设备测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种设备测试装置。


背景技术：

2.目前，工业生产中的控制柜、服务器柜和通讯柜等都采用了机架式结构。这些机柜大量采用插箱(也被称为u箱，即标准尺寸的机箱)。插箱作为机柜中的一部分，它起的主要作用是放置和固定各类电子元件，起到承托和保护作用，具有屏蔽电磁辐射的重要作用。插箱及其中的线路设计、制造工艺、电子元件、装配结构等的可靠性，对于机柜的稳定运行非常重要。
3.加速寿命试验是在不改变试验件失效机理的前提下，通过加大试验应力获取加速环境下的失效数据，并在假设检验和数理统计的基础上，基于物理失效规律，利用相关的统计模型，确定正常应力水平与加速应力之间的关系，进而求得产品在额定应力水平下的寿命特征的可靠性试验方法。高加速寿命试验(highly accelerated life testing，简称halt试验)是一种利用快速高、低温变换的震荡体系来揭示电子和机械装配件设计缺陷和不足的过程。halt的目的是在产品开发的早期阶段识别出产品的功能和破坏极限，从而优化产品的可靠性。
4.因此，如何实现对插箱进行可靠性测试成为业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种设备测试装置，用于解决如何实现对插箱进行可靠性测试的技术问题。
6.本实用新型提供一种设备测试装置，包括试验模块和监控模块；
7.所述试验模块包括箱体，所述箱体内设置工作台、温度单元、控制单元和多个温度传感器；
8.所述工作台，用于承载待测插箱；
9.所述控制单元，与所述温度单元连接，用于向所述温度单元发送温度控制指令；
10.所述温度单元，用于基于所述温度控制指令控制所述箱体内的箱内温度；
11.所述多个温度传感器，与所述待测插箱中的多个温度监测点连接，获取所述待测插箱中各个温度监测点的温度信号；
12.所述监控模块，与所述多个温度传感器和所述待测插箱连接，用于获取所述待测插箱中各个温度监测点的温度信号以及所述待测插箱的工作信号；并基于所述温度信号和所述工作信号，确定所述待测插箱的可靠性测试结果。
13.根据本实用新型提供的设备测试装置，所述试验模块还包括振动单元和多个振动传感器；
14.所述控制单元，与所述振动单元连接，用于向所述振动单元发送振动控制指令；
15.所述振动单元，与所述工作台连接，用于基于所述振动控制指令控制所述工作台
振动；
16.所述多个振动传感器，与所述待测插箱中的多个振动监测点连接，获取所述待测插箱中各个振动监测点的振动信号；
17.所述监控模块，与所述多个振动传感器连接，用于获取所述待测插箱中各个振动监测点的振动信号；并基于所述工作信号和所述振动信号确定所述待测插箱的可靠性测试结果，或者，基于所述工作信号、所述振动信号和所述温度信号确定所述待测插箱的可靠性测试结果。
18.根据本实用新型提供的设备测试装置，所述试验模块还包括多个夹具；
19.所述多个夹具与所述待测插箱连接，用于将所述待测插箱固定在所述工作台上。
20.根据本实用新型提供的设备测试装置，所述多个温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器；
21.所述第一温度传感器设置于所述待测插箱中的电源板上；
22.所述第二温度传感器设置于所述待测插箱中的控制板上；
23.所述第三温度传感器设置于所述待测插箱中的模拟量信号板上；
24.所述第四温度传感器设置于所述待测插箱中的数字量信号板上。
25.根据本实用新型提供的设备测试装置，所述装置还包括陪测模块；
26.所述陪测模块设置于所述试验模块外，与所述待测插箱连接，用于向所述待测插箱发送测试信号，以使所述待测插箱基于所述测试信号生成所述工作信号。
27.根据本实用新型提供的设备测试装置，所述监控模块，与所述陪测模块连接，用于基于所述测试信号、所述工作信号、所述振动信号和/或所述温度信号确定所述待测插箱的可靠性测试结果。
28.根据本实用新型提供的设备测试装置，所述装置还包括打印模块；
29.所述打印模块与所述监控模块连接，用于打印所述温度信号、所述工作信号、所述测试信号、所述振动信号以及所述可靠性测试结果。
30.根据本实用新型提供的设备测试装置，所述装置还包括电源模块；
31.所述电源模块包括电源切换单元和电源适配单元；
32.所述电源切换单元，与多个输入电源连接，用于基于各个输入电源的运行状态，确定当前供电电源；
33.所述电源适配单元，与所述试验模块、所述监控模块、所述陪测模块和所述打印模块连接，用于对所述当前供电电源进行电源适配，为各个模块提供工作电源。
34.根据本实用新型提供的设备测试装置，所述控制单元包括存储子单元，所述存储子单元用于存储高加速寿命测试程序；
35.所述控制单元用于调用所述高加速寿命测试程序，生成温度控制指令和/或振动控制指令。
36.根据本实用新型提供的设备测试装置，所述温度传感器为热电偶和/或热电阻。
37.本实用新型提供的设备测试装置，包括试验模块和监控模块；试验模块包括箱体、工作台、温度单元、振动单元、控制单元、多个温度传感器和多个振动传感器；工作台用于承载待测插箱；控制单元用于向温度单元发送温度控制指令；温度单元用于根据温度控制指令控制箱体内的箱内温度；多个温度传感器获取待测插箱中各个温度监测点的温度信号；
振动单元用于基于振动控制指令控制工作台振动；多个振动传感器用于获取待测插箱中各个振动监测点的振动信号；监控模块，获取待测插箱中各个温度监测点的温度信号以及待测插箱的工作信号；并根据温度信号、振动信号和工作信号，确定待测插箱的可靠性测试结果；该装置通过振动控制提供不同程度的振动应力和/或通过温度控制提供不同程度的温度应力来实现对插箱进行可靠性测试，提高了插箱的可靠性测试效率，有利于对插箱的设备缺陷进行改进。
附图说明
38.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1为本实用新型提供的设备测试装置的结构示意图之一；
40.图2为本实用新型提供的设备测试装置的结构示意图之二。
41.附图标识：
42.110：试验模块；120：监控模块；111：箱体；112：工作台；113：温度单元；114：控制单元；115：温度传感器；116：振动单元；117：振动传感器。
具体实施方式
43.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
44.需要说明的是，本实用新型中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
45.图1为本实用新型提供的设备测试装置的结构示意图之一，如图1所示，该装置包括试验模块110和监控模块120；
46.试验模块110包括箱体111，箱体111内设置工作台112、温度单元113、控制单元114和多个温度传感器115；
47.工作台112，用于承载待测插箱；
48.控制单元114，与温度单元113连接，用于向温度单元113发送温度控制指令；
49.温度单元113，用于基于温度控制指令控制箱体111内的箱内温度；
50.多个温度传感器115，与待测插箱中的多个温度监测点连接，获取待测插箱中各个
温度监测点的温度信号；
51.监控模块120，与多个温度传感器115和待测插箱连接，用于获取待测插箱中各个温度监测点的温度信号以及待测插箱的工作信号；并基于温度信号和工作信号，确定待测插箱的可靠性测试结果。
52.具体地，本实用新型实施例提供的设备测试装置用于对机架式结构中的各种插箱进行可靠性测试。
53.该装置包括试验模块110和监控模块120。试验模块110可以采用箱式结构，包括箱体111，以及设置在箱体111中的工作台112、温度单元113、控制单元114和多个温度传感器115。
54.箱体111可以采用中空的箱体结构，其中可以设置有工作台112，工作台112的大小应能够承载各类待测插箱。待测插箱为标准尺寸的机箱，例如规定的标准尺寸是服务器的宽乘以高。宽为19英寸，高度以44.45mm为基本单位。1u箱就是宽度为19英寸，高度为44.45mm的机箱。待测插箱可以为1u箱、2u箱、3u箱、4u箱、5u箱和6u箱等。
55.控制单元114与温度单元113连接，用于向温度单元113发送温度控制指令。控制单元114内部可以存储与设备可靠性测试相关的程序，执行这些程序时生成相应的温度控制指令。温度单元113，用于根据温度控制指令控制箱体111内的箱内温度。当箱内温度升高或者降低时，会产生相应的热应力，来加速暴露待测插箱的设计缺陷和薄弱点。
56.多个温度传感器115，与待测插箱中的多个温度监测点连接，获取待测插箱中各个温度监测点的温度信号。温度监测点可以根据待测插箱中的设备配置进行确定。例如，如果待测插箱中配置的设备包括控制板卡和通信板卡，则可以在各个板卡上分别设置一个或者多个温度监测点，用于确定各个板卡的工作温度。
57.监控模块120与多个温度传感器115和待测插箱连接，用于获取待测插箱中各个温度监测点的温度信号以及待测插箱的工作信号。待测插箱的工作信号为对待测插箱的工作状态进行衡量的信号，例如可以包括电压输出信号、电流输出信号或者其他状态信号。
58.监控模块120根据温度信号和工作信号，确定待测插箱的可靠性测试结果。例如，监控模块120可以将各个温度信号下的工作信号与工作信号对应的预设取值范围进行比较，如果任一温度信号下工作信号的数值在预设取值范围内，则确定工作信号满足要求，待测插箱在该温度下的可靠性测试结果为可靠；如果任一温度信号下工作信号的数值不在预设取值范围内，则确定工作信号不满足要求，待测插箱在该温度下的可靠性测试结果为不可靠。
59.本实用新型实施例提供的设备测试装置，包括试验模块和监控模块；试验模块包括箱体、工作台、温度单元、控制单元和多个温度传感器；工作台用于承载待测插箱；控制单元用于向温度单元发送温度控制指令；温度单元用于根据温度控制指令控制箱体内的箱内温度；多个温度传感器获取待测插箱中各个温度监测点的温度信号；监控模块，获取待测插箱中各个温度监测点的温度信号以及待测插箱的工作信号；并根据温度信号和工作信号，确定待测插箱的可靠性测试结果；该装置通过温度控制提供不同程度的热应力来实现对插箱进行可靠性测试，提高了插箱的可靠性测试效率，有利于对插箱的设备缺陷进行改进。
60.基于上述实施例，图2为本实用新型提供的设备测试装置的结构示意图之二，如图2所示，试验模块110还包括振动单元116和多个振动传感器117；
61.控制单元114，与振动单元116连接，用于向振动单元发送振动控制指令；
62.振动单元116，与工作台112连接，用于基于振动控制指令控制工作台112振动；
63.多个振动传感器117，与待测插箱中的多个振动监测点连接，获取待测插箱中各个振动监测点的振动信号；
64.监控模块120，与多个振动传感器117连接，用于获取待测插箱中各个振动监测点的振动信号；并基于工作信号和振动信号确定待测插箱的可靠性测试结果，或者，基于工作信号、振动信号和温度信号确定待测插箱的可靠性测试结果。
65.具体地，振动单元116与工作台112连接，根据振动控制指令，控制工作台112产生一定频率的振动，为待测插箱提供振动应力，也ke以用来加速暴露待测插箱的设计缺陷和薄弱点。控制单元114内部可以存储与设备可靠性测试相关的程序，执行这些程序时生成相应的振动控制指令。
66.特别地，控制单元114还可以同时生成温度控制指令和振动控制指令，为待测插箱提供热应力和振动应力，在两种应力的作用下，加速暴露待测插箱的设计缺陷和薄弱点。
67.监控模块120也同时可以与多个振动传感器117连接，获取待测插箱中各个振动监测点的振动信号。振动监测点可以根据待测插箱内硬件设备的安装结构进行设置。
68.监控模块120根据振动信号和工作信号，确定待测插箱的可靠性测试结果，也可以根据工作信号、振动信号和温度信号确定待测插箱的可靠性测试结果。
69.本实用新型实施例提供的设备测试装置通过振动控制提供不同程度的振动应力和/或通过温度控制提供不同程度的温度应力来实现对插箱进行可靠性测试，提高了插箱的可靠性测试效率，有利于对插箱的设备缺陷进行改进。
70.基于上述任一实施例，试验模块还包括多个夹具；
71.多个夹具与待测插箱连接，用于将待测插箱固定在工作台上。
72.具体地，当采用振动单元提供振动应力时，需要在试验模块中设置多个夹具，将待测插箱固定在工作台上。
73.夹具通常由定位元件(确定工件在夹具中的正确位置)、夹紧装置、连接元件以及夹具体(夹具底座)等组成。
74.基于上述任一实施例，多个温度传感器包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器；
75.第一温度传感器设置于待测插箱中的电源板上；
76.第二温度传感器设置于待测插箱中的控制板上；
77.第三温度传感器设置于待测插箱中的模拟量信号板上；
78.第四温度传感器设置于待测插箱中的数字量信号板上。
79.具体地，如果待测插箱中包含电源板、控制板、模拟量信号板和数字量信号板，则可以设置一个或者多个温度传感器，分别对各个不同的板卡进行温度监测。
80.可以将第一温度传感器设置于待测插箱中的电源板上，用于监测电源板的工作温度。第一温度传感器的数量可以为多个。例如，如果电源板上包括多个整流芯片，则可以对每个整流芯片都设置一个第一温度传感器。
81.可以将第二温度传感器设置于待测插箱中的控制板上，用于监测控制板的工作温度。第二温度传感器的数量可以为多个。例如，如果控制板上包括处理器和存储芯片，则可
以对每个处理器和每个存储芯片都设置一个第二温度传感器。
82.模拟量信号板和数字量信号板是常见的信号输入输出板卡。可以分别设置第三温度传感器和第四温度传感器对这两个板卡进行工作温度的监测。
83.基于上述任一实施例，装置还包括陪测模块；
84.陪测模块设置于试验模块外，与待测插箱连接，用于向待测插箱发送测试信号，以使待测插箱基于测试信号生成工作信号。
85.具体地，对于部分待测插箱，需要设置配测模块，向待测插箱发送测试信号，以触发待测插箱生成工作信号。陪测模块可以为信号发生器等。
86.陪测模块可以设置在试验模块外部，与待测插箱通过试验模块中设置的接口进行连接。接口可以为电缆接口和光纤接口等。
87.基于上述任一实施例，监控模块，与陪测模块连接，用于基于测试信号、工作信号、振动信号和/或温度信号确定待测插箱的可靠性测试结果。
88.具体地，监控模块可以与陪测模块连接，获取测试信号。然后将测试信号、工作信号、振动信号和温度信号的时序图进行对比，确定待测插箱的可靠性测试结果。
89.基于上述任一实施例，装置还包括打印模块；
90.打印模块与监控模块连接，用于打印温度信号、工作信号、测试信号、振动信号以及可靠性测试结果。
91.具体地，该装置还包括打印模块，打印模块可以将监控模块中的温度信号、工作信号、测试信号、振动信号以及可靠性测试结果自动打印，为工作人员提供便利，提高了插箱的可靠性测试效率，有利于对插箱的设备缺陷进行改进。
92.基于上述任一实施例，装置还包括电源模块；
93.电源模块包括电源切换单元和电源适配单元；
94.电源切换单元，与多个输入电源连接，用于基于各个输入电源的运行状态，确定当前供电电源；
95.电源适配单元，与试验模块、监控模块、陪测模块和打印模块连接，用于对当前供电电源进行电源适配，为各个模块提供工作电源。
96.具体地，该装置还可以包括电源模块。电源模块可以包括电源切换单元和电源适配单元。为了确保电源的可靠性，保证可靠性测试能够持续进行，电源切换单元可以与多个输入电源连接，这些输入电源为冗余设置的电源。各个输入电源的运行状态包括正常与故障。当其中一个输入电源发生故障时，电源切换单元根据其余各个输入电源的运行状态，在运行状态为正常的输入电源作为当前供电电源。
97.电源适配单元对当前供电电源进行电源适配，包括整流、逆变和变压等，根据试验模块、监控模块、陪测模块和打印模块等对电源的需求，提供相应的工作电源。
98.基于上述任一实施例，控制单元包括存储子单元，存储子单元用于存储高加速寿命测试程序；
99.控制单元用于调用高加速寿命测试程序，生成温度控制指令和/或振动控制指令。
100.具体地，高加速寿命试验(highly accelerated life test，halt)，是一种试验方法，采用的环境应力比加速试验更加严酷。主要应用于产品开发阶段，它能以较短的时间促使产品的设计和工艺缺陷暴露出来，从而促使工作人员做设计改进，提升产品可靠性。
101.高加速寿命试验中的试验项目包括试验前常温工作测试、步进低温工作试验、低温启动试验、步进高温工作试验、高低温循环试验、步进随机振动试验、高低温循环与步进随机振动结合的综合试验、低温与随机振动结合的综合试验和高温与随机振动结合的综合试验等。
102.高加速寿命试验可以通过程序实现。可以预先存储在控制单元中的存储子单元。控制单元可以调用高加速寿命测试程序，生成温度控制指令和/或振动控制指令，从而提供相应的热应力与振动应力。
103.基于上述任一实施例，温度传感器为热电偶和/或热电阻。
104.具体地，热电偶和热电阻为是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成电信号。
105.基于上述任一实施例，待测插箱为riom插箱(远程信号输入输出插箱)，该插箱包括2块电源板、1块主机板、3块数字输入板、3块数字输出板和1块模拟输入输出板。
106.可以将riom插箱放置在试验模块的箱体中，陪测模块、监控模块放置在试验模块的外面。采用13个热电偶对riom插箱进行温度监测。
107.通过串口打印及状态监视的方法，判断riom插箱运行是否正常，监测的工作信号如表1所示。
108.表1工作信号监测表
109.[0110][0111]
本实用新型提出了一种基于halt试验箱测试riom主机3u插箱设备的方法。通过设置主机递增的加严的环境应力，来加速暴露riom主机3u插箱设备的缺陷和薄弱点，而后对暴露的缺陷和故障从设计、工艺和用料等诸方面进行分析和改进，从而达到提升可靠性的目的，最大的特点是设置高于riom主机3u插箱设备设计运行上限的环境应力，从而使暴露故障的时间大大短于正常可靠性应力条件下的所需时间。
[0112]
相较于现有技术，本实用新型具有如下优点：
[0113]
1.riom主机3u插箱设备可以短时间内暴露设计缺陷和薄弱点，便于分析和改进；
[0114]
2.通过系统状态监视软件，使整套系统的测试结果简洁，易于判断，高效，大大缩短了测试的时间。
[0115]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0116]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0117]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；
尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。