一種應用于調試與環境試驗的測控盒

文 | 中國工程物理研究院電子工程研究所 曹智遠 王利明 宋 哲

一種應用于調試與環境試驗的測控盒

文 | 中國工程物理研究院電子工程研究所 曹智遠 王利明 宋 哲

在分析原簡易測試板的基礎上，著重研究影響調試與環境試驗測試數據的有關因素，并對傳統測試方法進行了改進，并通過實驗的驗證，研制出了可用于生產調試和環境試驗的測控盒。

測控盒；調試；環境試驗

1.言

在某產品研制試驗過程中，要進行生產過程中的調試，及生產后的環境試驗的質量檢驗。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，會造成對同一臺產品的測量數據偏差較大，對該臺產品的質量分析造成困難。通過設計相應的測試盒以及對測試盒編寫的技術要求規范，實現了產品在生產調試和環境試驗檢測過程中，檢驗數據測量的快捷準確，彌補了因測試線路測試狀態的不確定造成的信號干擾及測試數據丟失的不足，提高了調試和檢測的效率，使檢測數據更加具有唯一性。

2.統的調試與環境試驗方法

某產品在生產初樣階段的環境試驗檢測時,沒有專用的檢測設備。只能依據技術條件要求，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，并做出相應的標識，在產品檢測時，需將測試電纜對應引線一一固定在簡易測試板的香蕉插座上，由于測試狀態的有一定的隨意性，導致對同一臺產品每一次的測量值數據偏差較大，為質量分析造成一定的困難。并且在更換其它工作狀態檢測時由于需重新更換測試電纜，要重新檢查測試狀態，稍有不慎接錯線路，就會導致質量事故的發生。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范等問題，這些問題導致在使用過程中極易發生低級的質量事故。而且由于檢測環節和試驗項目繁多，以及產品的大批量生產。傳統的調試與環境試驗方法已無法滿足在大批量生產時的工作需要。

某產品在生產過程中的主要特點是生產的數量大、檢測環節和試驗項目繁多、并且要求檢驗周期很短。

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

產調試和環境試驗檢驗任務的需要。通過對技術條件和圖紙以及相關環境試驗條件要求的檢驗試驗項目進行了認真梳理，并對在檢測中容易發生干擾等問題進行了大量的試驗和論證，為生產調試和環境試驗的檢驗設計了一套檢驗測控盒。

3.試盒的設計

測控盒是依據被測產品技術條件要求的測試原理，總結了原簡易測試板的接線方式隨意性較大、不規范，經常會造成檢測參數量值波動大，一致性差等問題，有時甚至會無法檢測到需要檢測的參數，造成檢測數據的丟失等問題。經過反復論證后設計和生產的一種專用檢測設備。

通過幾路邏輯開關來控制產品的加電次序，采用合理的測量轉接系統，強化了測控盒內部線路布置的規范化和合理化，使測控盒具有了在檢測產品的不同參數時，不需要來回更換檢測儀器的連接狀態，通過撥動邏輯開關就可以直接對產品進行各個工作狀態的檢測，達到了快速和準確檢測的目的。

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品。

測控盒：用于檢測產品的電性能參數的專用檢測設備。

它可以通過測試電纜迅速的將測控盒與被測產品連接，通過測控盒上的邏輯功能轉換開關可以迅速的進行電性能檢測。

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測分壓結果差異較大。而采用測控盒后，可以大大提高初測分壓值與復測分壓值結果的一致性，準確反映產品的真實值。

4.2.作效率比較

以檢測10臺產品電性能為例，進行高溫試驗2小時試驗。并要求在試驗結束前8分鐘進行檢測電性能，工作效率比較見表1。

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

由此可以看出，測控盒的投入使用，確保了產品的質量，也大大縮短了產品在整個環境試驗所需要的檢測時間，實現了一套檢測設備對多臺產品的檢測工作。大大地提高了工作效率。

表1.

4.3.靠性和可操作性的比較

產品的檢測參數需要進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。使應該加電的檢測參數沒有加電，而不應該提前加電的卻提前加電了。設計了測控盒通過幾路邏輯開關控制產品的加電次序，防止了誤操作現象的發生，同時通過測控盒與被測產品的良好連接方式和測控盒采用合理的測量轉接的設計，強化了測控盒內部線路布置的規范化和合理化，使測控盒在檢測產品的不同參數時，不需要來回變換檢測儀器的連接狀態，只需撥動開關就可進行狀態的轉換，使測量的數據真實、有效，避免了操作混亂導致檢測數據丟失等問題。同時也避免了檢測儀器和試驗設備引起的測量干擾等問題，從而提高了檢驗測試數據的準確性和唯一性。

5.驗驗證與改進

5.1.決測試高壓分壓值偏高問題

測試盒在與產品實驗件的配試過程中，所測得的高壓分壓值均比實際高壓分壓值偏大。經過分析和模擬試驗驗證發現，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，當給產品加電工作前，地線將有U地＝I*R＝0.4*0.3＝0.12V電壓降存在；當給產品加電工作時，地線將有U地＝I×R＝0.8×0.3＝0.24V電壓降存在。因而使測試的產品高壓分壓值升高。采取的糾正措施就是在測試盒內部單獨引一根測試地線。經改進后的測試盒與產品實驗件配試后，產品的高壓分壓值恢復正常顯示。

5.2.電強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、芯線與殼體之間應能承受500V、1min交流電抗電強度以及絕緣電阻不小于50MΩ（100V）的要求。在設計過程中發現不能通過絕緣電阻和抗電強度要求，經過分析和模擬試驗驗證發現，由于面板上使用香蕉插座（測量使用）不當引起的問題，原因是香蕉插座金屬導電體部分與測控盒的面板（酚醛玻璃布板）是緊密配合的，當面板受潮時其絕緣性能必然下降，最終導致其測控盒的抗電強度和絕緣性能不好。改進的方法是用接線柱替換原來使用的香蕉插座，接線柱的金屬導電體部分是有機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。經改進后的測試盒，在進行絕緣電阻和抗電強度檢測中完全可以達到產品規定要求。

6.論

測控盒實現了在一個測試平臺上，在不必更換測試連接線狀態的情況下，可以快速、準確的對產品進行各個工作狀態的檢測。尤其在進行各項環境試驗檢驗時，實現了環境試驗各種檢驗項目之間的快速轉換，極大的縮短了檢測時間。實現了產品在檢測過程中的快捷準確，彌補了測試線路及測試狀態的不確定造成的信號干擾及測試數據丟失的缺陷，使檢測數據更加具有唯一性。達到了設計和使用的要求。

[1] 林震、張愛民，談高加速壽命試驗 環境技術，2002( 4)

[2] 張尚才.控制工程基礎[M].浙江大學出版社，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 男 江蘇省張家港 技師