В современном производстве электроники автоматизация контроля параметров пассивных компонентов играет важную роль. Она позволяет повысить производительность, точность и надежность тестирования, а также снизить влияние человеческого фактора. В данной статье предложена программа измерения, выполненная на базе среды разработки LabVIEW, с использованием библиотеки для работы с аппаратными средствами. Программа позволяет измерять различные параметры пассивных компонентов, такие как сопротивление, емкость, индуктивность, добротность и т. д.
Ключевые слова: автоматизированное рабочее место, контроль параметров, пассивные компоненты.
Пассивные элементы в электронике и электротехнике — это компоненты, которые не способны усиливать или усиливать сигналы в электрических цепях, в отличие от активных элементов, таких как транзисторы или усилители. Они ограничивают, хранят, фильтруют или передают электрическую энергию без изменения ее уровня. К пассивным элементам относятся резисторы, конденсаторы, индуктивности (катушки), а также различные комбинации этих элементов, используемые для создания различных электрических цепей и фильтров. Данные электронные компоненты (ЭК), применяемые в изделиях специального назначения, в аэрокосмической аппаратуре и в радиоэлектронных системах, сопряженных с источниками повышенной опасности (транспорт, экология, энергетика) должны удовлетворять высоким требованиям к надежности их функционирования в жестких условиях эксплуатации.
Контроль электрических параметров ЭК, предназначенных для создания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) высокой надежности, осуществляют изготовители ЭК, начиная от отработки технологии изготовления до выходного контроля, и изготовители РЭА на этапе входного контроля. Особый интерес, с точки зрения повышения надежности РЭА, представляет контроль ЭК, которые должны обеспечить надежное функционирование при работе с токами и напряжениями.
Наиболее универсальными приборами, которые выполняют измерение, расчет и контроль по признаку годности электрических параметров ЭК являются различные аппаратно-программные комплексы и автоматизированные рабочие места для контроля электропараметров электронной компонентной базы. Эти приборы оперативно определяют искомые параметры и их функциональные зависимости путем непосредственного измерения или расчета.
Одним из примеров таких испытательных систем с использованием компьютерного управления может служить комплекс измерительных параметров активных и пассивных электронных компонентов ДМТ-220, предназначенный для измерений электрических параметров активных и пассивных электронных компонентов, который представлен на рис. 1.
Рис. 1. Комплекс измерительный параметров активных и пассивных электронных компонентов ДМТ–220
В АРМ комплекса посредством отдельных средств измерений под управлением ПЭВМ по шинам GPIB или USB и контактирующих устройств сформированы измерительные каналы для испытания элементов радиоэлектронной аппаратуры. В измерительных каналах комплекса применяют измеритель иммитанса IM3536. Структурная схема АРМ представлена на рис. 2 [1].
Рис. 2. Структурная схема комплекса ДМТ-220
Шина состоит из 24 проводов (рис. 3). Все сигнальные линии используют отрицательную логику: наибольшее положительное напряжение интерпретируется как логический "0", а наибольшее отрицательное — как логическая "1". Конкретные значения напряжения определены стандартом IEEE-488 [2].
Рис. 3. Структурная схема интерфейсной шины общего назначения (GPIB)
В качестве объекта измерения рассмотрим резистор постоянный непроволочный Р1–12–0,25–4,7 кОм±5 %-М-«А». Чип-резистор Р1–12 общего применения (рис. 4), предназначен для работы в электрических цепях постоянного, переменного токов и в импульсном режиме. Резистор изготавливается в соответствии с техническими условиями ШКАБ.434110.002 ТУ [3].
Рис. 4. Габаритное представление резистора Р1–12–0,25
H = 0,6 мм, B = 1,6 мм, I = 0,4 мм, L = 3,2 мм
Первым шагом на пути к разработке программы измерения является составление алгоритма в соответствии с условными обозначениями, регламентированными ГОСТ 19.701–90.
Блок-схема алгоритма измерения параметров резистора (рис. 5) содержит в себе предопределенный процесс: «Автоматический запуск измерения сопротивления по постоянному току». Блок схема этого предопределенного процесса представлена на рис. 6.
Рис. 5. Блок-схема алгоритма измерения электропараметров резистора
Рис. 6. Блок-схема процесса «Автоматический запуск измерения сопротивления по постоянному току»
Кроме того, данный предопределенный процесс содержит в себе предопределенный процесс «Проверка ГОДЕН/БРАК». Блок-схема данного предопределенного процесса представлена на рис. 7. Принцип проверки следующий: на вход подаются сигналы, инициализируются единицы измерения, заданные критерии годности, проводится измерение. После чего измеренное значение сравнивается с нормами ТУ, результат выдается в форму отчетности в виде «ГОДЕН» или «БРАК».
Рис. 7. Блок-схема процесса «Проверка ГОДЕН/БРАК» для
На рис. 8 показан фрагмент блок-схем базового ПО для снятия измерений сопротивления резистора по постоянному току. Базовое ПО предоставляется поставщиком комплекса и разработано на платформе системного проектирования LabVIEW 2012.
Рис. 8. Фрагмент блок-схем базового ПО для снятия измерений сопротивления резистора по постоянному току
Предложенный метод снятия электропараметров обладает значительным преимуществами перед ручным методом. В автоматическом режиме измерения электропараметров оператору необходим лишь однократный сбор схемы измерения и запуск программы контроля. Далее от него не требуется никаких действий: все необходимые для снятия электропараметров операции будут проводиться под управлением ПЭВМ.
Подобный метод снятия электропараметров значительно сокращает время на проведение измерений, делает их проведение менее трудозатратным и сводит вероятность ошибки оператора почти к нулю.
Литература:
1. Измерительный комплекс параметров активных и пассивных электронных компонентов ДМТ-220 Руководство по эксплуатации ТИВН 668710.029 РЭ, г. Минск, 2017. — 67 с.
2. Standard Digital Interface for Programmable Instrumentation — Part 2: Codes, Formats, Protocols and Common Commands (Adoption of (IEEE Std 488.2–1992). IEEE. Дата обращения: 29.04.2024 г.
3. ШКАБ.434110.002 ТУ Технические условия на резисторы типа Р12–0,25.
