基于电容变化的产品检测系统及方法与流程

1.本发明涉及产品测试技术领域，具体为一种基于电容变化的产品检测系统及方法。


背景技术：

2.触摸屏目前广泛应用于手持电子产品中，越来越多的手机、平板电脑等电子产品采用触摸屏作为显示屏幕，在触摸屏或相关模组产品生产完成后，工厂需要对所生产的触摸屏进行检测，从而甄别出合格的触摸屏，在触摸屏检测过程中，需要对触摸屏供电，并连接上测试设备进行测试，从而根据测试的结果进行甄别。
3.在触摸屏或相关模组产品生产测试时，通常采用热插排的方式对相关产品进行测试，以及在测试完成后不断电拔出，在待测产品插入和拔出的时候，由于接触不稳定，电流异常，导致产品损毁，降低产品测试通过率，目前的检测系统还不能很好地解决这个问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于电容变化的产品检测系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.基于电容变化的产品检测系统，包括：
7.电容采集单元,所述电容采集单元和待测产品电性连接，用于测量待测产品的电容值数据，并将测量的数据发送至mcu控制单元；
8.mcu控制单元,所述mcu控制单元和电容采集单元电性连接，用于对电容采集单元测量的数据进行处理比较，并在超出阈值时控制电源控制单元、开关控制单元和测试单元进行工作；
9.电源控制单元,所述电源控制单元控制端与mcu控制单元电性连接，输出端与待测产品电性连接，用于在mcu控制单元的控制下对待测产品进行供电；
10.电源开关,所述电源开关串联在电源控制单元和待测产品之间的连接电路中，用于开闭电源控制单元对待测产品的供电回路；
11.测试单元,所述测试单元控制端与mcu控制单元电性连接，输出端与待测产品电性连接，用于在mcu控制单元的控制下对待测产品进行测试；
12.测试开关，所述测试开关串联在测试单元和待测产品之间的连接电路中，用于开闭测试单元对待测产品的测试回路；
13.开关控制单元,所述开关控制单元和mcu控制单元、电源开关和测试开关电性连接，用于在mcu控制单元的控制下操纵电源开关和测试开关开闭。
14.优选的，所述电容采集单元包括集成运算放大器、充电开关、抗干扰电容、抗干扰电阻，所述集成运算放大器的反向输入端与待测产品电容的非接地端电性连接，同相输入端的输入电平为vref，所述集成运算放大器的反向输入端的输入电平为v1，所述充电开关
串联在集成运算放大器的反向输入端的和电平v1端之间，所述抗干扰电容一端连接集成运算放大器的反向输入端，另一端接地，所述抗干扰电阻和抗干扰电容并联，所述集成运算放大器的输出端与mcu控制单元电性连接。
15.优选的，所述电平为vref的电平端和电平为v1的电平端均为mcu控制单元提供。
16.优选的，所述电源开关和测试开关采用继电器，所述开关控制单元为继电器驱动电路。
17.本发明另外还提供一种基于电容变化的产品检测方法，其中，所述检测适用于上述的检测系统，具体包括以下步骤：
18.s1:给mcu控制单元上电，控制电源控制单元不输出电压给待测产品；
19.s2:使用mcu控制单元通过电容采集单元获取未插入待测产品时的电容值数据c0；
20.s3:将待测产品与电容采集单元、电源开关和测试开关电性连接，并通过mcu控制单元控制开关控制单元让电源开关和测试开关打开，同时使用mcu控制单元通过电容采集单元测量待测产品的电容值数据c1；
21.s4:通过mcu控制单元计算电容值的差值c2＝c1-c0的大小，并与预设的门限值c3进行比较，若c2大于c3，则进入步骤s3，反之进入步骤s5；
22.s5:通过mcu控制单元控制电源控制单元输出电压，并通过控制开关控制单元让电源开关和测试开关闭合；
23.s6:通过mcu控制单元控制测试单元进行测试；
24.s7:取下待测产品，使用mcu控制单元通过电容采集单元1再次测量待测产品的电容值数据c4，并计算电容值的差值c5＝c4-c0的大小，并与预设的门限值c6进行比较，若c5小于c6，则进入步骤s3，反之重复本步骤。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.本发明通过电容采集单元通过单根连线或单点接触采集本该与其连接的待测产品的寄生电容，经过mcu控制单元计算后判断是否有待测产品插入，并在未插入时控制电源控制单元不输出电压给待测产品，并且测试单元和开关控制单元也不会工作，从而有效地避免热插拔的情况，能够有效地防止由于接触不稳定，造成电流异常，导致产品损毁，有效地提高产品测试通过率。
附图说明
27.图1为本发明整体系统结构示意图；
28.图2为本发明中电容采集单元的结构示意图；
29.图3为本发明中集成运算放大器的波形图；
30.图4为本发明方法流程示意图。
31.图中：1电容采集单元、101集成运算放大器、102充电开关、103抗干扰电容、104抗干扰电阻、2mcu控制单元、3电源控制单元、4电源开关、5测试单元、6测试开关、7开关控制单元。
具体实施方式
32.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。
33.实施例：
34.请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：
35.基于电容变化的产品检测系统，包括电容采集单元1、mcu控制单元2、电源控制单元3、电源开关4、测试单元5、测试开关6和开关控制单元7，其中：
36.所述mcu控制单元2基于stm32芯片构成，所述电容采集单元1和待测产品电性连接，用于测量待测产品的电容值数据，并将测量的数据发送至mcu控制单元2，所述电容采集单元1包括集成运算放大器101、充电开关102、抗干扰电容103、抗干扰电阻104，所述集成运算放大器101的反向输入端与待测产品电容的非接地端电性连接，同相输入端的输入电平为vref，所述集成运算放大器101的反向输入端的输入电平为v1，所述充电开关102串联在集成运算放大器101的反向输入端的和电平v1端之间，所述抗干扰电容103一端连接集成运算放大器101的反向输入端，另一端接地，所述抗干扰电阻104和抗干扰电容103并联，所述集成运算放大器101的输出端与mcu控制单元2电性连接，所述电平为vref的电平端和电平为v1的电平端均为mcu控制单元2提供，在进行测量时，闭合充电开关102，此时电平为v1的电平端对待测产品的寄生电容进行充电，抗干扰电容103和抗干扰电阻104起到抗干扰的作用，由于连接待测产品的寄生电容或者未连接时的电容不同，所以集成运算放大器101的反向输入端的电平从0到v1的时间t不同，造成输入到mcu控制单元2的高电平时间不同，从而据此计算上述电容的大小。
37.所述mcu控制单元2和电容采集单元1电性连接，用于对电容采集单元1测量的数据进行处理比较，并在超出阈值时控制电源控制单元3、开关控制单元4和测试单元5进行工作，所述电源控制单元3控制端与mcu控制单元2电性连接，所述电源控制单元3为常用的电源电路，所述mcu控制单元2包括ad芯片，不断检测电容采集单元1测量的数据并进行处理，直接控制电源控制单元3的工作，所述电源控制单元3的输出端与待测产品电性连接，用于在mcu控制单元2的控制下对待测产品进行供电。
38.所述测试单元5控制端与mcu控制单元2电性连接，输出端与待测产品电性连接，用于在mcu控制单元2的控制下对待测产品进行测试，所述测试单元5为现有的触摸屏测试设备，由于现有的测试设备均基于单片机构成，故所述mcu控制单元2和测试单元5进行通讯，通过向测试单元5发出控制信号，从而控制其工作。
39.所述电源开关4串联在电源控制单元3和待测产品之间的连接电路中，用于开闭电源控制单元3对待测产品的供电回路，所述测试开关6串联在测试单元5和待测产品之间的连接电路中，用于开闭测试单元5对待测产品的测试回路，所述电源开关4和测试开关6采用继电器，所述开关控制单元7和mcu控制单元2、电源开关4和测试开关6电性连接，用于在mcu控制单元2的控制下操纵电源开关4和测试开关6开闭，所述开关控制单元7为继电器驱动电路，所述开关控制单元7基于uln2003驱动芯片构成，所述开关控制单元7的输入端与mcu控制单元2串口电性连接，输出端与电源开关4和测试开关6的电磁线圈电性连接，从而实现在mcu控制单元2的控制下操纵电源开关4和测试开关6开闭。
40.请参阅图4，本发明另外还提供一种基于电容变化的产品检测方法，其中，所述检
测方法适用于上述的检测系统，具体包括以下步骤：
41.s1:给mcu控制单元2上电，控制电源控制单元3不输出电压给待测产品；
42.s2:使用mcu控制单元2通过电容采集单元1获取未插入待测产品时的电容值数据c0；
43.s3:将待测产品与电容采集单元1、电源开关4和测试开关6电性连接，并通过mcu控制单元2控制开关控制单元7让电源开关4和测试开关6打开，同时使用mcu控制单元2通过电容采集单元1测量待测产品的电容值数据c1；
44.s4:通过mcu控制单元2计算电容值的差值c2＝c1-c0的大小，并与预设的门限值c3进行比较，若c2大于c3，则进入步骤s3，反之进入步骤s5；
45.s5:通过mcu控制单元2控制电源控制单元3输出电压，并通过控制开关控制单元7让电源开关4和测试开关6闭合；
46.s6:通过mcu控制单元2控制测试单元5进行测试；
47.s7:取下待测产品，使用mcu控制单元2通过电容采集单元1再次测量待测产品的电容值数据c4，并计算电容值的差值c5＝c4-c0的大小，并与预设的门限值c6进行比较，若c5小于c6，则进入步骤s3，反之重复本步骤。
48.本发明的使用原理：给mcu控制单元2上电，控制电源控制单元3不输出电压给待测产品，然后使用mcu控制单元2通过电容采集单元1获取未插入待测产品时的电容值数据，再将待测产品与电容采集单元1、电源开关4和测试开关6电性连接，使用mcu控制单元2通过电容采集单元1测量待测产品的电容值数据；
49.通过mcu控制单元2计算二者电容值的差值的大小，并与预设的阈值进行比较，若满足阈值条件，则通过mcu控制单元2控制电源控制单元3输出电压，并通过控制开关控制单元7让电源开关4和测试开关6闭合进行测试，在测试完成后取下待测产品，重复上述的步骤。
50.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。