文 | 中國工程物理研究院電子工程研究所 曹智遠(yuǎn) 王利明 宋 哲

一種應(yīng)用于調(diào)試與環(huán)境試驗(yàn)的測控盒

文 | 中國工程物理研究院電子工程研究所 曹智遠(yuǎn) 王利明 宋 哲

在分析原簡易測試板的基礎(chǔ)上，著重研究影響調(diào)試與環(huán)境試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)的有關(guān)因素，并對傳統(tǒng)測試方法進(jìn)行了改進(jìn)，并通過實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，研制出了可用于生產(chǎn)調(diào)試和環(huán)境試驗(yàn)的測控盒。

測控盒；調(diào)試；環(huán)境試驗(yàn)

1.言

在某產(chǎn)品研制試驗(yàn)過程中，要進(jìn)行生產(chǎn)過程中的調(diào)試，及生產(chǎn)后的環(huán)境試驗(yàn)的質(zhì)量檢驗(yàn)。由于原測試線路的不足，在測量時因受檢測方法和人員操作差異的影響，會造成對同一臺產(chǎn)品的測量數(shù)據(jù)偏差較大，對該臺產(chǎn)品的質(zhì)量分析造成困難。通過設(shè)計相應(yīng)的測試盒以及對測試盒編寫的技術(shù)要求規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品在生產(chǎn)調(diào)試和環(huán)境試驗(yàn)檢測過程中，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)測量的快捷準(zhǔn)確，彌補(bǔ)了因測試線路測試狀態(tài)的不確定造成的信號干擾及測試數(shù)據(jù)丟失的不足，提高了調(diào)試和檢測的效率，使檢測數(shù)據(jù)更加具有唯一性。

2.統(tǒng)的調(diào)試與環(huán)境試驗(yàn)方法

某產(chǎn)品在生產(chǎn)初樣階段的環(huán)境試驗(yàn)檢測時,沒有專用的檢測設(shè)備。只能依據(jù)技術(shù)條件要求，搭接了一塊簡易的測試板。方法是在一塊膠木板上打孔后安裝上香蕉插座，測試電纜采用一端焊接矩形插頭連接器與產(chǎn)品連接。另外一端把測試需要的20根引線撥開，露出一段芯線，并做出相應(yīng)的標(biāo)識，在產(chǎn)品檢測時，需將測試電纜對應(yīng)引線一一固定在簡易測試板的香蕉插座上，由于測試狀態(tài)的有一定的隨意性，導(dǎo)致對同一臺產(chǎn)品每一次的測量值數(shù)據(jù)偏差較大，為質(zhì)量分析造成一定的困難。并且在更換其它工作狀態(tài)檢測時由于需重新更換測試電纜，要重新檢查測試狀態(tài)，稍有不慎接錯線路，就會導(dǎo)致質(zhì)量事故的發(fā)生。而且該簡易測試板存在著工作效率低、抗干擾能力低和接線煩瑣不規(guī)范等問題，這些問題導(dǎo)致在使用過程中極易發(fā)生低級的質(zhì)量事故。而且由于檢測環(huán)節(jié)和試驗(yàn)項(xiàng)目繁多，以及產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)。傳統(tǒng)的調(diào)試與環(huán)境試驗(yàn)方法已無法滿足在大批量生產(chǎn)時的工作需要。

某產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)的數(shù)量大、檢測環(huán)節(jié)和試驗(yàn)項(xiàng)目繁多、并且要求檢驗(yàn)周期很短。

針對以上問題和面對產(chǎn)品大批量的生產(chǎn)形勢，因此需要設(shè)計一種測試裝置，以確保產(chǎn)品大批量生

產(chǎn)調(diào)試和環(huán)境試驗(yàn)檢驗(yàn)任務(wù)的需要。通過對技術(shù)條件和圖紙以及相關(guān)環(huán)境試驗(yàn)條件要求的檢驗(yàn)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行了認(rèn)真梳理，并對在檢測中容易發(fā)生干擾等問題進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和論證，為生產(chǎn)調(diào)試和環(huán)境試驗(yàn)的檢驗(yàn)設(shè)計了一套檢驗(yàn)測控盒。

3.試盒的設(shè)計

測控盒是依據(jù)被測產(chǎn)品技術(shù)條件要求的測試原理，總結(jié)了原簡易測試板的接線方式隨意性較大、不規(guī)范，經(jīng)常會造成檢測參數(shù)量值波動大，一致性差等問題，有時甚至?xí)o法檢測到需要檢測的參數(shù)，造成檢測數(shù)據(jù)的丟失等問題。經(jīng)過反復(fù)論證后設(shè)計和生產(chǎn)的一種專用檢測設(shè)備。

通過幾路邏輯開關(guān)來控制產(chǎn)品的加電次序，采用合理的測量轉(zhuǎn)接系統(tǒng)，強(qiáng)化了測控盒內(nèi)部線路布置的規(guī)范化和合理化，使測控盒具有了在檢測產(chǎn)品的不同參數(shù)時，不需要來回更換檢測儀器的連接狀態(tài)，通過撥動邏輯開關(guān)就可以直接對產(chǎn)品進(jìn)行各個工作狀態(tài)的檢測，達(dá)到了快速和準(zhǔn)確檢測的目的。

測控盒由測控盒主體和測試電纜組成：（見圖1）。

測試電纜：用于連接測控盒與被測產(chǎn)品。

測控盒：用于檢測產(chǎn)品的電性能參數(shù)的專用檢測設(shè)備。

它可以通過測試電纜迅速的將測控盒與被測產(chǎn)品連接，通過測控盒上的邏輯功能轉(zhuǎn)換開關(guān)可以迅速的進(jìn)行電性能檢測。

4.易測試板與測控盒的比較

4.1.壓分壓值的一致性的比較

簡易測試板測量的高壓分壓值與復(fù)測分壓結(jié)果差異較大。而采用測控盒后，可以大大提高初測分壓值與復(fù)測分壓值結(jié)果的一致性，準(zhǔn)確反映產(chǎn)品的真實(shí)值。

4.2.作效率比較

以檢測10臺產(chǎn)品電性能為例，進(jìn)行高溫試驗(yàn)2小時試驗(yàn)。并要求在試驗(yàn)結(jié)束前8分鐘進(jìn)行檢測電性能，工作效率比較見表1。

在進(jìn)行環(huán)境溫度試驗(yàn)時，可以一次性放入試驗(yàn)箱內(nèi)10臺產(chǎn)品，用改進(jìn)后的10根測試電纜一一對應(yīng)地引出試驗(yàn)箱外（原簡易測試板由于更換產(chǎn)品和測試時間限制最多只能做三臺），在檢測10臺產(chǎn)品時，通過試驗(yàn)箱外快速的更換測試電纜，在很短的時間內(nèi)就能完成檢測工作。

由此可以看出，測控盒的投入使用，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量，也大大縮短了產(chǎn)品在整個環(huán)境試驗(yàn)所需要的檢測時間，實(shí)現(xiàn)了一套檢測設(shè)備對多臺產(chǎn)品的檢測工作。大大地提高了工作效率。

表1.

4.3.靠性和可操作性的比較

產(chǎn)品的檢測參數(shù)需要進(jìn)行不同的電壓輸入和不同的操作程序，稍不注意就會造成檢測過程中操作的錯誤。使應(yīng)該加電的檢測參數(shù)沒有加電，而不應(yīng)該提前加電的卻提前加電了。設(shè)計了測控盒通過幾路邏輯開關(guān)控制產(chǎn)品的加電次序，防止了誤操作現(xiàn)象的發(fā)生，同時通過測控盒與被測產(chǎn)品的良好連接方式和測控盒采用合理的測量轉(zhuǎn)接的設(shè)計，強(qiáng)化了測控盒內(nèi)部線路布置的規(guī)范化和合理化，使測控盒在檢測產(chǎn)品的不同參數(shù)時，不需要來回變換檢測儀器的連接狀態(tài)，只需撥動開關(guān)就可進(jìn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，使測量的數(shù)據(jù)真實(shí)、有效，避免了操作混亂導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)丟失等問題。同時也避免了檢測儀器和試驗(yàn)設(shè)備引起的測量干擾等問題，從而提高了檢驗(yàn)測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和唯一性。

5.驗(yàn)驗(yàn)證與改進(jìn)

5.1.決測試高壓分壓值偏高問題

測試盒在與產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)件的配試過程中，所測得的高壓分壓值均比實(shí)際高壓分壓值偏大。經(jīng)過分析和模擬試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，這主要是由于高壓分壓測試回路與低壓加電回路共享地線所引起的。用2m長電纜作地線，該地線電阻R≈0.3Ω，當(dāng)給產(chǎn)品加電工作前，地線將有U地＝I*R＝0.4*0.3＝0.12V電壓降存在；當(dāng)給產(chǎn)品加電工作時，地線將有U地＝I×R＝0.8×0.3＝0.24V電壓降存在。因而使測試的產(chǎn)品高壓分壓值升高。采取的糾正措施就是在測試盒內(nèi)部單獨(dú)引一根測試地線。經(jīng)改進(jìn)后的測試盒與產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)件配試后，產(chǎn)品的高壓分壓值恢復(fù)正常顯示。

5.2.電強(qiáng)度與絕緣電阻不符合要求

測控盒在輸入端插座各芯線與芯線之間、芯線與殼體之間應(yīng)能承受500V、1min交流電抗電強(qiáng)度以及絕緣電阻不小于50MΩ（100V）的要求。在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)不能通過絕緣電阻和抗電強(qiáng)度要求，經(jīng)過分析和模擬試驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，由于面板上使用香蕉插座（測量使用）不當(dāng)引起的問題，原因是香蕉插座金屬導(dǎo)電體部分與測控盒的面板（酚醛玻璃布板）是緊密配合的，當(dāng)面板受潮時其絕緣性能必然下降，最終導(dǎo)致其測控盒的抗電強(qiáng)度和絕緣性能不好。改進(jìn)的方法是用接線柱替換原來使用的香蕉插座，接線柱的金屬導(dǎo)電體部分是有機(jī)玻璃制作的隔離體固定座，安裝在測控盒面板上可以完全與與測控盒面板隔離。經(jīng)改進(jìn)后的測試盒，在進(jìn)行絕緣電阻和抗電強(qiáng)度檢測中完全可以達(dá)到產(chǎn)品規(guī)定要求。

6.論

測控盒實(shí)現(xiàn)了在一個測試平臺上，在不必更換測試連接線狀態(tài)的情況下，可以快速、準(zhǔn)確的對產(chǎn)品進(jìn)行各個工作狀態(tài)的檢測。尤其在進(jìn)行各項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)檢驗(yàn)時，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境試驗(yàn)各種檢驗(yàn)項(xiàng)目之間的快速轉(zhuǎn)換，極大的縮短了檢測時間。實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品在檢測過程中的快捷準(zhǔn)確，彌補(bǔ)了測試線路及測試狀態(tài)的不確定造成的信號干擾及測試數(shù)據(jù)丟失的缺陷，使檢測數(shù)據(jù)更加具有唯一性。達(dá)到了設(shè)計和使用的要求。

[1] 林震、張愛民，談高加速壽命試驗(yàn) 環(huán)境技術(shù)，2002( 4)

[2] 張尚才.控制工程基礎(chǔ)[M].浙江大學(xué)出版社，1991.

A Measurement and Control System Applied into Debugging and Environment Test

By analyzing original testing board, this paper focused on relevant factors that affect debugging and environment test data, and improved traditional testing method. The experiment result shows the measurement and control box proposed in this paper is useful in manufacture debugging and environment test.

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曹智遠(yuǎn) 男 江蘇省張家港 技師