浅析VI视觉识别系统设计—以零度摄影VI设计为例资料.doc

浅析VI视觉识别系统设计—以零度摄影VI设计为例 1、相关定义 1.1、VI 曲线的定义 就基本原理而言,VI测试可以看成万用表检测法的自然延伸。对于电路板的 故障诊断有很多仪器,但是最常用的还是到处可见的万用表。万用表不但可用来 测量电压、电流、电阻值,还可具有测量三极管的放大倍数和电容值等功能。 在常见的利用万用表的检测方法中,一是在通电之前利用万用表测量电路上 某个节点对地阻抗来判断与该节点关联的元器件是否有端口型故障,二是在通电 情况下测量各处的电压。特别在拿到一个未知的电路板的情况下,一般都不能轻 易上电,以免造成不必要的故障扩大,更多的是先采用第一种方法初步判断故障 的类型和范围。 但是究竟一块电路板的某个节点的阻抗在什么范围表示无故障、什么范围表 示可能有故障完全由使用者根据经验来判定,所以大家经常可以听到”某人将某 种电路板己经测熟了”的说法,其含义很大程度是指”经过多次测量已经对大部 分节点阻抗的正常范围己心中有数”。特别是面向诊断量大但需要诊断的电路板 种类少的诊断人员,甚至会将这类数据的正常值详细记录下来供参照。大量的应 用实践表明,这种检测方法不仅在经验丰富的诊断者手中相当有效,而且往往是 没有图纸资料情况下唯一可用的方法。 而这种方法有着明显的局限性,用万用表测量到的电阻,是指在稳恒电压(一 般是万用表电池电压,通常是1.5V )下所对应的电流值,表示在电压—电流平面 上仅为一点,见图2.1。 图2.1 单点测量示意图 对呈线性特征的电路节点,可以从这一个点推算出在所有其它电压下的电流 值。但是对呈非线性特征的电路节点则不能这样做,这就意味着1.5V 时的正常电 流值并不能保证在其它电压下的电流值也会在正常范围之内。在此情况下自然想 8 基于 VI 曲线的在线测试的研究与实现 到的办法是改变不同的电压多测量几个点,比如均匀地取16个、32个、64个甚至 更多的点,取值范围从负到正,包括整个工作电压范围(见图2.2),这样当所取的点 足够密,就形成一条曲线。然后通过对整条曲线的重合程度而不是曲线上一个点 的重合程度来判别故障,显然这样要直观、全面得多。 图2.2 多点测量示意图 这就是所谓的端口”模拟特征分析”(Analog Signature Analysis)的技术原理, 习惯上也称之为”VI曲线测试”(即电压电流曲线测试)。它是一种不加电的故障诊 断技术,指在待测电路板未接通电源的情况下,对板上被测器件的引脚施加一个 限流的正弦激励信号 ,观察由此产生的阻抗信号(VI曲线)。不同类型的器件的 信号波形明显不同,因此很容易被分辨出来。在线路节点之间注入一定幅度和频 率的周期信号,在显示坐标上形成一条电流随电压变化的关系曲线,即VI曲线。 VI曲线的形状由被测节点之间的特性阻抗所决定,通过比较好、坏电路板(器件) 上相同节点之间的VI曲线,可发现特性阻抗发生改变的节点,其通常为器件故障 所引发。对选定的电路节点,激励条件确定时,其响应是唯一确定的;响应如有 变异,意味着电路节点特性的变异,这必定是电路元件损伤或电路结构变化(短 路或断线)所致,这种测试理念与方法有助于技术人员找出已经损伤或即将损伤 的元件。 AC 在这里有必要对几个相关概念进行阐述。 节点:按图论的定义,在电路中,不论如何连接,一个元件称为一条支路, 而两个以上支路的联节点就称为节点。显然,元器件之间的连接点,即为节点。 换言之,被测装置或组件中各个元器件的每个引线或端子就是节点。 节点间的特性:对确定的电路,两个节点之间,不论有多复杂,其电压与电 流的关系,即伏安特性是确定的。然而,对它的表述,数学表达式已无法胜任, 第二章 VI 曲线测试原理 9 只能用图解法。因此,两个节点间的伏安特性曲线就是节点间的特性。 模拟特征分析(Analog Signature Analysis):与一个节点相关的电路结构或元 件参数发生变化,必然导致其节点特征的变异。通过对比测试,查出特征变异的 节点,由此分析电路故障、查找故障元件的方法,称之为模拟特征分析,又称VI 曲线测试。 加电测试:是指接通被测对象的电源,用电压表、示波器、逻辑分析仪以及 相关的信号源进行测试,这里又有”静态测试”与”动态测试”之分。”静态测 试”较为简便,仅靠电压表就可胜任,也无须过高的技术水平,但只能作电路静 态工作点的分析。尽管如此,不少故障靠”静态测试”就可查出。”动态测试” 能力很强,但必须有较强仪器阵容、较高技术水平以及详尽图纸资料的有力支持 。 不加电测试:是不对被测对象加电,用万用表等廉价简便的测试工具,依靠 相应的知识和经验,对电路节点的阻抗特性进行分析的简便测试。显然,”不加 电测试”的能力有限,然而,却因为它廉价简便,成为绝大多数技术人员的首选。 它不