[发明专利]一种开关矩阵及其自检方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种开关矩阵及其自检方法。

背景技术

当前实验室测试中，被测物经常变更，治具接线又非常耗时耗力，故实验室设备连线使用开关矩阵。而现有的开关矩阵复杂，生产调试不易且出现问题后不易排查异常。当开关矩阵某个元件出现故障后无法检测出该问题元件，进而不能针对问题点进行检修和元件更换，而只能把整个开关矩阵更换掉，造成浪费，同时更换成本也昂贵。另外开关矩阵的继电器多次使用后寿命状态无法判断，无法预知是否需要更继电器，不能做到因寿命问题引起的故障预警，会造成实验进度的耽搁，耽误时间。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种具有自检功能的开关矩阵，实现开关矩阵可以自我检查，快速排查异常问题，进而可以针对问题点进行检修和元件更换。

本发明是这样实现的：一种开关矩阵，包括行输入信号组、列输入信号组、继电器矩阵阵列、列继电器阵列、行继电器阵列、电流源模块、MCU模块、通信模块、ADC采集模块、显示屏/上机位界面模块；所述显示屏/上机位界面模块、ADC采集模块、通信模块分别和所述MCU模块相连接；所述ADC采集模块、通信模块分别和所述电流源模块相连接；所述列继电器阵列、行继电器阵列分别和所述电流源模块相连接；所述列继电器阵列的每个继电器分别选取继电器矩阵阵列的一行继电器相连接；所述行继电器阵列的每个继电器分别选取继电器矩阵阵列的一列继电器相连接；所述行输入信号组的每个输入信号分别选取所述列继电器阵列中的一个继电器相连接，所述列输入信号组的每个输入信号分别选取所述行继电器阵列中的一个继电器相连接。

进一步的，所述的一种开关矩阵，还包括IO扩展模块；所述IO扩展模块和所述MCU模块相连。

本发明一种开关矩阵的自检方法，包含电流源功能的自检过程、继电器矩阵短路的自检过程、继电器矩阵开路的自检过程、继电器矩阵寿命的自检过程。

进一步的，所述电流源功能的自检过程包含以下步骤：

步骤S1、MCU模块关闭列继电器阵列、继电器矩阵阵列和行继电器阵列中所有继电器及电流源模块，上位机发送指令，进入自检模式；

步骤S2、MCU模块给电流源模块加载电压U、电流I，判断电流源模块的输出电压是否等于U，若等于U则电流源模块正常，反之则电流源模块异常，MCU模块反馈显示屏/上机位界面，报警提示电流源模块异常，关闭电流源模块，结束自检。

进一步的，所述继电器矩阵短路的自检过程包含以下步骤：

步骤S1、MCU模块关闭列继电器阵列、继电器矩阵阵列和行继电器阵列中所有继电器及电流源模块，上位机发送指令，进入自检模式；

步骤S2、吸合列继电器阵列中的一个继电器和行继电器阵列中的一个继电器；

步骤S3、电流源模块加载电压U、电流I，判断电流源模块的输出电压是否等于U，若等于U，表示没有短路；反之则标定当前选中的列继电器阵列中的继电器和行继电器阵列中的继电器同时相连的继电器矩阵阵列中的继电器短路，MCU模块反馈显示屏/上机位界面，显示该继电器短路；

步骤S4、更换列继电器阵列和/或行继电器阵列中的继电器，重复步骤S2和S3直至继电器矩阵阵列的所有继电器检测完。

进一步的，所述继电器矩阵开路的自检过程包含以下步骤：

步骤S1、MCU模块关闭列继电器阵列、继电器矩阵阵列和行继电器阵列中所有继电器及电流源模块，上位机发送指令，进入自检模式；

步骤S2、吸合列继电器阵列中的一个继电器、行继电器阵列中的一个继电器、和上述两个继电器同时相连的继电器矩阵阵列中的继电器；

步骤S3、电流源模块加载电压U和电流I，判断电流源模块的输出电压是否小于U/3，若小于U/3,表示没有开路，继电器正常；反之，则标定当前选中的继电器矩阵阵列中的继电器开路，MCU模块反馈显示屏/上机位界面，显示上述标定的继电器开路；

步骤S4、更换列继电器阵列和/或行继电器阵列中的继电器、和上述两个继电器同时相连的继电器矩阵阵列中的继电器，重复步骤S2和S3直至继电器矩阵阵列的所有继电器检测完。

进一步的，所述继电器矩阵寿命的自检过程包含以下步骤：

步骤S1、MCU模块关闭列继电器阵列、继电器矩阵阵列和行继电器阵列中所有继电器及电流源模块，上位机发送指令，进入自检模式；

步骤S2、吸合列继电器阵列中的一个继电器、行继电器阵列中的一个继电器、和上述两个继电器同时相连的继电器矩阵阵列中的继电器；