本發明涉及矩陣開關繼電器故障檢測領域，具體涉及一種矩陣開關繼電器故障檢測裝置及檢測方法。

背景技術：

矩陣開關是自動測試系統(ats)的重要組成部分，主要功能是實現ats測試資源到被測件(uut)的信號靈活切換，是實現自動測試接口設計的關鍵。矩陣開關的結構為行列交叉排布，其每個節點為一個繼電器，連接一個行與列，每個節點可以單獨操作，通過設置節點的不同組合可以實現信號的路由，如圖1所示。矩陣開關是ats中信號傳輸的中樞，其可靠性在ats中尤為重要，繼電器在導通和斷開瞬間出現的放電現象可造成觸點熔蝕，降低開關壽命；負載的類型變化也可能會使開關壽命減少。由于矩陣開關節點使用的繼電器具有開路隔離電阻大、導通電阻小的特點，因此通常通過對每路開關繼電器進行電壓測量或者阻值測量的方法對其進行故障檢測。

電壓測量的示意圖如圖2所示。在矩陣開關第一路信號輸入端(r1)施加一個直流電壓信號，閉合r1與第一路信號輸出端(c1)連接的繼電器，使用數字多用表測量c1端的電壓，由于繼電器導通電阻很小，因此無故障情況下，測量電壓應與施加的電壓基本相等。斷開該繼電器，依次閉合r1與其余各輸出端連接的繼電器，依次使用數字多用表測量各輸出端的電壓。與r1相連接的所有輸出端電壓測量完成后，依次將直流電壓信號施加到其余信號輸入端，重復以上測量過程，直至所有繼電器電壓測量完成。根據測量值判斷矩陣開關繼電器是否存在故障。

阻值測量的示意圖如圖3所示。閉合矩陣開關第一路信號輸入端(r1)與第一路信號輸出端(c1)連接的繼電器，使用數字多用表測量r1與c1兩端之間的阻值，由于繼電器導通電阻很小，因此無故障情況下，測量阻值很小。斷開該繼電器，依次閉合r1與其余各輸出端連接的繼電器，依次使用數字多用表測量r1與各輸出端之間的阻值。r1與所有輸出端之間的阻值測量完成后，依次使用數字多用表測量其余信號輸入端和信號輸出端之間的阻值，重復以上測量過程，直至所有繼電器阻值測量完成。根據測量值判斷矩陣開關繼電器是否存在故障。

通過電壓測量或者阻值測量的方法對矩陣開關繼電器進行故障檢測，缺點是需要逐一閉合和斷開所有繼電器，分時對其進行電壓測量或者阻值測量。當矩陣開關的規模較大時，包含的繼電器可能達到數百甚至數千個，每個繼電器閉合和斷開都需要一定的時間，對所有繼電器進行電壓測量或者阻值測量的時間將會很長，導致整個矩陣開關的故障檢測時間很長，檢測效率低。

技術實現要素：

本發明的第一目的是提供了一種矩陣開關繼電器故障檢測裝置，在矩陣開關每路信號輸出通道串聯一個相同阻值的電阻，對多路開關通道進行并聯電阻測量。

本發明采用以下的技術方案：

一種矩陣開關繼電器故障檢測裝置，包括電路板，電路板上設置有插接件、第一端口和第二端口，矩陣開關的所有信號輸入端和所有信號輸出端均連接到插接件上，連接在插接件上的矩陣開關的所有信號輸入端均連接到第一端口上，連接在插接件上的矩陣開關的所有信號輸出端均連接有一個阻值相同的電阻，電阻的另一端均連接到第二端口上，第一端口和第二端口之間連接有數字多用表。

本發明的第二目的是提供了以上所述的一種矩陣開關繼電器故障檢測裝置的檢測方法。

一種矩陣開關繼電器故障檢測裝置的檢測方法，其中，矩陣開關為n*m模式的單線矩陣開關，n為行數，m為列數，每個電阻的阻值為x，包括以下步驟：

步驟1：閉合矩陣開關第一行信號輸入端與m列個信號輸出端連接的繼電器，其余行的繼電器均斷開，使用數字多用表測量第一端口與第二端口之間的阻值，由于所有的電阻并聯，所以第一端口與第二端口之間的理論阻值應該為x/m，將數字多用表測量的阻值與x/m值進行比較；

步驟2：重復步驟1，對矩陣開關的n個行均進行電阻值測試，比較每一行的數字多用表測量的阻值與x/m值；

步驟3：如果數字多用表測量到的該行的阻值與x/m值相同，則此行中繼電器均正常，標記此行正常；

如果數字多用表測量到的該行的阻值與x/m值不相同，則此行中繼電器存在故障，標記此行故障；

步驟4：對標記故障的每個行均采用逐級平均分組法進行電阻值測量，所述逐級平均分組法為將存在繼電器故障的行中的m個繼電器平均分為第一級a個組，每個組有m/a個繼電器；

步驟5：將第一組的繼電器均閉合，其余組繼電器斷開，用數字多用表測量第一組的阻值，如果測量值與xa/m值相同，則此組繼電器正常；如果測量值與xa/m值不相同，則此組繼電器存在故障；

步驟6：重復步驟5，對第一級a個組均進行電阻值測量，比較數字多用表測量的阻值與xa/m值，若相同，則此組中繼電器均正常；如不同，則此組中繼電器存在故障；

步驟7：繼續將第一級分組中存在繼電器故障的組中m/a個繼電器平均分為第二級b個組，每組有m/ab個繼電器，對第二級b個組均進行電阻值測量，并與理論值xab/m比較，如果測量值與xab/m值相同，則此組繼電器正常；如果測量值與xab/m值不相同，則此組繼電器存在故障；

步驟8：繼續將第二級分組中存在繼電器故障的組進行平均第三級分組，測量第三級每個組的電阻值，并與理論值比較，找到存在繼電器故障的組，繼續進行平均第四級分組，直至定位到單個有故障的繼電器為止；

步驟9：檢測出矩陣開關內所有存在故障的繼電器之后，檢測結束。

本發明具有的有益效果是：

本發明提出的矩陣開關繼電器故障檢測裝置及檢測方法，通過增加電路板，在矩陣開關每路信號輸出通道串聯一個相同阻值的電阻，對多路開關通道進行并聯電阻阻值測量，根據測量值的變化判斷開關繼電器是否存在故障。本發明無需將所有矩陣開關繼電器依次閉合和斷開，對存在繼電器故障的多路開關采用逐級平均分組法進行電阻值測量，可以極大縮短故障檢測時間，提高檢測效率，對大規模矩陣開關效果尤其明顯。

附圖說明

圖1為單線矩陣開關示意圖。

圖2為矩陣開關繼電器電壓測量示意圖。

圖3為矩陣開關繼電器阻值測量示意圖。

圖4為本發明矩陣開關繼電器故障檢測裝置原理示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的具體實施方式做進一步說明：

實施例1

結合圖4，一種矩陣開關繼電器故障檢測裝置，包括電路板1，電路板上設置有插接件2、第一端口a和第二端口b，矩陣開關的所有信號輸入端和所有信號輸出端均連接到插接件2上，連接在插接件2上的矩陣開關的所有信號輸入端均連接到第一端口a上，連接在插接件2上的矩陣開關的所有信號輸出端均連接有一個阻值相同的電阻，電阻的另一端均連接到第二端口b上，第一端口和第二端口之間連接有數字多用表。

實施例2

上述實施例1的一種矩陣開關繼電器故障檢測裝置的檢測方法，其中，矩陣開關為n*m模式的單線矩陣開關，n為行數，m為列數，每個電阻的阻值為x，x的值較大，x為1百千歐到10兆歐，x的值可以根據實際操作時的需求進行更換，不一定局限于上述范圍。

檢測方法包括以下步驟：

步驟1：閉合矩陣開關第一行信號輸入端與m列個信號輸出端連接的繼電器，其余行的繼電器均斷開，使用數字多用表測量第一端口a與第二端口b之間的阻值，由于所有的電阻并聯，所以第一端口與第二端口之間的理論阻值應該為x/m，將數字多用表測量的阻值與x/m值進行比較；

步驟2：重復步驟1，對矩陣開關的n個行均進行電阻值測試，比較每一行的數字多用表測量的阻值與x/m值；

步驟3：如果數字多用表測量到的該行的阻值與x/m值相同，則此行中繼電器均正常，標記此行正常；

如果數字多用表測量到的該行的阻值與x/m值不相同，則此行中繼電器存在故障，標記此行故障；

步驟4：對標記故障的每個行均采用逐級平均分組法進行電阻值測量，所述逐級平均分組法為將存在繼電器故障的行中的m個繼電器平均分為第一級a個組，每個組有m/a個繼電器；

步驟5：將第一組的繼電器均閉合，其余組繼電器斷開，用數字多用表測量第一組的阻值，如果測量值與xa/m值相同，則此組繼電器正常；如果測量值與xa/m值不相同，則此組繼電器存在故障；

步驟6：重復步驟5，對第一級a個組均進行電阻值測量，比較數字多用表測量的阻值與xa/m值，若相同，則此組中繼電器均正常；如不同，則此組中繼電器存在故障；

步驟7：繼續將第一級分組中存在繼電器故障的組中m/a個繼電器平均分為第二級b個組，每組有m/ab個繼電器，對第二級b個組均進行電阻值測量，并與理論值xab/m比較，如果測量值與xab/m值相同，則此組繼電器正常；如果測量值與xab/m值不相同，則此組繼電器存在故障；

步驟8：繼續將第二級分組中存在繼電器故障的組進行平均第三級分組，測量第三級每個組的電阻值，并與理論值比較，找到存在繼電器故障的組，繼續進行平均第四級分組，直至定位到單個有故障的繼電器為止；

步驟9：檢測出矩陣開關內所有存在故障的繼電器之后，檢測結束。

上述檢測方法中每一級分組數可以相同也可以不同，也就是說a和b的值可以相同，也可以不同，只要能達到快速定位單個故障繼電器的目的每一級分組數可以根據實際情況進行調整。

實施例3

以一個32*128模式的單線矩陣開關為例，電阻阻值為x；

如圖4所示，檢測步驟包括：

步驟1：閉合矩陣開關第一行信號輸入端與128個信號輸出端連接的繼電器，其余行的繼電器均斷開，使用數字多用表測量第一端口a與第二端口b之間的阻值，由于所有的電阻并聯，所以第一端口與第二端口之間的理論阻值應該為x/128，將數字多用表測量的阻值與x/128值進行比較；

步驟2：重復步驟1，對矩陣開關的32個行均進行電阻值測試，比較每一行的數字多用表測量的阻值與x/128值；

步驟3：如果數字多用表測量到的該行的阻值與x/128值相同(測量時可能存在誤差，在此誤差可以忽略不計)，則此行中繼電器均正常，標記此行正常；

如果數字多用表測量到的該行的阻值與x/128值不相同，則此行中繼電器存在故障，標記此行故障；

步驟4：對標記故障的每個行均采用逐級平均分組法進行電阻值測量，所述逐級平均分組法為將存在繼電器故障的行中的128個繼電器平均分為第一級4個組，每個組有32個繼電器；

步驟5：將第一組的繼電器均閉合，其余3組繼電器斷開，用數字多用表測量第一組的阻值，如果測量值與x/32值相同，則此組繼電器正常；如果測量值與x/32值不相同，則此組繼電器存在故障；

步驟6：重復步驟5，對第一級4個組均進行電阻值測量，比較數字多用表測量的阻值與x/32值，若相同，則此組中繼電器均正常；如不同，則此組中繼電器存在故障；

步驟7：繼續將第一級分組中存在繼電器故障的組中32個繼電器平均分為第二級4個組，每組有8個繼電器，對第二級4個組均進行電阻值測量，并與理論值x/8比較，如果測量值與x/8值相同，則此組繼電器正常；如果測量值與x/8值不相同，則此組繼電器存在故障；

步驟8：繼續將第二級分組中存在繼電器故障的組平均分為第三級4個組，每組兩個繼電器，測量第三級組的電阻值，并與理論值比較，找到存在繼電器故障的組，繼續平均分為第四級2個組，再進行電阻值測量，這樣逐級縮小范圍，高效的找到單個有故障的繼電器；

步驟9：檢測出矩陣開關內所有存在故障的繼電器之后，檢測結束。

上述裝置和方法也適用于二線矩陣開關、四線矩陣開關等。

當然，上述說明并非是對本發明的限制，本發明也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本發明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發明的保護范圍。