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[導讀]溫升測試模型構建對于電子產品性能評估非常重要。溫升曲線不僅可以協(xié)助工程師驗證產品設計的可靠性以及合理性,還能更全面地評估產品整體性能。那么該如何測試才能得出準確的溫升曲線呢?

溫升測試模型構建對于電子產品性能評估非常重要。溫升曲線不僅可以協(xié)助工程師驗證產品設計的可靠性以及合理性,還能更全面地評估產品整體性能。那么該如何測試才能得出準確的溫升曲線呢?

一、溫升測試

為驗證電子產品的使用壽命、穩(wěn)定性等特性,通常會測試其重要元件(IC芯片、 IGBT等)的溫升,將被測設備置于某一特定溫度(如室溫或某一特定溫度)下運行,穩(wěn)定后記錄其元件高于環(huán)境溫度的溫升,通過確定產品各部件的溫升是否符合標準規(guī)定的允許值,以驗證產品的可靠性與產品設計的合理性。

溫升的目的就是為了采集各測試點的溫度變化狀況:觀察溫度曲線變化是否合理,如溫升是否在允許范圍內;若有異常,則停止試驗,保存現(xiàn)有數(shù)據(jù),查看并分析原因。如圖1為溫升記錄。

圖1 溫升曲線

那么溫升該如何記錄并運算呢?

1、傳統(tǒng)測試方法:

使用普通數(shù)采采集被測物工作溫度后,人工使用EXCEL做大量數(shù)據(jù)運算,被測物工作溫度-固定室溫值;但是傳統(tǒng)方法花費大量人工成本、測試結果不準確。

2、新型數(shù)采測試方法:

通過Delta運算方法將輸入端(被測物工作溫度)與基準通道(測試環(huán)境溫度,如室溫)測量值的差值,作為該通道的測量值。在溫度測量中,以室溫為基準,便于測量與室溫之間的差值。如圖2。

圖2 運算模型

二、測試環(huán)境搭建

如在室溫25℃環(huán)境下,做電源溫升測試,即在所有關鍵性元器件的表面,比如IGBT、電感等半導體器件或磁性器件,通常使用熱電偶(R、S、B、K、E、J、T、N型)布線。

圖3 測試方法

熱電偶焊點:把熱電偶探頭緊貼在被測位置,打上膠水;

熱電偶走線:機器內部的電線要盡量整齊,用高溫膠帶捆住,走邊槽或電線槽;

熱電偶出線:不得從進出風口或其它不安全處引出。

當有兩種不同的導體或半導體A和B組成一個回路,其兩端相互連接時,只要兩結點處的溫度不同,一端溫度為T,稱為工作端或熱端,另一端溫度為T0 ,稱為自由端(也稱參考端)或冷端,回路中將產生一個電動勢,該電動勢的方向和大小與導體的材料及兩接點的溫度有關。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應”,兩種導體組成的回路稱為“熱電偶”,這兩種導體稱為“熱電極”,產生的電動勢則稱為“熱電動勢”。通過此模型確定溫升過程。

三、多級級聯(lián)的分布式采集

當測量場所比較分散時,測量現(xiàn)場與數(shù)據(jù)記錄儀可分開安裝,避免遠距離連接信號線。 多臺級聯(lián),DM100數(shù)據(jù)采集記錄儀最多可擴展至200 個采集通道, 擴展性強,適合多通道數(shù)據(jù)采集記錄。如圖4為級聯(lián)方式。

圖4 級聯(lián)方式

四、數(shù)據(jù)的匯總運算

模擬信號采集模塊均采用32 位ADC采樣,直流電壓精度高達0.05%,模塊間可進行同步采樣,最快采樣周期100ms/10個點。通道間隔離耐壓1000V AC ,有效屏蔽通道間的干擾。 內置數(shù)字濾波器可有效消除工頻及高頻噪聲干擾,適應現(xiàn)場環(huán)境的變化,穩(wěn)定工作于工業(yè)環(huán)境,從而得到準確的原始運算數(shù)據(jù)。圖5為Web表格導出的數(shù)據(jù)。

圖5 Web數(shù)據(jù)

致遠電子DM100、 DP100數(shù)據(jù)采集記錄儀是一種通用的數(shù)據(jù)采集設備,通過模塊化的設計構架,為用戶提供多樣化的數(shù)據(jù)采集模塊, 全面采集直流電壓、直流電流、數(shù)字量、溫度、濕度等多種傳感器信號數(shù)據(jù),可實時操作并顯示多種測量結果。用戶可對采集到的數(shù)據(jù)進行自 定義運算處理,并實現(xiàn)高可靠性的數(shù)據(jù)存儲記錄功能。DM100、DP100數(shù)據(jù)采集記錄儀從數(shù)據(jù)采集、測量運算到存儲記錄,為用戶提供一個 方便可靠的數(shù)據(jù)采集儀器。

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