人工智能在電子測試領域的應用展望

周杰

摘要：電子測試的需求和應用范圍也逐步擴大，傾向于自動化、網絡化、集成化。近年來，人工智能相關技術在各個領域發展迅速，傳統的電子測試技術需要考慮與人工智能技術相結合，一方面，測試要適應與人工智能賦能的電子系統的新型測試需求，另一方面，應用人工智能技術可以提升測試本身的效率和精度。

關鍵詞：人工智能;電子測試;自動測試

1引言

電子測試具有智能化、網絡化、綜合化的發展趨勢。電子測試技術智能化發展，既表現在感知交互功能的繼承和發展，又表現在對于數據的精確分析和健康狀態的預測。電子測試的網絡化發展，主要應用于信息的獲取，人們的生產、生活都與網絡息息相關。電子測試的綜合化發展，主要體現在測試功能和需求的多樣性。電子測試最初是由單一功能的測試儀器完成，經過多年的發展，現在的電子測試使用綜合性、集成化的測試儀器或者測試系統，并且從簡單的數據采集到故障狀態的閾值判斷，再到統計推斷或神經網絡算法進行健康預測的引入;從人與儀器的簡單交互，到人與復雜測試系統的交互，再到圖像識別、語音識別等智能交互方式的引入。智能化、網絡化、綜合化三者相輔相成，智能化是電子測試網絡化、綜合化實現的基礎保障，網絡化解決了智能化對于數據高效傳輸和共享的需求，綜合化是測試智能化、網絡化的具體體現。

2人工智能在電子測試領域的應用分析

2.1基于人工智能的抗電強度試驗方法

定義：

——破壞性放電：固體、液體、氣體介質及組合介質在高電壓作用下，介質強度喪失的現象。破壞性放電時，放電完全橋接被試絕緣，電極間的電壓迅速下降到零或接近于零。

——閃絡：沿絕緣介質表面發生的破壞性放電。

——火花放電：在氣體或液體介質中發生的破壞性放電。

——擊穿：在固體介質中發生的破壞性放電。

——紋波：紋波是對直流電壓算術平均值的周期性脈動。

——紋波幅度：紋波的最大值與最小值之差的一半。

a.直流電壓試

驗電壓波形：除非有關設備標準另有規定，施加到樣品上的試驗電壓應為紋波系數不大于3%的直流電壓。要注意到接入樣品和試驗條件可能影響紋波系數。容許偏差：如果有關的設備標準沒有其他規定，規定和測量到的試驗電壓值之間容許有±3%的偏差。容許偏差為規定值和測量值之間的偏差。它與測量誤差不同，測量誤差是測量值和真值之間的偏差。試驗電源的特性應滿足在相當短的時間內完成對試品電容充電的要求，當試品電容很大時，也允許長達幾分鐘的充電時間，電源（包括儲能電容）還應能供給泄漏和吸收電流以及任何內部和外部的局部放電電流，試驗中電壓降不應超過5%[1]。

試驗電壓施加：對試品施加電壓時應從足夠低的電壓值開始，以防止操作瞬變過程引起的過電壓的任何影響，然后應緩慢地升高電壓以便能在儀器儀表上準確讀數，但也不能太慢，以免造成接近試驗電壓時試品上承受電壓時間過長。對于型式試驗，若試驗電壓達75%以上，以每秒5%試驗電壓的速率上升，通常可以滿足上述要求。將試驗電壓保持到規定的時間后，切斷充電電源，通過適當電阻由濾波電容器和試品放電來降低電壓。達到穩態的時間取決于試品部件的電阻和電容。如果試品上沒有破壞性放電發生，則試驗滿足要求。

b.交流電壓試驗

電壓波形：試驗電壓頻率一般為45Hz～65Hz的交流電壓，通常稱為工頻試驗電壓。試驗電壓的波形應接近正弦波，正、負半波應近似一致。如果峰值與方均根值之比處在√2±0.07的范圍內，則可認為滿足要求。容許偏差：如果有關設備無另外規定，規定的試驗電壓值與試驗電壓的測量值之間的允許偏差為±3%。試驗回路中的試驗電壓應足夠穩定，它不應受泄漏電流的影響。試驗電壓施加方法基本同直流試驗方法。但將試驗電壓保持規定時間后，然后迅速降低，但不能突然切斷，以免可能出現瞬變過程而導致故障或造成不正確的試驗結果。只要在試品上沒有破壞性放電發生，則認為試驗通過。

2.2基于人工智能的抗電強度試驗步驟

2.1.1功能檢查

1.主要檢查儀器的功能是否正常，輸出電壓是否能準確實在地加到了試品上。首先確定需施加的電壓值和設置的漏電流報警限，然后用一標準電阻驗證儀器輸出電壓是否與顯示電壓一致，儀器測試夾具及連線是否完好，漏電流到設定值是否能正確報警。如，需用3000V交流電試驗被試樣品時，設定漏電流報警限為10mA，則可用一300K歐姆的標準電阻來驗證，將標準電阻連接到耐壓儀輸出端，當輸出電壓剛超過3000V時耐壓儀能正確報警且顯示正確的電壓。功能檢查完應作好功能檢查記錄，一般要求每天上午或下午第一次作測試時需進行功能檢查[2]。

2.2.2試品準備

a.將可能影響試驗結果的允許斷開的元件斷開：——GB8898-2001：與受試絕緣并聯的復合規定要求的電阻器、電容器和阻容單元予以斷開。會妨礙試驗進行的電感器和繞組也應予以斷開。——GB4943-2001：與被試絕緣并聯的提供直流通路的元件（如濾波電容器的放電電阻和限壓裝置）應斷開。

b.為了避免損壞與被試絕緣無關的元器件或絕緣，可將集成電路或類似的電路斷開或采用等電位連接。可以將可觸及導電零部件連接到一起。

c.對絕緣材料外殼，應將金屬箔貼在可觸及零部件上。金屬箔要放置得當，避免絕緣的邊緣發生閃絡。使用背膠的金屬箔時，該膠應為導電膠。

d.對加強絕緣和較低等級的絕緣并用的設備，應對該絕緣進行適當的處理，以保證既能對該絕緣進行規定的抗電強度試驗，又能保證加到加強絕緣上的電壓不會使基本絕緣或附加絕緣承受超過規定的電壓應力。

3結束語

從行業生態角度，不論是底層儀器設備設計，還是上層測試系統、測試流程搭建，都需要人工智能的深入滲透。從技術角度，以云平臺為依托，以大數據存儲和分析技術為基礎，構建全生態內的測試儀器產品設計、測試系統設計、算法設計、交互設計等的通用規范。從行業發展角度，通過測試儀器與產品、測試系統、共用技術、人才支撐與人工智能的結合，逐步構建基于人工智能的電子測試新生態，實現以測試儀器為主要客戶，以測試儀器硬件軟件為基礎內容，以測試儀器應用為主要服務，以測試儀器終端為物聯網擴展的生態圈。

參考文獻：

[1]吳樂，殷小房，張睿純.新形勢下電子測試技術的需求與發展分析[J].科技創新與應用，2013，13：116.[3]人工智能標準化白皮書（2018版）[Z].

[2]劉恩朋，楊占才，靳小波.國外故障預測與健康管理系統開發平臺綜述[J].測控技術，2014.33.9.