DE2452484C3 - Einrichtung zur Prüfung elektrischer Bauelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum gleichzeitigen Prüfen mehrerer elektrischer Bauelemente mit Mitteln zum Anlegen einer definierten Spannung oder eines definierten Stromes an die Bauelemente, bei der jeden Bauelement ein Zähler zugeordnet ist

und Mittel vorgesehen sind, um den Ausfall eines jeden Bauelements festzustellen.

Spannungs- und Strommeßsysteme sind an sich (z. B. in Hütte IVb »Fernmeldetechnik«, Seite 173 ff.) bekannt, in die jedoch keine automatisierte Auswertung einer Serienprüfung mit einbezogen sind.

Nach der US-PS 2925553 ist es ferner bekannt, die Qualität von Papierkondensatoren durch die Anzahl von Durchschlägen bei veränderlichen Prüfspannungen festzustellen, ohne dabei die fehlerhaften Kondensatoren (oder wie bei der DT-AS 1061898 die Widerstände) zu zerstören.

Auf gäbe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Prüfen einer Vielzahl von elektrischen Bauelementer durch einen automatischen Serienvorgang zu ermoglichen. Die fehlerhaften Kondensatoren sollen aussortiert (am besten zerstört) sein. Ferner soll die Qualitäi einer Serie statistisch meßbar sein.

Die Aufgabe wird mit einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß Mittel vor

60. gesehen sind, um die Spannung oder den Strom von Einschaltzeitpunkt an mit einer definierten Ände rungsrate zu verändern, daß die Zähler so mit dei Mitteln geschaltet sind, daß sie zum Einschaltzeit punkt in Gang gesetzt werden und der einem Bauele ment jeweils zugeordnete Zähler beim Ausfall de Bauelements durch die jedem Bauelement zugeord riete Ausfallprüfeinheit angehalten wird, so daß de Zählerstand ein Maß für die beim Ausfall des Bauele

ments an diesem anliegende Spannung oder an diesem anliegenden Strom bildet.

In einer bevorzugten Ausfiihrungsfom der Erfindung enthalten die Mittel zum Anlegen von Spannung oder Strom Mittel zum Verändern der Spannung oder des Stromes durch einen Motorantrieb, wobei ein Sceuerkreis vorgesehen ist, deir den Lauf des Motors während einer Prüfung steuert und vor dem nächsten Prüfzyklus die den Strom oder die Spannung anlegenden Mittel zu einem vorgegebenen Anfangswen wieder zurückstellt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild milt den Hauptelementen der Prüfeinrichtung zur gleichzeitigen Prüfung einer Vielzahl von Bauelementen,

Fig. 2 einen Schaltplan einer Schalteinneit, welche einen Ausfall feststellt,

Fig. 3 einen Schaltplan einer Einrichtung zur Lieferung einer ansteigenden Spannungscharakteristik,

F i g. 4 einen Schaltplan für den Antrieb des Schrittmotors und des Zählers,

Fig. 5 einen Schaltplan für die Anzeige »Prüfung beendet« und »Rückstellung beendet«.

Beider Anordnung nach Fig. 1 sind z.B. zehn Bauelemente (Kondensatoren) an einer Testplatte 101 angeschlossen. Ein vom Netz gespeicherter Wechsel-Gleichstrom-Wandler 102 ist über einen motorisch angetriebenen Spannungsregelkreis 103 mit allen zu prüfenden Bauelementen parallel geschaltet. Der motorische Antrieb 104 verwendet einen Schrittmotor, der in Abhängigkeit von impulsförmigen Signalen von einer Impulsformerschaltung 105 gesteuert wird. Jedes zu prüfende Bauelement ist einzeln mit einem in der Schalteinheit 106 zusammengefaßten Ausfall-Prüfschalter verbunden. Diese Schalter werden von einem weiteren Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler

107 gespeist. Jeder Schalter ist einzeln mit je einem Zähler auf der Zählerschalteinheit 108 verbunden. Die Zähler werden von einem frequenzvariablen Multivibrator 109 betrieben, der gleichzeitig die Impulsformerschaltung 105 speist. Der Multivibrator 109 wird seinerseits von einem Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 110 versorgt. Die gesamte Einrichtung wird von einer Einschalt- und Rücksetzvorrichtung 111 gesteuert.

Ein Prüfzyklus wird durch Umlegen des Schalters 111 in die Position »Ein« eingeleitet. Dadurch wird der Multivibrator 109 eingeschaltet, der den Zähler

108 betreibt. Gleichzeitig erhöht der Schrit*motor die Spannung mit einer bestimmten Rate, die an den zu prüfenden Bauelementen anliegt. Wenn ein Bauelement ausfällt, wird dies an der zugeordneten Schaltereinheit 106 festgestellt und der zugehörige Zähler gestoppt. Die vom Zahler angegebene Zahl zum Zeitpunkt des Anhaltens kann in eine Spannung umgerechnet werden, bei der das Bauelement ausfiel. Nach Ablauf eines Prüfvorganges wird die Einschalt- und Nullstellvorrichtung 111 in die Nü'Uposition zurückgestellt. Der von dem Motor angetriebene Spanhungsregelkreis wird dann automatisch in die Anfangsbedingung zurückgestellt, z.B. 0 Volt, Auch die Zähler werden auf Null zurückgestellt, beispielsweise durch einzelne Drucktasten, und danach ist die Einrichtung bereit, die Prüfung entweder mit denselben Bauelementen oder mit einem neuen Satz von Bauelementen zu wiederholen.

Die Ausiall-Prüfeinrichtung 106 ist von der Art. wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Schaltung besteht aus vier Grundelementen: einem Detektor (Empfänger), einem Logikbaustein, einem Verstärker und einem Relais. Das zu prüfende Bauelement ist über eine Reihe von Relaiskontakten 201a mit einem Eingang eines Differenzverstärkers 202 verbiuiden. Eine Vergleichsspannung, z.B. 1 Volt, wird an den anderen Eingang des Differenzverstärkers angelegt. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers wird direkt auf eine TTL-Normierungsschaltung gegeben, die aus der Hälfte eines NOR-Gatters 203 mit zwei Eingängen und mit Rückkopplung besteht, wobei das NOR-Gatter, das dem logischen 1 des Differenverstärker-Aus- *5 ganges entsprechende Signal normiert. Das Ausgangssignal der Normierungslogik wird von dem Transistor 204 verstärkt und besteht dann aus einem konstanten logischen EINS-Wert, wenn ein Impuls ausreichender Höhe und Dauer, z.B. 1 mA über 35 bis 40 Nanusekunden lang, empfangen wird. Der Transistor betreibt seinerseits ein zweipoliges Umschaltrelais 201. Die Relaiskontakte 201a werden geöffnet, um das zu prüfende Bauelement vom Ausfallprüfschalter abzuschalten. Die Relaiskontakte 201 b ^a5 schalten don Ausgang des frequenzvariablen Multivibrators 109 ab.

Die sich mit einer konstanten Rate ändernde Spannung, mit der die Bauelemente geprüft werden, wird von der in Fig. 3 dargestellten Schaltung geliefert. Diese Schaltung besteht im wesentlichen aus drei Teilen: einer stabilisierten Gleichstromversorgung, einem Spannungsteiler und einem Teil zur Erzeugung einer ansteigenden Spannung.

Die stabilisierte Gleichstromversorgung besteht aus einem Transformator 301, einer Gleichrichterbrükkenschaltung 302 und einem Glättungskondensator 303. Der Stabilisierungskreis besteht aus einer Transistorschaltung 304, 305 mit einer Zener-Referenzdiode und einem auf Masse zurückgekoppelten Ausgang, der einen üblichen Emitterfolger im Hauptstromkreis steuert. Der Rückkopplungszweig 302 ermöglicht eine Justierung der Ausgangsspannung. Die stabilisierte Spannung wird an die zu prüfenden Bauelemente über einen schaltbaren Spannungsteiler angelegt, wobei der Schalter SWIc vor den Mitteln zur Erzeugung einer ansteigenden Spannung liegt. Diese enthalten ein Präzisionspotentiometer 308, das von einem Schrittmotor angetrieben wird. Eine Emitterfolgerschaltung 309 wird zur Speisung des Spannungsanstiegs verwendet. Der Potentiometerausgangsstrom wird durch einen von einem RC-Glied gedämpften Emitterfolger 310 verstärkt, der wiederum einen Kondensator 311 mit einer Kapazität von 4500 μ¥ auflädt. Die daraus resultierende Spannung verläuft nahezu in einer geraden ansteigenden Linie und wird praktisch nicht von einem Spannungszusammenbruch an einem zu prüfenden Bauelement gestöit. Die ansteigende Spannung wird an die zu prüfenden Bauelemente über den Relaiskontakt 313 und eine Sicherung 312,angelegt. Die Spule des Relais 313 ist an einen Sicherungsschalter (nicht gezeigt) auf der Hauptsteuereinheit angeschlossen, so daß die zu prüfenden Bauelemente, z. B. Kondensatoren, nicht mit der ansteigenden Spannung verbunden sind, solange sie noch eine Ladung besitzen. Sie werden automatisch durch den Widerstand 314 entladen, solange das Hauptsteuerrelais MCR arbeitet.

Während des Nullsetzens wird der Kondensator

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311 über den Widerstand 315 und die Kontakte des Hauptsteuerrelais MCRl entladen.

Sowohl der Schrittmotor als auch die Zähler werden von einem frequenzvariablen Multivibrator 109 angesteuert. Je nach Steilheit des Spannungsanstiegs wird eine andere Frequenz verwendet. Die Frequenzänderungen werden durch Schaltkapazitäten über den Schalter SlVIa erzielt. Eine Frequenz für »schnelles Zurücksetzen«, die höher ist als jede der verwendeten Zerstörung oder bis zum Anzeigen einer Belastungsgrenze geprüft. So kann die Anzeige der mitlaufenden Zahler ein Zeichen für eine neu stattzufindende Klassifizierung der Kondensatoren sein. In einer dem beschriebeiien Beispiel entsprechenden Schaltung ist es ferner denkbar, daß die Messung nicht durch ansteigende, sondern durch abfallende Spannungscharakteristiken über eine Spanhungsbarriere gemessen wird. Es muß noch bemerkt werden, daß die Schalter SWl a,

Pruffrequenzen, wird insbesondere erhalten, indem ¹⁰ SWIb und SWIc zur gleichzeitigen Betätigung me-

ein weiterer Kondensator 401 mit dem Relais MCR2 -«—=--·- -i ■·-·-« *—»- -«- "-'— *""»*

geschaltet wird. Die Frequenzen werden von dem Multivibrator 402 erzeugt. Der Ausgang des Multivibrators 402 wird über die Entkopplungsleitung A ei-Impulsformstufe 403 zugeführt, um genaue

Rechteckimpulse zu erzeugen. Diese Rechteckimpulse werden zum Betrieb zweier bistabiler Multivibratoren 404 und 405 über ein logisches Netzwerk verwendet, um vier unterschiedliche Ausgangszustände zu erzielen. Diese Ausgangssignale werden der Reihe nach dem Schrittmotor (nicht gezeigt) zugeführt. Sie kehren (periodisch) in den Ausgangszustand zurück, wenn sie viermal geschaltet wurden.

Das entkoppelte Ausgangssignal des Multivibrators 402 ist außerdem entweder direkt oder über ein Teilernetzwerk mittels des Schalters SWIb indirekt an einen Transistorverstärker 406 gelegt. Das Teüernetzwerk verwendet einen 4-Bit-Binärzähler 407, um das Multivibratorausgangssignal in zwei oder vier Impulsteile aufzuteilen. Die auf diese Weise erhaltenen Freauenzen werden über das Relais MCR3 der Zäh-Ierschalteinheit zugeführt.

Mechanisches Schalten mittels Nocken (der nicht dargestellten Motorwelle) und Mikroschaitern 501, 502 wird dazu verwendet, die Beendigung einer Testserie und der Rückstellung anzuzeigen, sowie die gemeinsame Moiorstromversorgung abzuschalten. Die gemeinsame Motorstromversorgung wird zu Beginn über das Relais MCRA eingeschaltet. Zum Zeitpunkt der Beendigung eines Durchlaufs wird der Mikrcschalter 501 betätigt und erregt dadurch das Relais 503. Dieses Relais schaltet die Lampe 504 mit dem Zeichen »Prüfung beendet« an. Gleichzeitig unterbricht der Mikroschalter 501 die Energieversorgung fur den Motor 505. Wenn das Relais MCR4 in der Ruckstellposition steht, ist der Mikroschalter 502 seinerseits in einer Schaltstellung, bei der der Motor wieder mit Energie versorgt wird. Am Ende der Rückschaltoperation wird der Schalter 502 betätigt, schaltet den Motor von der Energieversorgung ab und bewirkt zugleich ein Umschalten des Relais 506 zur Lichtanzeige der Lampe 507 mit dem Zeichen »Nullsetzen beendet«.

TJm ganz sicher zu gehen, daß nach Beendigung eines Prüfvorganges der Spannungsanstiegskondensator 311 Zeit hat, sich vollständig zu entladen, ist es sinnvoll, eine Zeitverzögerung in den Schaltvorgang des Relais 503 einzubauen. Das kann durch übliche bekannte Mittel geschehen.

Die mit der beschriebenen Schaltung geprüften Kondensatoren werden entweder bis zur vollständigen chanisch gekoppelt sind. Auch die Relais MCRl, MCR2, MCR3 und MCR4 sind alles Kontaktsätze eines gemeinsamen Hauptsteuerrelais MCR, das durch einen einzigen Schalter (nicht dargestellt) betä-¹S tigt wird

Verzeichnis der Bezugszeichen

101 Testplatte

102 Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler

103 Spannungsregelkreis

104 Motorantrieb

105 Impulsformerschaltung

106 Ausfallprüfschitlter-Einheit

107 Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler

108 Zählerschalteinheit

109 Multivibrator

110 Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler

111 Einschait- und Nullstelleinrichtung

201 Relais

202 Differenzverstärker

203 NOR-Gatter

204 Verstärkertransistor

301 Transformator

302 Gleichrichterbrücke

303 Glättungskondensator

304 Zenerdiode

305 Steuertransistor

306 Längstransistor

307 Rückkopplungszweig

308 Potentiometer

309 Emitterfolger

310 Emitterfolger

311 Kondensator

312 Sicherung

313 Relaiskontakt

314, 315 Entladewiderstand

401 Kondensator

402 Multivibrator

403 Impulsformer
404, 405 Multivibrator

406 Transistorverstärker

407 Binärzähler

501, 502 Mikroschalter

503 Relais

504 Anzeigelampe

505 Motor

506 Relais

507 Anzeigelampe
MCR Hauptsteuerrelais
MCRl, 2, 3, 4 Kontaktsätze SWIa, b, c Schalter

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum gleichzeitigen Prüfen mehrerer elektrischer Bauelemente mit Mitteln zum Anlegen einer definierten Spannung oder eines definierten Stromes an die Bauelemente, bei der jedem Bauelement ein Zähler zugeordnet ist und Mittel vorgesehen sind, um den Ausfall eines jeden Bauelements festzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß Mitlei (Hl) vorgesehen sind, um die Spannung oder den Strom vom Einschaltzeitpunkt an mit einer definierten Änderungsrate zu verändern, daß die Zähler (108) so mit den Mitteln (111) geschaltet sind, daß sie zum Einschaltzeitpunkt in Gang gesetzt werden und der einem Bauelement jeweils zugeordnete Zähler beim Ausfall des Bauelements durch die jedem Bauelement zugeordnete Ausfallprüfeinheit (106) angehalten wird, so daß der Zählerstand ein Maß für die beim Ausfall des Bauelements an diesem anliegende Spannung oder an diesem anliegenden Strom bildet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Spannung oder des Stromes durch einen Motor (104) .ingetrieben sind.

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollmittel (111) so ausgebildet sind, daß sie den Lauf des Motors (104) während eines Prüf Vorganges steuern und die Mittel, die die Spannung oder den Strom liefern, nach Beendigung eines Prüfvorganges so beeinflussen, daß Spannung bzw. Strom wieder auf ihren Anfangswert gebracht werden.

4. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollmittel (IH) weitere Mittel enthalten, um die Rate der Änderung der Spannung oder des Stromes an den zu prüfenden Bauelementen zu verändern.

5. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel weitere Mittel zur Veränderung der Zählrate der Zähler enthalten.

6. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum automatischen Beendigen des motorgetriebenen Testlaufes vorgesehen sind.

7. Prüfeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Anzeigemittel (504) vorgesehen sind, die die Beendigung eines Testablaufes anzeigen.

8. Prüfeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Verzögerungsmittel vorgesehen sind, die die Anzeige der Beendigung der Prüfung um einen bestimmten Zeitpunkt verschieben

9. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Motor angetriebenen Spannungsoder Stromsteuermittel einen frequenzvariablen Multivibrator (109) und einen Impulsformer (105), der an den Ausgang des Multivibrators (109) gekoppelt ist, enthalten, und) daß die Ausgangsimpulse des Impulsformers (105) zum Betrieb des Schrittmotors (104) verwendet werden.

10. Prüfeinrichtung nach den Ansprüchen 3 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Veränderung der Spannungs- oder Stromrate weitere Mittel (404, 405) zur Veränderung der Frequenz des Multivibrators enthalten.

11. Prüfeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Änderung der Spannungs- oder Stromrate weitere Mittel enthalten, die zum schnellen Nullsetzen über den Multivibrator (109) eine Frequenz, die höher als die Prüffrequenz ist, erzeugen.

11. Prüfeinrichtung nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähler (108) vom Ausgang des Multivibrators (109) gesteuert werden.

13. Prüfeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfall-Prüfmntel (106) eine Referenzspannungsquelle enthalten, die zusammen mit den zu prüfenden Bauelementen an den Eingängen eines Differenzverstärkers angeschlossen ist, der seine Ausgangsimpulse einem logischen Schaltkreis (203) weitergibt, der an den Ausgang des Differenzverstärkers (202) gelegt ist, und daß Schaltmittel (201), gesteuert von den logischen Mitteln (203), vorgesehen sind, die die Zähler (108) abschalten, wenn der logische Schaltkreis (203) eingeschaltet ist, und zugleich die Ausfall-Prüfmittel (105) von dem zu prüfenden Bauelement abschalten.