CN117269731B - 一种基于物联网的pcba性能自动化测试*** - Google Patents

一种基于物联网的pcba性能自动化测试*** Download PDF

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Abstract

本发明属于PCBA性能测试技术领域，具体是一种基于物联网的PCBA性能自动化测试***，包括物联网平台、表面扫描判断模块、测试环境模拟模块、模拟可靠性校验模块、性能测试评估模块以及测试预警模块；本发明通过测试环境模拟模块模拟出PCBA的若干个测试环境，性能测试评估模块将PCBA在不同测试环境下进行性能测试操作，判断PCBA在不同环境下的运行性能状况，实现对PCBA性能的全面综合评估，能够详细掌握PCBA的整体性能状况，测试自动化和智能化程度高，且在进行PCBA的测试操作前对其表面异常状况和所模拟的测试环境的偏差状况进行有效检测并合理分析，进一步保证性能测试结果的精准性和测试过程的稳定顺利进行。

Description

一种基于物联网的PCBA性能自动化测试***
技术领域
本发明涉及PCBA性能测试技术领域，具体是一种基于物联网的PCBA性能自动化测试***。
背景技术
PCBA是表示印刷电路板组装，它指的是根据电子产品的设计原理图，通过电路板生产厂家将其制作成一块PCB裸板，然后在PCB裸板上焊接相应的元器件，部分还需要采用DIP插件工艺来辅助完成元件的焊接，完成焊接之后的PCB板被统一称为PCBA板；随着科技的不断发展，对于电子产品的性能要求也越来越高，PCBA作为电子产品的重要部分，其性能的测试和优化对于保证产品质量和性能至关重要；
目前在对PCBA进行性能测试时，主要依赖于人工操作，效率低下且易出错，且在进行PCBA的测试操作前无法对其表面的异常状况和所模拟的测试环境的偏差状况进行有效检测并合理分析，不利于保证PCBA性能测试结果的精准性和测试过程的稳定顺利进行，且难以实现对PCBA运行性能的全面综合评估，进一步降低PCBA性能测试结果的准确性；
针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的PCBA性能自动化测试***，解决了现有技术无法再进行PCBA的测试操作前对其表面的异常状况和所模拟的测试环境的偏差状况进行有效检测并合理分析，且难以实现对PCBA运行性能的全面综合评估，性能测试结果准确性低，自动化程度和智能化程度有待提升的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于物联网的PCBA性能自动化测试***，包括物联网平台、表面扫描判断模块、测试环境模拟模块、模拟可靠性校验模块、性能测试评估模块以及测试预警模块；表面扫描判断模块将PCBA进行表面扫描检测，通过分析以判断PCBA的表面状况，据此以生成PCBA的表面检测合格信号或表面检测不合格信号，将表面检测不合格信号经物联网平台发送至测试预警模块，以及将表面检测合格信号经物联网平台发送至测试环境模拟模块；
测试环境模拟模块在接收到表面检测合格信号后，模拟出PCBA的若干个测试环境，其中，测试环境包括高温环境、低温环境、高湿环境、振动环境和电磁环境；模拟可靠性校验模块对所模拟出的测试环境进行校验，以判断对应测试环境是否符合相应性能测试要求，据此以生成测环校验正常信号或测环校验异常信号，将测环校验异常信号经物联网平台发送至测试预警模块，以及将测环校验正常信号发送至性能测试评估模块；
性能测试评估模块将PCBA在不同测试环境下进行性能测试操作，基于不同环境下所采集的相关测试数据进行分析，通过分析以生成PCBA的性能评估合格信号或性能评估不合格信号，将性能评估不合格信号经物联网平台发送至测试预警模块；测试预警模块接收到表面检测不合格信号、测环校验异常信号或性能评估不合格信号时，将相应信号进行显示并发出预警。
进一步的，表面扫描判断模块的具体运行过程包括：
通过对PCBA进行缺陷扫描以识别出其中所存在的裂纹，若PCBA中存在的裂纹数量超过预设裂纹数量阈值，则生成PCBA的表面检测不合格信号；若PCBA中存在的裂纹数量未超过预设裂纹数量阈值，则将对应裂纹的平均深度、平均长度和平均宽度与预设平均深度阈值、预设平均长度阈值和预设平均宽度阈值分别进行数值比较，若对应裂纹的平均深度、平均长度或平均宽度超过对应预设阈值，则将对应裂纹标记为高险裂纹；若PCBA中存在高险裂纹，则生成PCBA的表面检测不合格信号；
若PCBA中不存在高险裂纹，则通过对PCBA进行表面扫描采集到表面图像并将其标记为实际图像，并从物联网平台调取对应PCBA的原始图像，将实际图像与原始图像重叠以获取到该PCBA的表面一致性数据；将表面一致性数据与预设表面一致性数据阈值进行数值比较，若表面一致性数据未超过预设表面一致性数据阈值，则生成PCBA的表面检测不合格信号；若表面一致性数据超过预设表面一致性数据阈值，则进行分割划块校对分析。
进一步的，分割划块校对分析的具体分析过程如下：
将PCBA的实际图像和原始图像进行灰度处理，将处理后的实际图像和原始图像放大，并将放大后的实际图像分割为若干个图块并将其标记为目标图块，每个图块包含若干个像素格；同理对原始图像进行分割并获取到若干个标准图块，且目标图块与标准图块一一对应；采集到目标图块和对应标准图块的灰度数据，将两者的灰度数据进行差值计算得到灰度差析值；将灰度差析值与预设恢复差析阈值进行数值比较，若灰度差析值超过预设灰度差析阈值，则将对应目标图块标记为颜偏图块；
获取到PCBA中颜偏图块的数量并将其标记为颜偏检测值，以及获取到PCBA中颜偏图块的最大衔接毗邻数量并将其标记为颜偏毗连值，将颜偏检测值和颜偏毗连值与预设颜偏检测阈值和预设颜偏毗连阈值分别进行数值比较，若颜偏检测值或颜偏毗连值超过对应预设阈值，则生成PCBA的表面检测不合格信号；若颜偏检测值和颜偏毗连值均未超过对应预设阈值，则生成PCBA的表面检测合格信号。
进一步的，模拟可靠性校验模块的具体运行过程包括：
采集到对应测试环境的平均温度数据相较于预设平均温度标准值的偏离值并将其标记为温度偏差数据，将检测时段测试环境中的最高温度值和最低温度值进行差值计算以得到温度波幅数据；同理获取到湿度偏差数据和湿度波幅数据，将温度偏差数据、温度波幅数据、湿度偏差数据和湿度波幅数据进行数值计算得到温湿校验系数；将温湿校验系数与预设温湿校验系数阈值进行数值比较，若温湿校验系数超过预设温湿校验系数阈值，则生成对应测试环境的测环校验异常信号；
若温湿校验系数未超过预设温湿校验系数阈值，则通过振磁干扰分析以得到对应测试环境的振磁干扰系数，将振磁干扰系数与预设振磁干扰系数阈值进行数值比较，若振磁干扰系数超过预设振磁干扰系数阈值，则生成对应测试环境的测环校验异常信号；若振磁干扰系数未超过预设振磁干扰系数阈值，则生成对应测试环境的测环校验正常信号。
进一步的，振磁干扰分析的具体分析过程如下：
采集到对应测试环境中相应时刻的振动频幅数据和电磁强度数据，将振动频幅数据和电磁强度数据与预设振动频幅数据范围和预设电磁强度数据范围分别进行数值比较，若振动频幅数据和电磁强度数据均处于对应预设范围内，则判断对应时刻测试环境处于振磁合理状态；否则判断对应时刻测试环境处于振磁不合理状态；
将检测时段对应测试环境中的平均振动频幅值与预设振动频幅数据范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到振动分析值，将检测时段对应测试环境中的平均电磁强度值与预设电磁强度数据范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到电磁分析值；将检测时段对应测试环境处于振磁不合格状态的时长标记为振磁非合理持时值，将振磁非合理持时值、振动分析值和电磁分析值进行归一化计算得到振磁干扰系数。
进一步的，性能测试评估模块的具体运行过程包括：
通过测试获取到PCBA在对应测试环境下的实际电压波动曲线和实际电流波动曲线，从物联网平台中调取对应测试环境下的标准电压波动曲线和标准电流波动曲线，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线置入位于第一象限的直角坐标系中，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线的起点通过线段相连，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线的末点通过线段相连，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线所形成的相交区域的面积标记为电压相交值，同理获取到电流相交值；
将电压相交值和电流相交值与预设电压相交阈值和预设电流相交阈值分别进行数值比较，若电压相交值或电流相交值超过对应预设阈值，则判断PCBA在对应测试环境下电力表现异常，若出现电力表现异常，则生成PCBA的性能评估不合格信号；若所有测试环境中均未出现电力异常，则获取到PCBA在所有测试环境下的故障率数据，将故障率数据与对应测试环境的预设故障率数据阈值进行数值比较，若故障率数据超过对应预设故障率数据阈值，则判断PCBA在对应测试环境下故障表现异常，若出现故障表现异常，则生成PCBA的性能评估不合格信号。
进一步的，若所有测试环境中均未出现故障表现异常，则采集到PCBA在高温环境、低温环境和高湿环境的温度稳定性数据，将温度稳定性数据与对应测试环境的预设温度稳定性数据阈值进行数值比较，若温度稳定性数据超过预设温度稳定性数据阈值，则判断PCBA在对应测试环境下温度表现异常，若出现温度表现异常，则生成PCBA的性能评估不合格信号。
进一步的，若高温环境、低温环境和高湿环境中均未出现温度表现异常，则采集到PCBA在高温环境和低温环境的响应时长数据并分别标记为高温响时值和低温响时值，并采集到PCBA在高湿环境的绝缘电阻值，以及采集到PCBA在振动环境的振动量级数据和在电磁环境的电磁兼容性数据；
将高温响时值、低温响时值、绝缘电阻值、振动量级数据和电磁兼容性数据进行归一化计算得到性测归一化系数，将性测归一化系数与预设性测归一化系数阈值进行数值比较，若性测归一化系数超过预设性测归一化系数阈值，则生成PCBA的性能评估不合格信号；若性测归一化系数未超过预设性测归一化系数阈值，则生成PCBA的性能评估合格信号。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过测试环境模拟模块模拟出PCBA的若干个测试环境，以全面评估PCBA在不同条件下的性能表现，从而能够确保其在实际使用中的稳定性和可靠性，以及通过性能测试评估模块将PCBA在不同测试环境下进行性能测试操作，判断PCBA在不同环境下的运行性能状况，通过分析以生成PCBA的性能评估合格信号或性能评估不合格信号，实现对PCBA性能的全面综合评估，能够详细掌握PCBA的整体性能状况，测试自动化和智能化程度高；
2、本发明中，通过表面扫描判断模块将PCBA进行表面扫描检测，通过分析以生成PCBA的表面检测合格信号或表面检测不合格信号，避免因PCBA的表面异常而导致后续性能测试结果不准确，有效保证后续性能测试结果的精准性和稳定进行；且通过模拟可靠性校验模块对所模拟出的测试环境进行校验，据此以生成测环校验正常信号或测环校验异常信号，有助于保证相应测试环境满足测试要求，进一步提高相应测试环境下PCBA性能测试结果的精准性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；
图1为本发明中实施例一的***框图；
图2为本发明中实施例二的***框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：如图1所示，本发明提出的一种基于物联网的PCBA性能自动化测试***，包括物联网平台、表面扫描判断模块、测试环境模拟模块、性能测试评估模块以及测试预警模块，且物联网平台通过物联网与表面扫描判断模块、测试环境模拟模块、性能测试评估模块以及测试预警模块均通信连接；
表面扫描判断模块将PCBA进行表面扫描检测，通过分析以判断PCBA的表面状况，据此以生成PCBA的表面检测合格信号或表面检测不合格信号，将表面检测不合格信号经物联网平台发送至测试预警模块，测试预警模块将相应信号进行显示并发出预警，操作人员接收到相应预警将该PCBA从试验对象中剔除，避免因PCBA的表面异常而导致后续性能测试结果不准确，有效保证后续性能测试结果的精准性和稳定进行；表面扫描判断模块的具体运行过程如下：
通过对PCBA进行缺陷扫描以识别出其中所存在的裂纹，获取到PCBA中所存在的裂纹数量，将所存在的裂纹数量与预设裂纹数量阈值进行数值比较，若PCBA中存在的裂纹数量超过预设裂纹数量阈值，表明PCBA的表面状况较差，则生成PCBA的表面检测不合格信号；若PCBA中存在的裂纹数量未超过预设裂纹数量阈值，则获取到对应裂纹的平均深度、平均长度和平均宽度，将对应裂纹的平均深度、平均长度和平均宽度与预设平均深度阈值、预设平均长度阈值和预设平均宽度阈值分别进行数值比较，若对应裂纹的平均深度、平均长度或平均宽度超过对应预设阈值，则将对应裂纹标记为高险裂纹；若PCBA中存在高险裂纹，表明PCBA的表面状况较差，则生成PCBA的表面检测不合格信号；
若PCBA中不存在高险裂纹，则通过对PCBA进行表面扫描采集到表面图像并将其标记为实际图像，并从物联网平台调取对应PCBA的原始图像，将实际图像与原始图像重叠以获取到该PCBA的表面一致性数据；其中，表面一致性数据是表示实际图像与原始图像的重合度大小的数据量值，表面一致性数据的数值越大，则表明实际图像与原始图像的重合度越高；将表面一致性数据与预设表面一致性数据阈值进行数值比较，若表面一致性数据未超过预设表面一致性数据阈值，则生成PCBA的表面检测不合格信号；
若表面一致性数据超过预设表面一致性数据阈值，则进行分割划块校对分析，具体为：将PCBA的实际图像和原始图像进行灰度处理，将处理后的实际图像和原始图像放大，并将放大后的实际图像分割为若干个图块并将其标记为目标图块，每个图块包含若干个像素格；同理对原始图像进行分割并获取到若干个标准图块，且目标图块与标准图块一一对应；采集到目标图块和对应标准图块的灰度数据，将两者的灰度数据进行差值计算得到灰度差析值；其中，对应图块的灰度差析值的数值越大，则表明该图块的颜色偏差越大，对应图块的表面存在污染的概率越大；将灰度差析值与预设恢复差析阈值进行数值比较，若灰度差析值超过预设灰度差析阈值，则将对应目标图块标记为颜偏图块；
获取到PCBA中颜偏图块的数量并将其标记为颜偏检测值，以及获取到PCBA中颜偏图块的最大衔接毗邻数量(即聚集相连在一起的颜偏图块的数量的最大值)并将其标记为颜偏毗连值，需要说明的是，颜偏检测值和颜偏毗连值的数值越大，则表明PCBA表面存在整体或局部污染的概率越大；将颜偏检测值和颜偏毗连值与预设颜偏检测阈值和预设颜偏毗连阈值分别进行数值比较，若颜偏检测值或颜偏毗连值超过对应预设阈值，表明PCBA的表面状况较差，则生成PCBA的表面检测不合格信号；若颜偏检测值和颜偏毗连值均未超过对应预设阈值，表明PCBA的表面状况较好，则生成PCBA的表面检测合格信号。
表面扫描判断模块将表面检测合格信号经物联网平台发送至测试环境模拟模块，测试环境模拟模块在接收到表面检测合格信号后，模拟出PCBA的若干个测试环境，其中，测试环境包括高温环境、低温环境、高湿环境、振动环境和电磁环境；通过对这些环境的模拟并对PCBA在各种环境中进行相应的测试操作，可以全面评估PCBA在不同条件下的性能表现，从而能够确保其在实际使用中的稳定性和可靠性；并且，这些环境的模拟主要通过使用相应的设备和技术来实现，例如温度试验箱、湿度试验箱、振动台、电磁干扰模拟器等。
进一步而言，性能测试评估模块将PCBA在不同测试环境下进行性能测试操作，基于不同环境下所采集的相关测试数据进行分析，以判断PCBA在不同环境下的运行性能状况，通过分析以生成PCBA的性能评估合格信号或性能评估不合格信号，将性能评估不合格信号经物联网平台发送至测试预警模块，测试预警模块接收将相应信号进行显示并发出预警，实现对PCBA性能的全面综合评估，能够详细掌握PCBA的整体性能状况，测试自动化和智能化程度高；性能测试评估模块的具体运行过程如下：
通过测试获取到PCBA在对应测试环境下的实际电压波动曲线和实际电流波动曲线，从物联网平台中调取对应测试环境下的标准电压波动曲线和标准电流波动曲线，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线置入位于第一象限的直角坐标系中，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线的起点通过线段相连，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线的末点通过线段相连，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线所形成的相交区域(即实际电压波动曲线和标准电压波动曲线两者所围成的若干个封闭区域的面积和值)的面积标记为电压相交值，同理获取到电流相交值；并且，电压相交值和电流相交值的数值越大，则表明对应测试环境下PCBA的电压和电流表现越差；
将电压相交值和电流相交值与预设电压相交阈值和预设电流相交阈值分别进行数值比较，若电压相交值或电流相交值超过对应预设阈值，则判断PCBA在对应测试环境下电力表现异常，若出现电力表现异常，则生成PCBA的性能评估不合格信号；若所有测试环境中均未出现电力异常，则获取到PCBA在所有测试环境下的故障率数据，其中，故障率数据是表示对应测试环境下PCBA在测试过程中出现的故障次数多少的数据量值，将故障率数据与对应测试环境的预设故障率数据阈值进行数值比较，若故障率数据超过对应预设故障率数据阈值，则判断PCBA在对应测试环境下故障表现异常，若出现故障表现异常，则生成PCBA的性能评估不合格信号；
若所有测试环境中均未出现故障表现异常，则采集到PCBA在高温环境、低温环境和高湿环境的温度稳定性数据，其中，温度稳定性数据是表示对应测试环境下PCBA在测试过程中温度变化速率大小的数据量值，且温度变化速率越大，则温度稳定性数据的数值越大，PCBA的温度表现状况越差；将温度稳定性数据与对应测试环境的预设温度稳定性数据阈值进行数值比较，若温度稳定性数据超过预设温度稳定性数据阈值，则判断PCBA在对应测试环境下温度表现异常，若出现温度表现异常，则生成PCBA的性能评估不合格信号；
若高温环境、低温环境和高湿环境中均未出现温度表现异常，则采集到PCBA在高温环境和低温环境的响应时长数据并分别标记为高温响时值和低温响时值，需要说明的是，高温响时值和低温响时值的数值越大，则表明PCBA的响应速率越慢，PCBA的响应性能越差；并采集到PCBA在高湿环境的绝缘电阻值，以及采集到PCBA在振动环境的振动量级数据和在电磁环境的电磁兼容性数据；
其中，绝缘电阻是指电路中两个电导体的绝缘材料在直流电压作用下产生的漏电流，对于PCBA来说，绝缘电阻值的数值越高越好，越可以提供更好的电气隔离；振动量级数据用于表示PCBA的振动大小，振动量级数据的数值越小，表明PCBA的抗震性能越好；电磁兼容性数据是指PCBA在电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力，电磁兼容性数据的数值越大，表明PCBA的运行性能越好；
通过公式将高温响时值XF、低温响时值XR、绝缘电阻值XP、振动量级数据XZ和电磁兼容性数据XW进行归一化计算得到性测归一化系数XG，将性测归一化系数XG与预设性测归一化系数阈值进行数值比较，若性测归一化系数XG超过预设性测归一化系数阈值，表明PCB的整体性能较差，则生成PCBA的性能评估不合格信号；若性测归一化系数XG未超过预设性测归一化系数阈值，表明PCB的整体性能较好，则生成PCBA的性能评估合格信号。
实施例二：如图2所示，本实施例与实施例1的区别在于，物联网平台与模拟可靠性校验模块通信连接，在对PCBA进行相应测试环境下的性能测试前，模拟可靠性校验模块对所模拟出的测试环境进行校验，以判断对应测试环境是否符合相应性能测试要求，据此以生成测环校验正常信号或测环校验异常信号，将测环校验异常信号经物联网平台发送至测试预警模块，以及将测环校验正常信号发送至性能测试评估模块；
在生成测环校验正常信号时，性能测试评估模块开始进行PCBA在相应测试环境下的性能测试操作；测试预警模块接收到测环校验异常信号时，将相应信号进行显示并发出预警，操作人员以暂时不进行相应测试环境下的PCBA性能测试，并通过设备调控以对相应测试环境进行改善，保证相应测试环境满足测试要求，从而显著提高相应测试环境下PCBA性能测试结果的精准性；模拟可靠性校验模块的具体运行过程如下：
采集到对应测试环境的平均温度数据相较于预设平均温度标准值的偏离值并将其标记为温度偏差数据，将检测时段测试环境中的最高温度值和最低温度值进行差值计算以得到温度波幅数据；同理获取到湿度偏差数据和湿度波幅数据，通过公式HY＝a1*HP+a2*HR+a3*HG+a4*HF将检测时段对应测试环境下的温度偏差数据HP、温度波幅数据HR、湿度偏差数据HG和湿度波幅数据HF进行数值计算得到对应测试环境的温湿校验系数HY；
其中，a1、a2、a3、a4为预设比例系数，a1、a2、a3、a4的取值均大于零；并且，温湿校验系数HY的数值大小与温度偏差数据HP、温度波幅数据HR、湿度偏差数据HG以及湿度波幅数据HF均呈正比关系，温湿校验系数HY的数值越大，则表明对应测试环境越不符合要求，越不利于保证该测试环境下的PCBA相关测试结果的精准性；将温湿校验系数HY与预设温湿校验系数阈值进行数值比较，若温湿校验系数HY超过预设温湿校验系数阈值，则生成对应测试环境的测环校验异常信号；
若温湿校验系数HY未超过预设温湿校验系数阈值，则通过振磁干扰分析以得到对应测试环境的振磁干扰系数，具体为：采集到对应测试环境中相应时刻的振动频幅数据和电磁强度数据，其中，振动频幅数据是表示对应测试环境中振动幅度和振动频率两者和值大小的数据量值；电磁强度数据是表示对应测试环境中电磁强弱的数据量值；将振动频幅数据和电磁强度数据与预设振动频幅数据范围和预设电磁强度数据范围分别进行数值比较，若振动频幅数据和电磁强度数据均处于对应预设范围内，则判断对应时刻测试环境处于振磁合理状态；否则判断对应时刻测试环境处于振磁不合理状态；
将检测时段对应测试环境中的平均振动频幅值与预设振动频幅数据范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到振动分析值，将检测时段对应测试环境中的平均电磁强度值与预设电磁强度数据范围的中值进行差值计算并取绝对值以得到电磁分析值；需要说明的是，振动分析值和电磁分析值的数值越大，则表明所模拟出的对应测试环境的环境表现状况越差；且将检测时段对应测试环境处于振磁不合格状态的时长标记为振磁非合理持时值；
通过公式ZF＝sg1*ZW+sg2*ZQ+sg3*ZG将振磁非合理持时值ZW、振动分析值ZQ和电磁分析值ZG进行归一化计算得到振磁干扰系数ZF；其中，sg1、sg2、sg3为预设权重系数，sg3＞sg1＞sg2＞0；并且，振磁干扰系数ZF的数值越大，则表明所模拟出的对应测试环境的环境表现状况越差；将振磁干扰系数ZF与预设振磁干扰系数阈值进行数值比较，若振磁干扰系数ZF超过预设振磁干扰系数阈值，表明所模拟出的对应测试环境的环境表现状况较差，则生成对应测试环境的测环校验异常信号；若振磁干扰系数ZF未超过预设振磁干扰系数阈值，表明所模拟出的对应测试环境的环境表现状况较好，则生成对应测试环境的测环校验正常信号。
本发明的工作原理：使用时，通过表面扫描判断模块将PCBA进行表面扫描检测，通过分析以判断PCBA的表面状况，据此以生成PCBA的表面检测合格信号或表面检测不合格信号，避免因PCBA的表面异常而导致后续性能测试结果不准确，有效保证后续性能测试结果的精准性和稳定进行；且通过测试环境模拟模块模拟出PCBA的若干个测试环境，以全面评估PCBA在不同条件下的性能表现，从而能够确保其在实际使用中的稳定性和可靠性，以及通过性能测试评估模块将PCBA在不同测试环境下进行性能测试操作，判断PCBA在不同环境下的运行性能状况，通过分析以生成PCBA的性能评估合格信号或性能评估不合格信号，实现对PCBA性能的全面综合评估，能够详细掌握PCBA的整体性能状况，测试自动化和智能化程度高。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种基于物联网的PCBA 性能自动化测试***，其特征在于，包括物联
网平台、表面扫描判断模块、测试环境模拟模块、模拟可靠性校验模块、性能
测试评估模块以及测试预警模块；表面扫描判断模块将PCBA 进行表面扫描检
测，通过分析以判断PCBA 的表面状况，据此以生成PCBA 的表面检测合格信号
或表面检测不合格信号，将表面检测不合格信号经物联网平台发送至测试预警
模块，以及将表面检测合格信号经物联网平台发送至测试环境模拟模块；
测试环境模拟模块在接收到表面检测合格信号后，模拟出PCBA 的若干个测
试环境，其中，测试环境包括高温环境、低温环境、高湿环境、振动环境和电
磁环境；模拟可靠性校验模块对所模拟出的测试环境进行校验，以判断对应测
试环境是否符合相应性能测试要求，据此以生成测环校验正常信号或测环校验
异常信号，将测环校验异常信号经物联网平台发送至测试预警模块，以及将测
环校验正常信号发送至性能测试评估模块；
性能测试评估模块将PCBA 在不同测试环境下进行性能测试操作，基于不同
环境下所采集的相关测试数据进行分析，通过分析以生成PCBA 的性能评估合格
信号或性能评估不合格信号，将性能评估不合格信号经物联网平台发送至测试
预警模块；测试预警模块接收到表面检测不合格信号、测环校验异常信号或性
能评估不合格信号时，将相应信号进行显示并发出预警；
表面扫描判断模块的具体运行过程包括：
通过对PCBA 进行缺陷扫描以识别出其中所存在的裂纹，若PCBA 中存在的裂纹数量超过预设裂纹数量阈值，则生成PCBA 的表面检测不合格信号；若PCBA
中存在的裂纹数量未超过预设裂纹数量阈值，则将对应裂纹的平均深度、平均
长度和平均宽度与预设平均深度阈值、预设平均长度阈值和预设平均宽度阈值分别进行数值比较，若对应裂纹的平均深度、平均长度或平均宽度超过对应预
设阈值，则将对应裂纹标记为高险裂纹；若PCBA 中存在高险裂纹，则生成PCBA
的表面检测不合格信号；
若PCBA 中不存在高险裂纹，则通过对PCBA 进行表面扫描采集到表面图像
并将其标记为实际图像，并从物联网平台调取对应PCBA 的原始图像，将实际图
像与原始图像重叠以获取到该PCBA 的表面一致性数据；若表面一致性数据未超
过预设表面一致性数据阈值，则生成PCBA 的表面检测不合格信号；若表面一致
性数据超过预设表面一致性数据阈值，则进行分割划块校对分析；
分割划块校对分析的具体分析过程如下：
将PCBA 的实际图像和原始图像进行灰度处理，将处理后的实际图像和原始
图像放大，并将放大后的实际图像分割为若干个图块并将其标记为目标图块，
每个图块包含若干个像素格；同理对原始图像进行分割并获取到若干个标准图
块，且目标图块与标准图块一一对应；采集到目标图块和对应标准图块的灰度
数据，将两者的灰度数据进行差值计算得到灰度差析值；若灰度差析值超过预
设灰度差析阈值，则将对应目标图块标记为颜偏图块；
获取到PCBA 中颜偏图块的数量并将其标记为颜偏检测值，以及获取到PCBA
中颜偏图块的最大衔接毗邻数量并将其标记为颜偏毗连值，若颜偏检测值或颜
偏毗连值超过对应预设阈值，则生成PCBA 的表面检测不合格信号；若颜偏检测
值和颜偏毗连值均未超过对应预设阈值，则生成PCBA 的表面检测合格信号；
模拟可靠性校验模块的具体运行过程包括：
采集到对应测试环境的平均温度数据相较于预设平均温度标准值的偏离值
并将其标记为温度偏差数据，将检测时段测试环境中的最高温度值和最低温度
值进行差值计算以得到温度波幅数据；同理获取到湿度偏差数据和湿度波幅数据，将温度偏差数据、温度波幅数据、湿度偏差数据和湿度波幅数据进行数值
计算得到温湿校验系数；若温湿校验系数超过预设温湿校验系数阈值，则生成
对应测试环境的测环校验异常信号；
若温湿校验系数未超过预设温湿校验系数阈值，则通过振磁干扰分析以得
到对应测试环境的振磁干扰系数，若振磁干扰系数超过预设振磁干扰系数阈值，
则生成对应测试环境的测环校验异常信号；若振磁干扰系数未超过预设振磁干
扰系数阈值，则生成对应测试环境的测环校验正常信号；
振磁干扰分析的具体分析过程如下：
采集到对应测试环境中相应时刻的振动频幅数据和电磁强度数据，若振动
频幅数据和电磁强度数据均处于对应预设范围内，则判断对应时刻测试环境处
于振磁合理状态；否则判断对应时刻测试环境处于振磁不合理状态；
将检测时段对应测试环境中的平均振动频幅值与预设振动频幅数据范围的
中值进行差值计算并取绝对值以得到振动分析值，将检测时段对应测试环境中
的平均电磁强度值与预设电磁强度数据范围的中值进行差值计算并取绝对值以
得到电磁分析值；将检测时段对应测试环境处于振磁不合格状态的时长标记为
振磁非合理持时值，将振磁非合理持时值、振动分析值和电磁分析值进行归一
化计算得到振磁干扰系数。
2.根据权利要求1 所述的一种基于物联网的PCBA 性能自动化测试***，
其特征在于，性能测试评估模块的具体运行过程包括：
通过测试获取到PCBA 在对应测试环境下的实际电压波动曲线和实际电流
波动曲线，从物联网平台中调取对应测试环境下的标准电压波动曲线和标准电
流波动曲线，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线置入位于第一象限的直
角坐标系中，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线的起点通过线段相连，将实际电压波动曲线和标准电压波动曲线的末点通过线段相连，将实际电压波
动曲线和标准电压波动曲线所形成的相交区域的面积标记为电压相交值，同理
获取到电流相交值；
若电压相交值或电流相交值超过对应预设阈值，则判断PCBA 在对应测试环
境下电力表现异常，若出现电力表现异常，则生成PCBA 的性能评估不合格信号；
若所有测试环境中均未出现电力异常，则获取到PCBA 在所有测试环境下的故障
率数据，将故障率数据与对应测试环境的预设故障率数据阈值进行数值比较，
若故障率数据超过对应预设故障率数据阈值，则判断PCBA 在对应测试环境下故
障表现异常，若出现故障表现异常，则生成PCBA 的性能评估不合格信号。
3.根据权利要求2 所述的一种基于物联网的PCBA 性能自动化测试***，
其特征在于，若所有测试环境中均未出现故障表现异常，则采集到PCBA 在高温
环境、低温环境和高湿环境的温度稳定性数据，将温度稳定性数据与对应测试
环境的预设温度稳定性数据阈值进行数值比较，若温度稳定性数据超过预设温
度稳定性数据阈值，则判断PCBA 在对应测试环境下温度表现异常，若出现温度
表现异常，则生成PCBA 的性能评估不合格信号。
4.根据权利要求3 所述的一种基于物联网的PCBA 性能自动化测试***，
其特征在于，若高温环境、低温环境和高湿环境中均未出现温度表现异常，则
采集到PCBA 在高温环境和低温环境的响应时长数据并分别标记为高温响时值
和低温响时值，并采集到PCBA 在高湿环境的绝缘电阻值，以及采集到PCBA 在
振动环境的振动量级数据和在电磁环境的电磁兼容性数据；
将高温响时值、低温响时值、绝缘电阻值、振动量级数据和电磁兼容性数
据进行归一化计算得到性测归一化系数，若性测归一化系数超过预设性测归一
化系数阈值，则生成PCBA 的性能评估不合格信号；若性测归一化系数未超过预设性测归一化系数阈值，则生成PCBA 的性能评估合格信号。
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