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运算放大器

设计电子电路板检测系统需要深厚的科技功底

发布日期:2022-04-18 点击率:54


如今,电子产品生产企业已经没有必要再自己研发设计和制造电路板检测设备,因为专业生产厂工业化生产的电路板检测系统已经能够完成电路板的检测,包括在线检测
图1  如今,电子产品生产企业已经没有必要再自己研发设计和制造电路板检测设备,因为专业生产厂工业化生产的电路板检测系统已经能够完成电路板的检测,包括在线检测

逐步地,将不再需要研发电子电路板专用检测系统了。相应地,工业化生产的电子电路板检测系统除了能够对电子电路板进行检测之外,还可以与外部的激励装置、检测装置和编程器最佳地连接起来。

早期的汽车生产制造领域中,各个汽车生产厂都是自己设计、开发和生产制造汽车所有零部件的;因为那时没有多少汽车部件成品供汽车生产厂商选用,例如没有现成的车轮、发动机、转向机构和减振器等等。这些由供应商企业生产的、可以直接使用的成品要求具有很高的安全可靠性,以保证汽车的安全和可靠性。时至今日,只有痴迷于汽车的“发烧友”还一切都自己动手制造,一般的汽车消费者已经不再自己动手造车了。

同样的,如果有些企业如今仍然在自己动手设计制造电子电路板检测系统,也是让人无法理解的:因为现在已经有专业生产厂提供电子电路板检测系统,能够完成在线测试和功能测试(图1)。

当然,每一个工程技术人员若能独立解决一个问题、拿出有创意的解决方案、实现自我价值、提高自己在企业中的知名度,都是值得自豪的。但事实是:即使是经验丰富的工程师,也没有足够的知识和经验来解决自动化检测问题,达不到检测系统企业所达到的水平。

设计电子电路板检测系统需要深厚的科技功底

设计制造电子电路板检测系统所需的技术和知识是诸多方面的:从电路板的连接开始,需要有关插接连接件方面的专业技术知识,包括连接件使用寿命和故障情况下更换的知识;还有就是电子电路板检测和检验时所需的激励技术、检测技术和电路模块方面的知识。除了这些,仅检测模块在30年内、每天三班制工作情况下,长时间的工作稳定性和可靠性就需要非常丰富的经验才能做到。

这类检测系统的设计应保证能够采用典型的检测方法进行测试;也要放眼未来,保证能够完成未来的检测任务。

时常也有这样的看法:一些生产厂有着现有的检测系统无法解决的特殊检测要求,几乎每两个人中就有一人持这种看法。但大多数情况下这些检测问题都可以作为一些标准的检测问题来看待,几乎在所有的用户那里都是非常类似的问题。

若确实需要特殊激励仪器和检测仪器时,可以利用GPIB、RS232、USB或者以太网与计算机系统连接起来,利用软件完成这些仪器设备的任务。这样,就可以用很少的费用完成特殊的检测任务。

  Reinhardt公司研发生产的电路板检测系统有着多种多样的检测功能,能够为用户提供技术培训、维护保养、性能扩展和程序支持
图2  Reinhardt公司研发生产的电路板检测系统有着多种多样的检测功能,能够为用户提供技术培训、维护保养、性能扩展和程序支持

自行设计测试软件的问题

电路板检测系统所使用的软件中,很大一部分内容是要自行设计开发的,或者通过Visual Basic、Labview或者C++来编写,以便使传统的检测软件能够继续发展完善。Reinhardt检测系统公司用了40人年的工作量完成了其电路板检测系统软件的研发设计。这一软件系统能够对输入的数值迅速做出反应,立即执行只用几个按键就完成输入的检测和测试。由于每一次检测所需的按键操作很少,因此能够有效避免误操作和程序的崩溃。

在利用上述编程语言编写软件程序时,必须要知道所编写的软件的作用;激活所使用的激励、检测和开关模块等并不会对软件系统中的其他模块产生副作用。根据经验,在大多数自主开发的测试程序中,使用了Labview语言平台。它给人的第一印象是一种图形化编程语言,但在很多情况下需要费时费力地编写程序;即使是技术熟练的编程人员也要耗费几周、甚至几个月的时间来开发一段简单的程序。

另外一个问题是:在自主开发软件程序时,没有可供参考的技术文件和编程说明书。这样,程序员最后完成的就是一个独创的开发成果。当程序员的成果能够在企业的生产实践中得到应用时,他就很有成就感。当程序员离开企业或者离开编程员这一岗位之后,自主开发的测试程序也就没有多大意义了;因为在大多数情况下不会有人从事这一程序的工作,不会再在检测仪的维修和性能扩展方面继续工作。若真的出现这种情况,则企业的运行费用就要增加,检测费用也会大幅度提高。

由Reinhardt公司研发生产的检测系统具有强大的操作功能,而在购置检测仪20年之后仍然能够为用户提供技术培训、维护保养、性能扩展和程序支持(图2)。

在企业自己开发测试软件时还存在的一个问题是:所使用的硬件问题——由PCI、PXI或者VXI卡构成的硬件,在世界各地生产和销售的板卡。若这些中的任意一个出现故障,假设是在德国以外出现的故障,则维修时间一般要按6~8周来计算。另外,这些板卡的生产厂一般都生产非常专业的板卡;现有的产品上市一段时间之后就会淘汰,被功能更加强大、价格更加低廉的新硬件和软件产品所替代。这样,几乎不可能直接得到原来一样的配件,若改用新的硬件则需要重新编写企业自主开发的所有涉及到硬件的程序。

旧软件也能在新硬件上运行

在Reinhardt公司的软件系统中,激励模块、检测模块和开关控制模块的性能都有了改进提高。但请放心:已有的旧版软件在新的硬件中能够正常无误地使用运行;当然,使用的程序命令是新的、与最新现代化技术水平保持一致的、能够使旧版测试程序正常运行的。

今天,质量标准提出了强制性的要求:检测系统要定期地计量检定以保障可靠的检测功能。Reinhardt公司能够对其提供的检测系统进行现场计量检定,即使是送交生产厂进行计量检定也仅需几个小时。对于外购的板卡,最好是按照生产厂家的规定进行计量检定,并应符合相关的安全可靠性要求。

为了保证检测系统将来的工作可靠性,为各个测量系统提供了20年期、连续24h使用的质量保证服务。因为企业发生变化、程序开发人员的辞职等都属常事;而有了上述质量保证之后就可以免去用户的后顾之忧。

对于参与检测系统研发的合作伙伴来讲,始终具有软件支持、技术培训、计量检定和快速得到维护保养的可能性。当一个企业按照两班制或者三班制工作时,无论如何应与合作伙伴一起合作,由合作伙伴保证检测系统的正常运行,从而保证顺利的生产。而生产企业自己开发的检测系统往往会因故障检修几周、几个月,给生产企业带来巨大的经济损失。因此,生产企业自己设计、生产电路板检测系统是一种不合时宜的做法。


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