CN112014725B - 电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法。由测试探针、测试装置和控制终端组成检测装置，所述检测装置中测试探针和测试装置电连接，所述测试装置和控制终端电连接；本发明的有益效果在于：本发明可以对故障点进行定位判断——判断出被检电路板上哪个结点出现故障而导致电路板的整体故障，实现对电路板故障的准确定位。与通常的建模分析相比，本方法可有效降低电路板的故障检测难度，提高检测效率。

Description

电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法

技术领域

本发明涉及电子电路板检测技术领域，特别涉及一种电子电路板的多结点电压波形预存储故障检测方法。

背景技术

目前，电子电路板的故障是通过测试性建模分析工作获取的，测试性建模的输入数据一般包括电路板的故障模式、规划的测试等。测试主要是根据经验进行设计规划的。然后建模分析，建模分析是分析电路板中所有可能产生的故障模式及其对电路板造成的所有可能影响，并按每一个故障模式的严重程度予以分类的一种归纳分析方法。建模分析中，故障影响按约定层次划分为局部影响、上层影响与最终影响。但是建模过程十分繁杂，而且故障地点难以确定。

发明内容

本发明提供一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，用以解决建模过程十分繁杂，而且故障地点难以确定的情况。

一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，包括由测试探针、测试装置和控制终端组成检测装置，所述检测装置中测试探针和测试装置电连接，所述测试装置和控制终端电连接；其中，

所述检测方法包括：

将测试探针与预设标准板连接，获取多个电路结点的电压信号；

通过所述测试装置将所述预设标准板的电压信号转化为标准测试数据，并存储于控制终端中，生成标准曲线图；其中，

所述标准测试数据至少包括测试装置控制参数和预设标准板的基准结点信息；

将测试探针与被检电路板连接，根据所述测试装置控制参数，获取一个或多个电路结点的电压信号；

通过所述测试装置将所述被检电路板的电压信号转化为检测数据，并存储于控制终端中，生成运行曲线图；其中，

所述检测数据至少包括测试装置控制参数和被检测电路板的检测结点信息；

通过所述基准结点信息和检测结点信息，在所述控制终端中确定对应结点的标准曲线图和运行曲线图；

计算所述标准曲线图和运行曲线图重合程度，判断所述被检电路板的是否故障。

作为本发明的一种实施例，其特征在于：

所述测试探针包括绝缘外壳和吸附针尖；其中，

所述绝缘外壳内部设置有柔性采集电路板和多路选择器；其中，

所述柔性采集电路板为多层电路板；

所述柔性采集电路板至少包括两个导电层，所述两个导电层之间设置有绝缘层；其中，

所述导电层包括同材料导电层和异材料导电层；

所述多层电路板中每个导电层与所述多路选择器的一个输入端电连接；

所述吸附针尖由复合导电材料组成硬质吸附针尖，所述吸附针尖的表面涂敷有导电涂层。

作为本发明的一种实施例，所述测试装置包括：幅度变换电路、模数转换电路、缓冲储存器、读取控制器；其中，

所述幅度变换电路的输出端与模数转换电路的输入端电连接，所述模数转换电路的输出端与所述缓冲储存器的输入端电连接，所述缓冲储存器的输出端与所述读取控制器的输入端电连接；

所述模数转换电路采用A/D转换器；

所述缓冲储存器为高速储存器；

所述读取控制器为CPU或MCU。

作为本发明的一种实施例，所述生成标准曲线图/运行曲线图包括如下步骤：

步骤1：将测试探针与所述预设标准板/被检电路板的结点电连接；

步骤2：通过预设电源输出驱动电压，驱动所述预设标准板/被检电路板运行；

步骤3：通过所述测试探针按照预设检测时间在所述预设标准板/被检电路板上进行间隔采样，获取多组结点的电压和角频率；其中，

所述结点的电压和角频率的组数等于所述测试探针的柔性采集电路板中导电层的层数；

步骤4：通过平均算法求取多组结点平均电压和平均角频率；

步骤5：将所述预设标准板/被检电路板的结点的平均电压和平均角频率通过数模转换得到所述结点的波形数据；

步骤6：将所述结点的检测波形数据通过控制终端转化为标准曲线图/运行曲线图。

作为本发明的一种实施例，所述步骤3包括：

步骤S1:获取所述预设标准板/被检电路板上任意结点的实时电压U_i实，并确定相应结点的电感和电容；

其中，所述f为谐振频率；所述L_i表示第i个结点的电感；所述C_i表示第i个结点的电容；

步骤S2：根据所述电感和电容，计算相应结点的标准阻抗和标准角频率：

其中，所述w_i表示第i个结点的标准角频率；所述R_i表示第i个结点的电阻；所述Z_i表示第i个结点的标准阻抗；

步骤S3：根据所述标准阻抗和标准角频率，确定相应结点的电流和电压：

其中，所述t表示检测时间；I_i检表示第i个结点标准电流；所述U_i标表示第i个结点标准电压；所述U_工表示预设标准板的工作电压；所述f表示幅度；

步骤S4:预设间隔时间，根据所述间隔时间获取所述预设标准板/被检电路板上每一个结点的多组标准电压和标准角频率；其中，

所述间隔时间的内获取的多组标准电压和标准角频率从所述柔性采集电路板中不同的导电层进行传输。

作为本发明的一种实施例，所述步骤4包括：

通过累加求均值的方式确定所述结点的平均电压和平均检测角频率：

其中，所述m表示所述导电层的层数；所述

表示第i个结点通过第j层传输的平均角频率；所述

表示第i个结点通过第j层传输的平均电压；所述w_ij表示第i个结点通过第j层传输的角频率；所述

表示第i个结点通过第j层传输的电压。

作为本发明的一种实施例，所述步骤5包括：

步骤S10:将所述结点的平均电压和平均角频率转化为单频波形信号：

其中，所述Z_ij表示第i个结点通过第j层传输的阻抗；所述T表示波形周期，所述t表示检测时间；

步骤S11：基于数模转换，确定结点波形表达式为：

其中，所述l表示波长；

步骤S11：基于傅里叶变换，将检测时间代入，确定所述结点阶梯波形：

其中，所述S(t_i)表示第i个结点在检测时间内的阶梯波形；

步骤S12：将所述阶梯波型通过可视化工具以曲线图的形式输出，其中，

所述曲线图为所述预设标准板的标准曲线图或所述被检电路板的运行曲线图。

作为本发明的一种实施例，所述计算所述标准曲线图和运行曲线图重合程度，判断所述被检电路板的是否故障，包括以下步骤：

步骤1：根据所述标准曲线图和运行曲线图，分别确定所述预设预设标准板的坐标集合Q(x_k,y_k)和所述被检电路板的坐标集合E(a_k,b_k)：

Q＝{(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)……(x_k,y_k)}；

E＝{(a₁,b₁)，(a₂,b₂)，(a₃,b₃)……(a_k,b_k)}；

其中，所述x_k表示标准曲线图第k个坐标点的横坐标；所述y_k表示标准曲线图第k个坐标点的纵坐标；所述a_k表示标准曲线图第k个坐标点的横坐标；所述b_k表示标准曲线图第k个坐标点的纵坐标；

步骤2：根据所述设预设标准板的坐标集合和被检电路板的坐标集合，确定所述标准曲线图和运行曲线图上坐标差异模型QH：

其中，所述σ_k表示所述标准曲线图和运行曲线图的协方差矩阵均值；所述ρ对比的坐标点的数量；

步骤3：根据根据所述设预设标准板的坐标集合和被检电路板的坐标集合，确定所述标准曲线图和运行曲线图的重合程度H：

其中，所述F表示预设的阈值，当所述H≥1时，表示两个结点重合程度高，对应的检测结点没有故障；当所述H＜1时，表示两个结点重合程度低，对应的检测结点没有故障。

作为本发明的一种实施例，所述方法还包括：

根据所述测试探针感应所述被检测电路板的结点是否存在电压信号；通过所述测试装置中预设运算放大器电路对感应的电压信号与运算放大器的基准电源端接入的基准电源Vref进行比例运放处理；

通过所述测试装置的MCU电路对运算放大器电路输出的电压信号进行ADC转换及采样，确定采样电压；其中，

当所述采样电压低于与所述基准电源放大后的电压值相同，则判断为所述结点断路；如果采样信号高于预设的采样基准电压值，则判断所述结点短路。

作为本发明的一种实施例，所述方法还包括：

当所述被检电路板具有多个故障结点时，根据所述标准曲线图和运行曲线图进行分类，并生成故障报告，具体步骤如下：

获取不同结点的标准曲线图和运行曲线图未重合部分的坐标点，生成坐标点集合；

筛选所述坐标点集合中的相同坐标点，并对具有相同坐标点的集合进行分类；

根据所述重合程度和分类的坐标点，筛选出具有相同故障的结点；

对具有相同故障的结点进行按照故障类型进行分类；

根据分类后的结点和对应的故障类型，生成故障报告。

本发明的有益效果在于：本发明可以对故障点进行定点判断，判断出被检电路板上那个结点出现故障而导致电路板的整体故障，实现对电路板中故障点的精确定位。不用费时间建模分析，极大地提高了故障点确定的时间，提高了故障点发现的效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法的方法流程图；

图2为本发明实施例中一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法的器件组成图；

图3为本发明实施例中测试装置的组成图；

图4为本发明实施例中一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法的器件连接图；

图5为本发明实施例中一种标准曲线图和运行曲线图的对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如附图1、附图2和附图4所示，一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，包括由测试探针1、测试装置2和控制终端3组成检测装置，所述检测装置中测试探针1和测试装置2电连接使用USB数据线4连接，所述测试装置2和控制终端3电连接；其中，

所述检测方法包括：

步骤100：将测试探针与预设标准板连接，获取多个电路结点的电压信号；

步骤101：通过所述测试装置将所述预设标准板的电压信号转化为标准测试数据，(优选为：将各信号转化为标准测试数据，连同相应的对测试装置的设置参数以及结点信息；其中，测试不同信号需要用不同的控制参数设置测试装置)并存储于控制终端中，生成标准曲线图集合；其中，

所述标准测试数据至少包括测试装置控制参数和预设标准板的基准结点信息；

步骤102：将测试探针与被检电路板连接，根据所述测试装置控制参数，(控制参数是控制检测时的输入参数，包括在标准板上已经取得标准数据的结点集合中，所以可以自动使用相应结点的设置参数)获取一个或多个结点的电压信号；

步骤103：通过所述测试装置将所述电压信号转化为检测数据，并存储于控制终端中，生成运行曲线图；其中，

所述检测数据至少包括测试装置控制参数和被检测电路板的检测结点信息；

步骤104：通过所述基准结点信息和检测结点信息，在所述控制终端中确定对应结点的标准曲线图和运行曲线图；

步骤105：计算所述标准曲线图和运行曲线图重合程度，判断所述被检电路板的是否故障。在具有故障时，通过控制终端，可以接收故障的信号。因为每一个结点的位置都是不同的，本发明在每检测一件发明后都会进行记录结点额位置只检测结点信息，从而使得在检测多个结点时，能更加方便的显示多个结点的位置信息，位置信息，以编码或位置视图体现，位置视图标记每个结点的位址。

在一个实施例中：

要测试电路板上的电压波形，需要给被测电路板施加工作电源，也可能要施加某种让电路板能够稳定在某个工作状态的驱动信号。这和具体的被测试电路板相关。测试探棒由测试人员握在手中，如果需要测试电路板上某个元器件结点上的电压波形，由测试人员用探棒稳定触到该结点。被测试信号通过测试探棒进入测试装置，转换为测试数据传送到电脑；也可把测试探棒固定在类似于机械手的装置上，用电脑控制移动和触及被测试点，即检测的结点。

在一个实施例中：从一块好的电路板(即，标准板)上采集器件结点的电压波形以及测试装置的各个波形的测试设置参数，存入电脑，作为将来检测故障电路板时自动设置测试参数以及参照标准；

测试一块同样的但是有故障的电路板(被检电路板)。通过利用已经学习的设置参数和波形，大大降低了检测的技术难度，提高了检测效率。

上述技术方案的有益效果在于：本发明可以对故障点进行定点判断，判断出被检电路板上那个结点出现故障而导致电路板的整体故障，实现对电路板中故障点的精确定位。不用费时间建模分析，本发明虽然极大地提高了故障点确定的时间，提高了故障点发现的效率。

作为本发明的一种实施例，其特征在于：

所述测试探针1包括绝缘外壳和吸附针尖；其中，

绝缘外壳为圆筒状的绝缘材料外壳，绝缘材料的材质为现有绝缘材料。

所述绝缘外壳内部设置有柔性采集电路板和多路选择器；其中，

柔性电路板和多路选择器电连接，柔性电路板的分层根据实际需要设置层数，层数也和绝缘外壳的大小相关。绝缘外壳越小，柔性电路板的层数越小。

所述柔性采集电路板为多层电路板；多层电路板可以通过多个输出通道输出将同一结点的采集信息通过不同的导电材料或相同导电材料进行传递。

所述柔性采集电路板至少包括两个导电层，所述两个导电层之间设置有绝缘层；其中，绝缘层防止导电层之间互相干扰。

所述导电层包括同材料导电层和异材料导电层；

所述多层电路板中每个导电层与所述多路选择器的一个输入端电连接；实现对不同导电层采集的电路信息进行隔离。

所述吸附针尖由复合导电材料组成硬质吸附针尖，所述吸附针尖的表面涂敷有导电涂层。导电涂层可以在一定程度上防止电磁干扰，而且可以防止外物干扰，还不影响导电性能。

上述技术方案的有益效果在于：可以将采集的电路信息通过不同的导电材料和导电通道进行传输，进而实现对采集的故障点电流和电压信息进行处理，得到更加精确的电流和电压信息。导电涂层可以防止外物干扰，还不影响导电性能。

作为本发明的一种实施例，其特征在于，如附图3所示，所述测试装置包括：幅度变换电路为多通道幅度变换电路；模数转换电路、缓冲储存器、读取控制器；其中，

所述幅度变换电路的输出端与模数转换电路的输入端电连接，所述模数转换电路的输出端与所述缓冲储存器的输入端电连接，所述缓冲储存器的输出端与所述读取控制器的输入端电连接；

所述幅度变换电路为多通道幅度变换电路；

所述模数转换电路采用A/D转换器；

所述缓冲储存器为高速储存器；

所述读取控制器为CPU或MCU，CPU或MCU按照实际设计标准选取专业测试用CPU或MCU。

上述技术方案的有益效果在于：多通道幅度变换电路可以对不同导电层获取的电流电压进行的幅度进行变换，因为通道不同，不同的点电路信息之间互不干扰，缓冲储存器可以对各通道的高速电路信号进行缓存，缓解瞬间计算压力过大。CPU或MCU对所述电流和电压信息进行处理，得到状态图。

作为本发明的一种实施例，其特征在于，所述生成标准曲线图/运行曲线图包括如下步骤：

步骤1：将测试探针与所述预设标准板/被检电路板的结点电连接；

步骤2：通过预设电源输出驱动电压，驱动所述预设标准板/被检电路板运行；

步骤3：通过所述测试探针按照预设检测时间在所述预设标准板/被检电路板上进行间隔采样，获取多组结点的电压和角频率；其中，

所述结点的电压和角频率的组数等于所述测试探针的柔性采集电路板中导电层的层数；

步骤4：通过平均算法求取多组结点平均电压和平均角频率；

步骤5：将所述预设标准板/被检电路板的结点的平均电压和平均角频率通过数模转换得到所述结点的波形数据；

步骤6：将所述结点的检测波形数据通过控制终端转化为标准曲线图/运行曲线图。

上述技术方案的有益效果在于：本发明中标准曲线图和被检电路板的运行曲线图的获取过程相同，检测电压为检测时的实时状态。间隔采样可以通过不同的采样数据相互印证，保证数据的精确性。将平均值作为标准值。既可以减少建模计算过程，还不对最终的结果产生影响。数模转换和傅里叶变换是可以通过原始信号得到电路波形的正弦信号，从而确定波形图。使用时测试者把探棒稳定地触在元器件的管脚(结点)上，电脑通过USB向测试装置发送控制命令——设置测试参数、启动测试、上传数据等，并接受测试装置上传的数据。

本发明在控制装置中运行时包括以下步骤：

连接好测试装置和电路板的地线、给被测试电路板施加(与步骤2同样的)驱动信号；在控制设备的主界面中选中检测功能；

用鼠标在屏幕上选中要测试的结点、鼠标单击启动测试按钮，电脑通过USB口向测试装置发出测试并上传数据的指令；

测试者把探棒稳定的放在指定的结点(元件结点)上，该结点的波形便显示在右边相应的小框中；并同时存放在电脑中；

测试者在屏幕上选测另一结点，重复上述过程，采集并存储相应数据。

作为本发明的一种实施例，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤S1:获取所述预设标准板/被检电路板上任意结点的实时电压U_i实，并确定相应结点的电感和电容；

其中，所述f为谐振频率；所述L_i表示第i个结点的电感；所述C_i表示第i个结点的电容；

步骤S2：根据所述电感和电容，计算相应结点的标准阻抗和标准角频率：

其中，所述w_i表示第i个结点的标准角频率；所述R_i表示第i个结点的电阻；所述Z_i表示第i个结点的标准阻抗；

步骤S3：根据所述标准阻抗和标准角频率，确定相应结点的电流和电压：

其中，所述t表示检测时间；I_i检表示第i个结点标准电流；所述U_i标表示第i个结点标准电压；所述U_工表示预设标准板的工作电压；所述f表示幅度；

步骤S4:预设间隔时间，根据所述间隔时间获取所述预设标准板/被检电路板上每一个结点的多组标准电压和标准角频率；其中，

所述间隔时间的内获取的多组标准电压和标准角频率从所述柔性采集电路板中不同的导电层进行传输。

上述技术方案的有益效果在于：本发明通过测量被检电路板的电压状态，进而通过被检电路板上的电路电感和电容，计算被检电路板的谐振状态。因为任何电路板上都存在谐振效应，因此，通过电容和电感减少对电路的影响，即，滤波；本发明在检测时，考虑滤波因素，进而在考虑滤波因素的情况下，获得实时的电压和电流，使得最终对故障的判断结果更加精确。

作为本发明的一种实施例，其特征在于，所述步骤4包括：

通过累加求均值的方式确定所述结点的平均电压和平均检测角频率：

其中，所述m表示所述导电层的层数；所述

表示第i个结点通过第j层传输的平均角频率；所述

表示第i个结点通过第j层传输的平均电压；所述w_ij表示第i个结点通过第j层传输的角频率；所述U_ij标表示第i个结点通过第j层传输的电压。

上述技术方案的有益效果在于：本发明将通过计算平均检测电压

和平均检测角频率

得到了每个结点的最标准的电压数据和角频率数据，并作为最终的标准检测电压、和标准检测角频率，在平均参数变化不正常的情况下标准参数必定也产生了同样的变化规律，进而减少了计算量，还不对后期结果产生影响。

作为本发明的一种实施例，其特征在于，所述步骤5包括：

步骤S10:将所述结点的平均电压和平均角频率转化为单频波形信号：

在一个可选实施例中：计算

平均阻抗和平均电流，根据所述平均阻抗和平局电流计算单频波形信号。

其中，所述Z_ij表示第i个结点通过第j层传输的阻抗；所述T表示波形周期，所述t表示检测时间；

步骤S11：基于数模转换，确定结点波形表达式为：

其中，所述l表示波长；

步骤S11：基于傅里叶变换，将检测时间代入，确定所述结点阶梯波形：

其中，所述S(t_i)表示第i个结点在检测时间内的阶梯波形；

步骤S12：将所述阶梯波型通过可视化工具以曲线图的形式输出，其中，

所述曲线图为所述预设标准板的标准曲线图或所述被检电路板的运行曲线图。

上技术方案额有益效果在于：本发明通过数模转换将计算得到的标准检测电流、标准检测电压、标准检测阻抗和标准检测角频率转化为单频波形信号，进而得到了实时波形状态；最后通过傅里叶变换，将时间参数代入，进而得到了被检测的检测板阶梯式的正弦波形信号，通过正弦波形信号的差异度判断得到被检电路板是否故障。

作为本发明的一种实施例，其特征在于，所述计算所述标准曲线图和运行曲线图重合程度，判断所述被检电路板的是否故障，包括以下步骤：

步骤1：根据所述标准曲线图和运行曲线图，分别确定所述预设预设标准板的坐标集合Q(x_k,y_k)和所述被检电路板的坐标集合E(a_k,b_k)：

Q＝{(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)……(x_k,y_k)}；

E＝{(a₁,b₁)，(a₂,b₂)，(a₃,b₃)……(a_k,b_k)}；

其中，所述x_k表示标准曲线图第k个坐标点的横坐标；所述y_k表示标准曲线图第k个坐标点的纵坐标；所述a_k表示标准曲线图第k个坐标点的横坐标；所述b_k表示标准曲线图第k个坐标点的纵坐标；

步骤2：根据所述设预设标准板的坐标集合和被检电路板的坐标集合，确定所述标准曲线图和运行曲线图上坐标差异值QH：

其中，所述σ_k表示所述标准曲线图和运行曲线图的协方差矩阵均值；所述ρ对比的坐标点的数量；

步骤3：根据所述设预设标准板的坐标集合和被检电路板的坐标集合，确定所述标准曲线图和运行曲线图的重合程度H：

其中，所述F表示预设的阈值，当所述H≥1时，表示两个结点重合程度高，对应的检测结点没有故障；当所述H＜1时，表示两个结点重合程度低，对应的检测结点没有故障。

在一个实施例(以电脑为例)：在控制装置的主界面上用鼠标选中比较测试功能；在主界面的索引窗口中找到存放了该种电路板学习数据的文件并调出显示在屏幕上——该电路板的图像以及当选中某个元器件时，该器件各结点(结点)的学习波形都会显示出来；

设置故障电路板的工作状态——施加电源及驱动信号。注意要和学习时完全一致；

用鼠标在屏幕上选中比较功能；

选中要测试的结点(器件结点)，启动测试后，电脑用该结点测试标准板时的设置参数设置测试装置，控制测试装置采集并上传测试数据；与标准数据同时显示在同一结点曲线窗口；测试者根据曲线的重合程度判断故障。

如附图5所示，图中，上侧线条是事先学习测试的，即预设标准板的曲线，下侧线条是检测故障时测试的被检电路板的曲线，表示明显有故障

上述技术方案的有益效果在于：本发明最终标准曲线图和运行曲线图的做标集合，基于坐标之间的差异和原始坐标，判断曲线的重合程度，本发明将标准曲线图和运行曲线图代入计算重合程度的公式进行对比判断时，基于主要基于标准曲线图和运行曲线图的坐标和整体曲线的分布差异度，并在和预设阈值对比后，判断结点的状态是否故障。故障时，结点的电路曲线时不能按照正常规律运行，因此，检测点故障，检测点为检测的结点。在具体实施时，如果检测单个结点，可以通过单个结点的曲线重合程度进行判断，即直接通过探针接触对应的结点，属于直接判断。当检测多个结点的状态时，通过探针直接分别接触需要检测的结点，然后直接录入需要的结点状态。多个结点中具有故障的结点会直接根据通过控制终端的显示界面中显示出来。

为本发明的一种实施例，所述方法还包括：

根据所述测试探针1感应所述被检测电路板5的结点是否存在电压信号；

通过所述测试装置2中预设运算放大器电路对感应的电压信号与运算放大器的基准电源端接入的基准电源Vref进行比例运放处理；

通过所述测试装置2的MCU电路对运算放大器电路输出的电压信号进行ADC转换及采样，确定采样电压；其中，

当所述采样电压等于所述基准电源放大后的电压值，则判断为所述结点断路；如果采样信号高于所述基准电源的电压值，则判断所述结点短路。

上述技术方案的原理和有益效果在于：本发明通过设置基准电压和运算放大器，对所述被检电路板的故障进行预先检测，分辨出断路的结点和短路的结点。减少在结点检验环节的时间消耗，通过预先的检测可以对检测结点进行先期筛选，如果只有短路和短路故障可以直接解决，也可以在具有大量结点需要进行检测时，减少结点检测的工作量。

作为本发明的一种实施例，所述方法还包括：

当所述被检电路板具有多个故障结点时，根据所述标准曲线图和运行曲线图进行分类，并生成故障报告，具体步骤如下：

获取不同结点的标准曲线图和运行曲线图未重合部分的坐标点，生成坐标点集合；

筛选所述坐标点集合中的相同坐标点，并对具有相同坐标点的集合进行分类；

根据所述重合程度和分类的坐标点，筛选出具有相同故障的结点；

对具有相同故障的结点进行按照故障类型进行分类；

根据分类后的结点和对应的故障类型，生成故障报告。

在具有大量的结点需要进行检测时，可能存在一些结点的故障是相同的，因此本发明基于不重合区域的坐标点，对结点进行划分，不仅可以对同一类故障进行综合处理，还不需要对每一个结点进行单独分析。通过出具综合的故障检测报告，每一种故障类型的结点在哪里，一目了然，减少故障处理时，消耗的时间和工作量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，包括由测试探针(1)、测试装置(2)和控制终端(3)组成检测装置，所述检测装置(2)中测试探针(1)和测试装置(2)电连接，所述测试装置(2)和控制终端(3)电连接；其中，

所述检测方法包括：

将测试探针(1)与预设标准板连接，获取多个电路结点的电压信号；

通过所述测试装置(2)将所述预设标准板的电压信号转化为标准测试数据，并存储于控制终端(3)中，生成标准曲线图；其中，

所述标准测试数据至少包括测试装置(2)控制参数和预设标准板的基准结点信息；

将测试探针(1)与被检电路板(5)连接，根据所述测试装置(2)控制参数，获取一个或多个电路结点的电压信号；

通过所述测试装置(2)将所述被检电路板(5)的电压信号转化为检测数据，并存储于控制终端(3)中，生成运行曲线图；其中，

所述检测数据至少包括测试装置(2)控制参数和被检测电路板的检测结点信息；

通过所述基准结点信息和检测结点信息，在所述控制终端(3)中确定对应结点的标准曲线图和运行曲线图；

计算所述标准曲线图和运行曲线图重合程度，判断所述被检电路板(5)是否故障；

所述计算所述标准曲线图和运行曲线图重合程度，判断所述被检电路板(5)是否故障，包括以下步骤：

步骤1：根据所述标准曲线图和运行曲线图，分别确定所述预设标准板的坐标集合Q(x_k,y_k)和所述被检电路板的坐标集合E(a_k,b_k)：

Q＝{(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，(x₃,y₃)……(x_k,y_k)}；

E＝{(a₁,b₁)，(a₂,b₂)，(a₃,b₃)……(a_k,b_k)}；

其中，所述x_k表示标准曲线图第k个坐标点的横坐标；所述y_k表示标准曲线图第k个坐标点的纵坐标；所述a_k表示标准曲线图第k个坐标点的横坐标；所述b_k表示标准曲线图第k个坐标点的纵坐标；

步骤2：根据所述预设标准板的坐标集合和被检电路板(5)的坐标集合，确定所述标准曲线图和运行曲线图上坐标差异模型QE：

其中，所述σ_k表示所述标准曲线图和运行曲线图的协方差矩阵均值；所述ρ对比的坐标点的数量；

步骤3：根据所述预设标准板的坐标集合和被检电路板(5)的坐标集合，确定所述标准曲线图和运行曲线图的重合程度H：

其中，所述F表示预设的阈值，当所述H≥1时，表示两个结点重合程度高，对应的检测结点没有故障；当所述H＜1时，表示两个结点重合程度低，对应的检测结点没有故障。

2.根据权利要求1所述的一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于：

所述测试探针(1)包括绝缘外壳和吸附针尖；其中，

所述绝缘外壳内部设置有柔性采集电路板和多路选择器；其中，

所述柔性采集电路板为多层电路板；

所述柔性采集电路板至少包括两个导电层，所述两个导电层之间设置有绝缘层；其中，

所述导电层包括同材料导电层和异材料导电层；

所述多层电路板中每个导电层与所述多路选择器的一个输入端电连接；

所述吸附针尖由复合导电材料组成硬质吸附针尖，所述吸附针尖的表面涂敷有导电涂层。

3.根据权利要求1所述的一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，所述测试装置(2)包括：幅度变换电路、模数转换电路、缓冲储存器、读取控制器；其中，

所述幅度变换电路的输出端与模数转换电路的输入端电连接，所述模数转换电路的输出端与所述缓冲储存器的输入端电连接，所述缓冲储存器的输出端与所述读取控制器的输入端电连接；

所述模数转换电路采用A/D转换器；

所述缓冲储存器为高速储存器；

所述读取控制器为CPU或MCU。

4.根据权利要求2所述的一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，所述生成标准曲线图/运行曲线图包括如下步骤：

步骤1：将测试探针(1)与所述预设标准板/被检电路板的结点电连接；

步骤2：通过预设电源输出驱动电压，驱动所述预设标准板/被检电路板运行；

步骤3：通过所述测试探针(1)按照预设检测时间在所述预设标准板/被检电路板上进行间隔采样，获取多组结点的电压和角频率；其中，

所述结点的电压和角频率的组数等于所述测试探针(1)的柔性采集电路板中导电层的层数；

步骤4：通过平均算法求取多组结点平均电压和平均角频率；

步骤5：将所述预设标准板/被检电路板的结点的平均电压和平均角频率通过数模转换得到所述结点的波形数据；

步骤6：将所述结点的检测波形数据通过控制终端转化为标准曲线图/运行曲线图。

5.根据权利要求4所述的一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤S1:获取所述预设标准板/被检电路板上任意结点的实时电压U_i实，并确定相应结点的电感和电容；

其中，所述f为谐振频率；所述L_i表示第i个结点的电感；所述C_i表示第i个结点的电容；

步骤S2：根据所述电感和电容，计算相应结点的标准阻抗和标准角频率：

其中，所述w_i表示第i个结点的标准角频率；所述R_i表示第i个结点的电阻；所述Z_i表示第i个结点的标准阻抗；

步骤S3：根据所述标准阻抗和标准角频率，确定相应结点的电流和电压：

U_i标＝fL_iI_i标cosw_it；

其中，所述t表示检测时间；I_i检表示第i个结点标准电流；所述U_i标表示第i个结点标准电压；所述U_工表示预设标准板的工作电压；所述f表示幅度

步骤S4:预设间隔时间，根据所述间隔时间获取所述预设标准板/被检电路板上每一个结点的多组标准电压和标准角频率；其中，

所述间隔时间的内获取的多组标准电压和标准角频率从所述柔性采集电路板中不同的导电层进行传输。

6.根据权利要求5所述的一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，所述步骤4包括：

通过累加求均值的方式确定所述结点的平均电压和平均检测角频率：

其中，所述m表示所述导电层的层数；所述

表示第i个结点通过第j层传输的平均角频率；所述

表示第i个结点通过第j层传输的平均电压；所述w_ij表示第i个结点通过第j层传输的角频率；所述U_ij标表示第i个结点通过第j层传输的电压。

7.根据权利要求6所述的一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，所述步骤5包括：

步骤S10:将所述结点的平均电压和平均角频率转化为单频波形信号：

其中，所述Z_ij表示第i个结点通过第j层传输的阻抗；所述T表示波形周期，所述t表示检测时间；

步骤S11：基于数模转换，确定结点波形表达式为：

其中，所述l表示波长；

步骤S11：基于傅里叶变换，将检测时间代入，确定所述结点阶梯波形：

其中，所述S(t_i)表示第i个结点在检测时间内的阶梯波形；

步骤S12：将所述阶梯波型通过可视化工具以曲线图的形式输出，其中，

所述曲线图为所述预设标准板的标准曲线图或所述被检电路板的运行曲线图。

8.根据权利要求1所述的一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述测试探针(1)感应所述被检测电路板(5)的结点是否存在电压信号；

通过所述测试装置(2)中预设运算放大器电路对感应的电压信号与运算放大器的基准电源端接入的基准电源Vref进行比例运放处理；

通过所述测试装置(2)的MCU电路对运算放大器电路输出的电压信号进行ADC转换及采样，确定采样电压；其中，

当所述采样电压等于所述基准电源放大后的电压值，则判断为所述结点断路；如果采样信号高于所述基准电源的电压值，则判断所述结点短路。

9.根据权利要求1所述的一种电子电路板的多结点波形预存储故障检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述被检电路板(5)具有多个故障结点时，根据所述标准曲线图和运行曲线图进行分类，并生成故障报告，具体步骤如下：

获取不同结点的标准曲线图和运行曲线图未重合部分的坐标点，生成坐标点集合；

筛选所述坐标点集合中的相同坐标点，并对具有相同坐标点的集合进行分类；

根据所述重合程度和分类的坐标点，筛选出具有相同故障的结点；

对具有相同故障的结点进行按照故障类型进行分类；

根据分类后的结点和对应的故障类型，生成故障报告。

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