一种用于电机控制器的测试工装的制作方法

1.本发明属于电机控制领域，具体涉及一种用于电机控制器的测试工装。


背景技术：

2.电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度和响应时间进行工作的集成电路。目前设计投入生产的电机控制器结构复杂功能多样，在工厂的生产过程中很有可能产出劣质品。因此，新生产的电机控制器在投入使用之前进行工装检测是必不可少的。
3.目前针对大规模生产的电机控制器没有一套完整严格多功能的自动检测装置，现有的检测装置多数通过ad采集方式测量被测信号电压值。这种检测方式通常只能检测电压幅值且检测结果不精确，难以检测频率、周期等与时间有关的信号项。同时，现有的检测装置也存在着无法进行控制器的通讯功能检测，和无法脱离上位机检测等问题。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供了一种用于电机控制器的测试工装，该测试工装能够实现对多种电机控制器的信号检测和通讯功能检测，具有扩展性强，兼容性好，控制稳定的优点。
5.本发明的技术方案如下所示：一种用于电机控制器的测试工装，包括上位机配置软件、主控板、示波器、信号切换板、探针板、供电单元，其中供电单元包括高压程控电源和若干低压直流电源。所述主控板通过交换机分别连接至上位机、高压程控电源和示波器；所述主控板通过can总线与信号切换板连接，所述信号切换板的输入端连接至探针板，输出端通过4路bnc探头连接至示波器；所述主控板通过通讯线连接至探针板，所述主控板还通过导线电性连接至探针板。
6.优选的，所述上位机、高压程控电源和示波器均通过tcp/ip协议利用交换机与主控板进行数据交互，由主控板控制测试工装的工作流程。
7.优选的，所述示波器还经过隔离变压器连接至市电，所述高压程控电源和低压直流电源均连接至市电。
8.优选的，所述主控板上设置有供电电源输入接口，分别连接至高压程控电源以及低压直流电源，所述主控板还设置有供电电源输出接口连接至探针板。
9.优选的，所述主控板上设置高压程控电源、低压直流电源的控制电路，控制供电单元对探针板的供电，并提供对供电单元的过压保护与过流保护功能。
10.优选的，所述主控板上还设置有通讯测试接口，所述通讯测试接口通过多路ttl、rs232、rs485通讯线连接至探针板。
11.优选的，所述主控板上还连接有按键和指示灯，所述主控板还通过rs232通讯模块连接至打印机、串口屏。
12.优选的，所述主控板包括mcu以及连接在mcu上的can通讯模块、模拟开关模块、通
讯模块、以太网模块、ad采集模块、控制供电电源的继电器模块，所述can通讯模块、模拟开关模块、通讯模块、以太网模块、ad采集模块、继电器模块均连接至设置于主控板上的相应接口。
13.优选的，所述信号切换板模块中包括若干采用多板级联方式连接的信号切换板，可以根据需要增加测试信号的数量。
14.优选的，所述mcu的内部设置有flash存储区，所述flash存储区包括应用程序存储区和工装检测数据存储区，上位机配置软件可以将配置好的信息下载到flash存储区中工装检测数据存储区。
15.本发明的有益效果如下所示：本技术提供的测试工装，能够提高测量精度，提高生产效率，能够对多种电机控制器进行信号检测，还可以对控制器的通讯功能进行检测。测试工装中信号切换板采用多板级联方式，因此可测量信号的数目会大大增加，对于多测试点的控制板信号测量更加方便完全。同时该测试工装能够通过上位机配置实现对多种电机控制器的信号检测和通讯功能检测，产线检测时可以脱离上位机实现快速自动检测，具有扩展性强，兼容性好，控制稳定的优点。
附图说明
16.图1为测试工装的结构连接框图。
17.图2为主控板内部结构连接框图。
18.图3为测试工装的系统状态转换图。
19.图4为上位机软件主界面。
20.图5为上位机信号检测配置界面。
具体实施方式
21.下面将结合说明书附图对本发明的实施例进行详细说明。
22.如图1所示，一种用于电机控制器的测试工装，包括pc机（即上位机）、主控板、信号切换板、交换机、示波器、供电单元、12v设备电源、输入输出显示设备和探针板。其中12v设备电源为主控板和其他设备供电，供电单元包括高压程控电源和若干低压直流电源。
23.其中，如图1所示，主控板、pc机、高压程控电源和示波器均通过以太网接口连接到交换机，主控板、pc机、高压程控电源和示波器通过tcp/ip协议利用交换机链接组建网络系统。
24.其中，如图2所示，主控板中设置有一块mcu，mcu连接至can通讯模块、模拟开关模块、通讯模块、以太网模块、ad采集模块、控制供电电源的继电器模块。can通讯模块通过can通讯接口连接至信号切换板模块，模拟开关模块、通讯模块通过测试通讯接口连接至探针板，以太网模块通过以太网接口连接至交换机，ad采集模块通过供电电源输入接口连接至电源，ad采集模块连接至继电器模块并通过供电电源输出接口连接至探针板。
25.其中，如图1和图2所示，信号切换板模块中包括若干采用多板级联方式连接的信号切换板。主控板通过can通讯模块连接信号切换板模块，信号切换板模块的信号输入端连接到探针板，信号切换板模块信号输出端通过四根bnc探头连接到示波器。主控板通过can
通讯接口连接到信号切换板模块，为信号切换板模块供电，同时主控板通过can总线控制信号切换板，实现示波器与探针板的连接。
26.其中，如图1和图2所示，本实施例中，供电单元接入主控板，经过ad采集模块和控制供电电源的继电器模块输出，输出端连接到探针板为被测板供电。其中继电器模块起到开关作用，控制供电单元对探针板的供电，同时ad采集模块提供对供电单元的过压保护与过流保护功能。
27.其中，如图1和图2所示，主控板上还设置有测试通讯输出接口，设置于主控板中的通讯模块和模拟开关模块通过测试通讯输出接口，分别通过多路ttl、rs232、rs485通讯线连接至探针板。主控板的测试通讯接口包括ttl通信检测接口、rs232通信检测接口、rs485通信检测接口，每种类型检测接口都有经过四选一模拟开关的四个独立接口。模拟开关模块可由主控mcu控制，通过改变模拟开关的控制信号可以控制测试通讯与某一路检测接口连通。
28.其中，如图1和图2所示，主控板上还设置有若干输入输出接口用于连接需要接入的输入设备以及输出设备。例如连接到按键、指示灯，同时主控板通过rs232通讯模块连接打印机、串口屏，主控mcu接收按键输入信号并将工装的实时信息通过指示灯、打印机和串口屏显示出来。
29.其中，主控mcu内部包括flash存储区，flash存储区包括应用程序存储区和工装检测数据存储区。应用程序存储区主要包括mcu中写入的主函数等程序运行语句，应用程序存储区是在mcu烧写程序中写入flash中的数据，除软件重新烧录外不会改变。工装检测数据存储区中存储的是工装检测所需的信息，当对不同控制器信号或同一控制器的不同批次信号进行检测时工装检测数据存储区中所包含的内容是不同的。
30.其中， pc机与主控板之间利用自主编写的软件进行数据通讯，主控板可以根据自定义协议自主接收识别pc机发送的数据，将数据处理后存储在mcu中预留flash存储区的工装检测数据存储区。主控板可以通过网络系统向示波器发送配置命令信息，示波器根据接收到的配置命令进行示波器检测基础配置；主控板可以通过网络系统向示波器中发送取值命令，示波器将此时检测的信号幅值、频率等信息发送给主控板。主控板可以通过网络系统向高压程控电源发送输出电压命令。高压程控电源根据接收到的命令输出对应的电压；主控板也可以通过网络系统向高压程控电源发送关闭电压输出命令，高压程控电源根据命令关闭电压输出。
31.其中，如图3所示，本发明提供的测试工装在上电工作后包含工装预检状态、工装待机状态、工装检测状态、工装pc机配置状态、工装错误状态，测试工装的工作状态可以自动转换或通过按键进行转换。
32.其中，如图4所示，本发明提供上位机配置软件。上位机配置软件可以提供版本号检测、通讯检测、信号检测、功率检测、多信号对比检测、协议信号对比检测等检测方式。同时可以配置供电切换、时间延时等动作类型辅助检测进行。
33.其中，如图5所示，信号检测界面可以根据需求勾选检测项目，其中信号检测项目包括峰峰值、幅值、平均值、周期、频率、上升时间、下降时间、占空比等。用户可以根据实际情况更改示波器配置用以正确地读取检测信号检测项目数值。
34.作为本发明的一种具体实施操作方式，针对测试工装采用下述使用方法：
测试工装设备通电后首先进入工装预检模式，工装预检主要包括对网络、通讯、电源和信号切换板状态的预检。系统通过检测进入工装待机状态等待开始检测。
35.其中，检测主要分为低压信号检测、高压信号检测、通讯检测。
36.1、低压信号检测：主控mcu读取解析工装检测存储区数据，主控板根据解析出来的数据执行相应的动作，控制供电单元对探针板的供电，使被测板产生要测量的低压信号。
37.主控mcu读取解析工装检测存储区数据，根据解析出来的数据mcu通过网络向示波器发送配置命令，更改各个通道时基、幅值、探头比、偏移等配置。
38.主控mcu读取解析工装检测存储区数据，主控mcu依据自定义协议通过can总线控制信号切换板，实现示波器与探针板的连接。
39.主控mcu读取解析工装检测存储区数据，主控mcu向示波器发送读取数据命令，示波器将被测信号的检测项数据读回主控板并与写在工装检测数据存储区中的预期数值范围对比，在该范围内则认为信号正常，不在该范围内则认为被测板信号有错误。
40.被测板被测信号对比结束后，控制控制供电电源的继电器模块。停止低压电源对被测板供电。
41.2、高压信号检测：主控mcu读取解析工装检测存储区数据，根据解析出来的数据主控mcu向高压程控电源发送控制命令，高压程控电源输出目标电压为被测板供电，被测板产生要测量的高压信号。
42.主控mcu读取解析工装检测存储区数据，根据解析出来的数据mcu通过网络向示波器发送配置命令，更改各个通道时基、幅值、探头比、偏移等配置。
43.主控mcu读取解析工装检测存储区数据，主控mcu依据自定义协议通过can总线控制信号切换板，实现示波器与探针板的连接。
44.主控mcu读取解析工装检测存储区数据，主控mcu向示波器发送读取数据命令，示波器将被测信号的检测项数据读回主控板并与写在工装检测数据存储区中的预期数值范围对比，在该范围内则认为信号正常，不在该范围内则认为被测板信号有错误。
45.被测板被测信号对比结束后，主控mcu向程控电源发送关闭输出命令，程控电源关闭电压输出，停止高压程控电源对被测板供电。
46.3、通信检测：通讯检测可分为ttl通讯检测、rs232通讯检测和rs485通讯检测。
47.主控mcu读取解析工装检测存储区数据，mcu控制相对应的通讯类型模拟开关将主控板的通讯端口与被测板相连。
48.主控mcu读取解析工装检测存储区数据，mcu根据工装检测数据存储区中数据初始化usart配置。
49.主控mcu读取解析工装检测存储区数据，mcu通过相应uart通讯接口按照工装检测数据存储区中的数据向被测板发送数据。发送数据完成后等待接收。
50.主控板接收到被测板发送数据后，与工装检测数据存储区中预存的正确接收数据对比，接收数据正确则通讯正常，未接收到数据或数据不正确则通讯异常。
51.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明
的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。