀用于測(cè)試鋁、鉭等電解電容器的漏電流，儀器內(nèi)部有可程控直流電壓源、可程控?cái)?shù)字電流表和直流數(shù)字電壓表。
本系統(tǒng)可程控漏電流測(cè)試儀的特點(diǎn)如下：
（1) 帶GPIB接口，具有聽／講功能，GPIB接口符合IEEE488．2標(biāo)準(zhǔn)和SCPI協(xié)議，可以接收PC機(jī)命令，也可以將測(cè)量值發(fā)送給PC機(jī)；
（2) 漏電流儀的充電、測(cè)量、放電狀態(tài)可程控切換；
（3) 充、放電時(shí)間可程控選擇，有0．5、l、2、3、4、5、6、7、10、30、60~999s和手控共12檔；
（4) 數(shù)字量顯示、輸出。極化電壓、漏電流分別用四位數(shù)碼管顯示，極化電壓的顯示為0~200．0V一檔，漏電流的顯示分為99．99μA、999．9 μ A、9．999mA、99．99mA四個(gè)量程，自動(dòng)跳檔。
輸出極化電壓準(zhǔn)確度：
0~50V 2％滿量程±10字；
50V~200V 2％滿量程±10字；
數(shù)字電壓表準(zhǔn)確度：
0~200V 1%滿量程±10字；
數(shù)字電流表各量程準(zhǔn)確度：
1%滿量程±10字。
可程控多路開關(guān)、采用"NJ29可程控多路開關(guān)"，NJ29配備了五種不同的繼電器插卡，基本滿足不同用戶對(duì)切換電壓、切換電流、切換速度、切換通道數(shù)的需求，適用于組建以GPIB為總線的各種自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中。本系統(tǒng)采用二塊高靈敏度卡，總共有80個(gè)通道，繼電器觸點(diǎn)為單刀雙擲型，接觸電勢(shì)小于5μV，觸點(diǎn)壽命1×106。
LCR測(cè)量儀采用"ZL5智能LCR測(cè)量儀"，ZL5的主要特點(diǎn)是基本測(cè)量準(zhǔn)確度為0．05％、測(cè)試速度最快達(dá)12次／s。為適應(yīng)各種元件不同的測(cè)試條件，測(cè)試頻率(12Hz~l00kHz)和測(cè)試電壓(5mV~1．275V)都可以編程選擇，四端測(cè)量技術(shù)(開爾文原理)的采用保證了測(cè)量連接線較長時(shí)ZL5也有很高的測(cè)量準(zhǔn)確度，ZL5帶有的GPIB接口和分選接口更是滿足了組建自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)及生產(chǎn)自動(dòng)分選的需求，并可以以串聯(lián)等效或并聯(lián)等效電路的形式同時(shí)顯示被測(cè)件的主量LCR及副量QDR的值。LCR測(cè)量儀為適應(yīng)多種測(cè)試需要，提供了四種顯示方式：被測(cè)件的實(shí)際值、LCR的百分偏差、LCR的絕對(duì)偏差及料斗號(hào)。在本系統(tǒng)中，為了防止電解電容充放電后有殘余的高壓(大于60V的直流電壓)損壞ZL5，在測(cè)量端增加了氣體放電管，有效地保護(hù)了ZL5。
系統(tǒng)選用打印機(jī)的打印幅面為A3或A4尺寸，通用型的市售產(chǎn)品針式打印機(jī)或噴墨打印機(jī)，打印機(jī)接口可以是Centronix接口，也可以是USB接口。本系統(tǒng)組建時(shí)選用HPll20C噴墨打印機(jī)。GPIB控制器將各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理后、可按預(yù)定的格式打印輸出。
二、系統(tǒng)功能
鉭電容測(cè)試的主要內(nèi)容為：在多路開關(guān)的轉(zhuǎn)換下，分別對(duì)40個(gè)鉭電容的容量、損耗、漏電流進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)的存檔和數(shù)據(jù)處理。
本系統(tǒng)的自動(dòng)測(cè)試過程為：GPIB控制器上的系統(tǒng)軟件通過GPIB總線向可程控多路開關(guān)發(fā)出命令，確定工作通道，向可程控漏電流測(cè)試儀發(fā)出命令，要它輸出規(guī)定的極化電壓，按設(shè)置的時(shí)間進(jìn)行充電，并測(cè)量其漏電流值，再按設(shè)置的時(shí)間進(jìn)行放電，然后向可程控多路開關(guān)發(fā)出命令，切換工作通道，向LCR測(cè)量儀發(fā)出設(shè)置測(cè)試頻率、測(cè)試電壓及測(cè)量容量、損耗等命令，最后PC機(jī)將各種數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理、打印輸出。
三、軟件設(shè)計(jì)
目前，常用的編寫自動(dòng)測(cè)試程序的軟件平臺(tái)有VB，Lab Windows／CVI和Lab View等開發(fā)軟件。VB具有易于聯(lián)接組成大的應(yīng)用程序以及通用性較好等特點(diǎn)。本系統(tǒng)采用VB6．0開發(fā)，系統(tǒng)軟件與GB 7213-87(等效IEC384-15-84)《電子設(shè)備用固定電容器第十五部分：分規(guī)范 非固體或固體電解質(zhì)鉭電容器》國家標(biāo)準(zhǔn)能緊密結(jié)合，應(yīng)用軟件對(duì)可程控多路開關(guān)及可程控漏電流測(cè)試儀的控制命令符合IEEE488．2標(biāo)準(zhǔn)和SCPI協(xié)議，具有數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、編輯功能，并能與Excel文件相互轉(zhuǎn)換，為測(cè)試數(shù)據(jù)的整理、分析與處理提供了方便。具有GPIB控制器功能的PC機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心。
系統(tǒng)測(cè)量開始首先進(jìn)行登錄，只有知道密碼的工作人員才能進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量或數(shù)據(jù)管理。登錄以后，系統(tǒng)初始化時(shí)將系統(tǒng)設(shè)置為用戶原先設(shè)置的系統(tǒng)內(nèi)容：為漏電流儀設(shè)置極化電壓、充放電時(shí)間、漏電流限定值；為智能LCR測(cè)量儀設(shè)置測(cè)量元件、測(cè)量電壓、測(cè)量頻率；為多路開關(guān)設(shè)置所要測(cè)量的通道號(hào)；用戶輸入的元件資料和標(biāo)準(zhǔn)值；儀器的GPIB地址等。
初始化完成后，系統(tǒng)進(jìn)入主界面，此時(shí)可以進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，根據(jù)用戶的不同需要，點(diǎn)擊各個(gè)菜單系統(tǒng)、測(cè)量模式、儀器調(diào)零、數(shù)據(jù)管理、綜合查詢、系統(tǒng)設(shè)置和幫助。如果用戶要對(duì)系統(tǒng)設(shè)置的內(nèi)容做修改，可點(diǎn)擊"系統(tǒng)設(shè)置"修改系統(tǒng)選項(xiàng)。系統(tǒng)設(shè)置完畢后，若要進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試，共有三種自動(dòng)測(cè)試模式可供選擇。 點(diǎn)擊"測(cè)試模式"，選擇好自動(dòng)測(cè)試模式后，程序進(jìn)入自動(dòng)測(cè)試界面，在此界面上部顯示所有系統(tǒng)內(nèi)容，用戶如果確定后，可點(diǎn)擊"測(cè)試"鍵開始自動(dòng)測(cè)試：
自動(dòng)測(cè)試程序1是進(jìn)行漏電流和容量測(cè)量，程序先將多路開關(guān)切換到設(shè)置的漏電流通道號(hào)后，漏電流儀將設(shè)置的極化電壓加到被測(cè)的鉭電容兩端，按設(shè)置的充電時(shí)間對(duì)鉭電容進(jìn)行充電，充電完畢后漏電流儀2測(cè)量鉭電容的漏電流，接下來漏電流儀按設(shè)置的放電時(shí)間對(duì)鉭電容進(jìn)行放電，放電完畢后，漏電流儀測(cè)試鉭電容兩端電壓，如果電壓值大于系統(tǒng)設(shè)置的安全電壓值時(shí)，系統(tǒng)將使漏電流儀對(duì)電容再次放電，當(dāng)放電電壓低于安全電壓后，接下來，多路開關(guān)切換到LCR測(cè)量儀通道，LCR測(cè)量儀對(duì)該鉭電容進(jìn)行容量和損耗的測(cè)量，系統(tǒng)對(duì)所測(cè)得的數(shù)據(jù)按設(shè)置的要求進(jìn)行處理和保存，并同時(shí)顯示在測(cè)試界面上。完成這一過程以后，多路開關(guān)切換到下一通道，重復(fù)以上過程對(duì)一批(40個(gè))電容器的漏電流、容量、損耗進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量；
自動(dòng)測(cè)試程序2是進(jìn)行漏電流測(cè)量，其過程與程序l的前半段相同，先對(duì)鉭電容充電，然后測(cè)量其漏電流值；
自動(dòng)測(cè)試程序3是進(jìn)行容量和損耗測(cè)量，其過程與程序1的后半段相同，先對(duì)鉭電容放電，當(dāng)放電后鉭電容兩端的電壓值低于安全電壓值后，測(cè)量鉭電容的容量和損牦。 當(dāng)漏電流值超出限定值，或電壓值越限時(shí)，系統(tǒng)都會(huì)報(bào)警。系統(tǒng)在測(cè)試過程中，能自動(dòng)顯示和存儲(chǔ)測(cè)試記錄和所設(shè)置的參數(shù)，并按要求進(jìn)行分析處理測(cè)試數(shù)據(jù)，在測(cè)試結(jié)果中將用黃色顯示不合格項(xiàng)，結(jié)果一目了然。同時(shí)，系統(tǒng)還與ACESS、EXC
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2017-12-13
