电路板通用常温测试平台设计

0 引言

电路板作为电子产品的基础单元，其产品质量直接关系到整机性能的优劣，因此在电路板生产及检验过程中，电路板常温性能测试是一个必不可少的重要环节。但在生产实践中，由于每个电路板的外形尺寸、接插件的种类型号以及芯线定义各不相同，电路板测试所需资源也纷繁复杂，因此针对特定电路板进行测试的系统平台的搭建、标定存在生产准备工作复杂、周期长且有可能重复投资等弊端。

为此，研制一种适用于生产线的通用化自动测试平台便显得尤其迫切和必要。

本文阐述了一种通用型的电路板常温测试平台，该平台通过由通用适配器和可更换测试组件组成的测试工装对测试资源进行集成和调用，然后对电路板进行测试。该测试平台着眼于生产线的需求，极力实现测试平台通用化、标准化及可扩展性，而平时只需要维护和定检，这大大缩短了电路板测试的准备周期，提高了生产效率，也节约了测试平台的开发及维护成本。

1 总体方案设计

电路板通用常温测试平台的总体设计思路是在平台内设计一套测试工装，该测试工装包括通用适配器、可更换测试组件。通过资源整合将平台内所有测试资源信号集成于通用适配器中，然后借助连接到通用适配器的可更换测试组件完成对被测电路板所需资源信号的调取，在将被测电路板插入测试组件后，即可进行常温测试工作。当被测对象改变时，只需更换测试组件，即可完成测试资源及接口的转换工作，随后便可对新被测对象进行测试。

一般而言，测试平台的测试资源包括程控电源、工控机、接口控制器、各类测试仪器等等。在测试中，以工控机为“中枢心脏”，负责向测试仪器、通用适配器发送控制信号，并与它们通讯，同时接收仪器及通用适配器发回的信息，做出判断后，送给显控终端，达到数据显示、人机交互的目的。其系统组成如图1所示。

对应于总体设计思路，我们对电路板通用常温测试平台的物理形态设计采用标准19英寸机柜架构，所有测试资源设备均由托盘或导轨安装在机柜里；从人机工程角度考虑，显示器、开关指示灯面板、测试工装、操作平台（含可抽拉键盘鼠标盒）等安装在机柜前面板，如图2所示。

图1 电路板通用常温测试平台系统组成图

图2 电路板通用常温测试平台结构组成图

1—机柜 2—测试仪器 3—显示器 4—开关指示灯面板5—测试工装 6—被测电路板 7—操作平台

2 测试工装设计

测试工装包括通用适配器和可更换测试组件。每个测试平台中只配备一个通用适配器，而测试组件数量与被测电路板种类按1:1配置。当被测电路板改变时，测试组件需随之更换，为方便更换，设计中将通用适配器和测试组件配对机械结构设计为快速定位并锁定的结构，当结构锁定后即可实现两者电接口的联通。

具体方法是在通用适配器上设置一对导向块，每个导向块上分别开有两个导向槽。与之对应，在测试组件上设置有4个导向柱。配装时，只需将测试组件上的导向柱对齐导向槽放入，然后让测试组件沿导槽滑入即可使得两者配对电插座定位，最后再水平转动两侧助力手柄，借助杠杆式助力手柄提供的足够插合力，便可将测试组件插头压入通用适配器插座上，从而完成锁定工作，如图3所示。换下测试组件的操作流程与上述过程相反。整个更换操作快捷、方便。

图3 测试工装配装示意图

1—通用适配器 2—测试组件 3—被测电路板 4—导向块5—助力手柄 6—导向柱

2.1 通用适配器设计

通用适配器功能是将平台内测试资源集成整合，其结构形态如图4所示。其主体包括一个金属框架、一块适配器电路板、两个导槽块及其附属助力手柄。

图4 通用适配器结构

1—金属框架 2—适配器电路板 3—插座B 4—插座A 5—导槽块 6—助力手柄

由于我国目前的电力调度系统的局限性，各系统间的数据资源无法共享，这在很大程度上影响了我国电力调度的效率，减缓了我国经济发展的速度，对东部发达地区的影响尤为突出。因此，建设公共信息平台来开展电力调度系统的数据资源共享和整合工作显得着实必要。

2.2 测试组件设计

测试组件的功能是将通用适配器集中到插座B内的各项测试资源依据被测电路板需求进行资源调用，其结构形态如图5所示。其主体包括1个金属框架、4个导向柱、多组配对的上导轨及下导轨。

图5 测试组件结构

1—金属框架 2—导向柱 3—测试组件电路板 4—插头C 5—插座D 6—上导轨 7—下导轨

金属框架设计为箱体结构，该种形式能为测试组件电路板提供较好的刚性支撑。测试电路板后背面设置有3个插头C，用来从通用适配器调用特定测试资源信号，然后再通过该电路板上布线（或通过电缆）将资源信号调用到前面3个多芯插座D（可同时测试3个同型电路板）。另外，测试组件前面对应于每个插座D设置有导轨，用来在被测电路板插入测试组件时进行导向。

2.3 被测电路板载板设计

生产实践中被测电路板形状尺寸各异，为实现测试工装的通用化、标准化，需设计一外形及尺寸一致的被测电路板载板。该载板设计为中间镂空的板状结构（避让被测电路板上器件），然后在载板边角处设置一杠杆结构的助力扳手来应对电插座插合力，如图6所示。

图6 载板结构

1—被测电路板 2—载板 3—助力扳手

在测试时，先将被测电路板加装到载板上，形成整体结构。然后再利用载板侧边沿测试组件的上下导轨插入，最后采用安装在载板上的助力扳手将被测电路板插头插入到插座D中，而后便可以测试（图3）。测试完成后，再借助载板上的助力扳手将被测电路板从插座D中拔出。

3 应用效果

自上述方案应用于我单位电路板常温测试生产实践后，我们做了一份简要跟踪统计，如表1所示。

表1 测试平台转换效率简要统计

由此可见，本文所述方案可满足生产线上对于多型号电路板的常温性能测试需频繁调整测试平台测试资源的需求，同时转换过程方便快捷，提高了测试平台的利用率和转换效率，由此带来了较大的经济效益。