在上一篇關于自動電氣測試基礎知識的文章中,我們比較了手動和自動電纜/線束測試。我們將繼續討論提到的主題之一,特別是自動化電纜/線束測試儀如何進行測量。這是一個經常被忽視的主題,但了解一些基本概念可以更好地關注更復雜的問題。
這很容易實現,因為雖然工程師在引擎蓋下融入了一些驚人的技巧,但基本過程很簡單。這些過程可以在三個基本測量中看到 - 連續性,低壓隔離和高壓測試。讓我們首先研究一下電子學中的基本公式之一,歐姆定律,它描述了一個簡單的電路中電壓(V),電流(I)和電阻(R)之間的關系,公式為V = IR。
互聯網上有許多描述歐姆定律的優秀資源,因此對于我們的目的,了解變量之間的數學關系就足夠了。與所有具有三個變量的類似方程一樣,如果其他兩個變量已知,則可以計算第三個變量。有些人發現三角形視覺很有幫助,因為它可以很容易地找到適當的公式來計算未知的符號(圖1)。在進行數學計算時,重要的是要記住,電壓的測量單位是伏特,電流是安培,電阻是歐姆。
了解在簡單的串聯直流電路中,任何給定點的電流與任何其他點的電流相同也很有用。在同一電路中,可以測量未知電阻上的電位差(壓降)。在自動電纜/線束測試儀的情況下,未知電阻是被測器件(DUT)。
在執行連續性測試時,連接的質量通過其電阻進行評估,驗收標準以歐姆或歐姆的分數為單位。通常,連接的電阻越低越好。因此,如果測量值小于或等于指定值,則測試通過。有時,這被稱為"通過-如果-低于"測試。
測試儀一次執行兩個點的連續性測試,無論電路的大小如何(通常稱為網絡,或簡稱網絡),方法是將電流源連接到網絡中的一個點,同時將網絡中的另一個點保持在地面上,并通過將它們既不連接到電流源也不連接到地來浮動所有剩余的點。一些測試人員對網絡中的每個連續性測試使用相同的源點,而其他測試人員則使用原始測試中的接地點作為后續測試的源點來逐步通過網絡,如下面的簡單示例所示(圖2)。任何一種方法都是可以接受的。
為了執行每個步驟,測試儀將穩定的校準電流施加到DUT,然后測量通過電路從源頭到地的壓降。電阻是使用歐姆定律計算的,方法是將測得的壓降除以已知電流(R=V/I)。將結果與指定的閾值進行比較,以確定通過或失敗條件。
當執行低壓隔離測試以確保不存在意外連接(短路)時,驗收條件再次設置為電阻值,除非通過/未通過閾值以千歐姆或兆歐為單位設置,如果測量值超過閾值,則測試通過。使用"如果通過"測試,因為隔離網之間的電阻越大越好。
為確保不存在短網,必須對所有蚊帳進行對照所有其他蚊帳進行測試。確切的過程可能會有所不同,但為了簡單起見,我們假設測試儀將電流源應用于每個網絡中的一個或多個點,同時將網絡中的其他點浮動(將它們既不連接到當前源也不連接到接地),并將DUT中的所有其他點保持在地面(圖3)。
測量從源頭到地的壓降,并再次使用歐姆定律來計算電阻。它通過一次將源應用于一個網絡來逐步完成此過程。如果任何隔離測試失敗,測試人員最初只知道故障發生在源網絡和保持在地面上的網絡組之間。因此,它隨后執行搜索例程以標識被短路的網絡。
類似的過程也適用于高壓測試。然而,高壓測試通常包括兩個單獨的測試 - 介電耐受性(DW或DWV)和絕緣電阻(IR)。同樣,我們將簡要介紹一下這一點以了解基本過程,因此我們將使用簡單的定義。DW測試確保被測器件在規定的時間內承受指定的電壓。測試設備設計用于識別瞬態條件,如電弧,其中電流快速尖峰。紅外測試可確保電路之間的電阻滿足所需的最小值。
DW測試可以使用交流或直流電壓進行,通過/未通過閾值設置為以微安或毫安為單位的最大電流。DW是一種"如果低于通過"測試,這意味著如果電流測量值在測試持續時間內保持在閾值以下(隔離網之間的電流越低越好),測試通過。紅外測試始終使用直流電壓進行,并將通過/未通過閾值設置為電阻,通常為兆歐或千兆歐姆。IR是一種"如果通過"測試,這意味著如果測量值大于閾值,測試通過(隔離網絡之間的電阻越大越好)。通常,DW 測試和 IR 測試按順序執行,首先執行 DW 測試。在這兩種情況下,測量都是在預期是電氣隔離的網之間進行的。
該過程可能存在變化,但與低壓隔離測試一樣,每個網絡都必須針對所有其他網絡進行測試。這樣做的標準過程是將高壓源連接到一個網絡中的所有點,而所有其他網絡都保持在地面上(圖4)。
同時測量從源頭流向地的電流。測量的電流用于確定DW測試的通過/未通過狀態,而歐姆定律用于通過將電壓除以測量的電流(R = V / I)來計算IR測試的電阻。然后將計算出的電阻與IR閾值進行比較,以確定通過/失敗條件。我們將來會更詳細地介紹高壓測試,但現在足以說明,預計在電氣隔離的網之間流動的電流非常少。
與低壓隔離測試一樣,如果發生故障,測試人員只知道故障發生在高電位的網絡和保持在地面上的網絡組之間。如果發生 DW 故障,測試人員將報告處于高潛力的網絡,但它通常不會執行搜索來識別發生故障的特定網絡。首先,這是因為弧事件不可靠可重現,這通常使搜索無效。但是,IR故障通常是可重現的,因此具有搜索功能的測試人員可以識別發生故障的網絡。
希望這個簡短的總結將消除圍繞自動化電氣測試的一些謎團,并有助于為更好地了解測試過程奠定基礎。