一种应用于调试与环境试验的测控盒

文 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 曹智远 王利明 宋 哲

一种应用于调试与环境试验的测控盒

文 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 曹智远 王利明 宋 哲

在分析原简易测试板的基础上，着重研究影响调试与环境试验测试数据的有关因素，并对传统测试方法进行了改进，并通过实验的验证，研制出了可用于生产调试和环境试验的测控盒。

测控盒；调试；环境试验

1.言

在某产品研制试验过程中，要进行生产过程中的调试，及生产后的环境试验的质量检验。由于原测试线路的不足，在测量时因受检测方法和人员操作差异的影响，会造成对同一台产品的测量数据偏差较大，对该台产品的质量分析造成困难。通过设计相应的测试盒以及对测试盒编写的技术要求规范，实现了产品在生产调试和环境试验检测过程中，检验数据测量的快捷准确，弥补了因测试线路测试状态的不确定造成的信号干扰及测试数据丢失的不足，提高了调试和检测的效率，使检测数据更加具有唯一性。

2.统的调试与环境试验方法

某产品在生产初样阶段的环境试验检测时,没有专用的检测设备。只能依据技术条件要求，搭接了一块简易的测试板。方法是在一块胶木板上打孔后安装上香蕉插座，测试电缆采用一端焊接矩形插头连接器与产品连接。另外一端把测试需要的20根引线拨开，露出一段芯线，并做出相应的标识，在产品检测时，需将测试电缆对应引线一一固定在简易测试板的香蕉插座上，由于测试状态的有一定的随意性，导致对同一台产品每一次的测量值数据偏差较大，为质量分析造成一定的困难。并且在更换其它工作状态检测时由于需重新更换测试电缆，要重新检查测试状态，稍有不慎接错线路，就会导致质量事故的发生。而且该简易测试板存在着工作效率低、抗干扰能力低和接线烦琐不规范等问题，这些问题导致在使用过程中极易发生低级的质量事故。而且由于检测环节和试验项目繁多，以及产品的大批量生产。传统的调试与环境试验方法已无法满足在大批量生产时的工作需要。

某产品在生产过程中的主要特点是生产的数量大、检测环节和试验项目繁多、并且要求检验周期很短。

针对以上问题和面对产品大批量的生产形势，因此需要设计一种测试装置，以确保产品大批量生

产调试和环境试验检验任务的需要。通过对技术条件和图纸以及相关环境试验条件要求的检验试验项目进行了认真梳理，并对在检测中容易发生干扰等问题进行了大量的试验和论证，为生产调试和环境试验的检验设计了一套检验测控盒。

3.试盒的设计

测控盒是依据被测产品技术条件要求的测试原理，总结了原简易测试板的接线方式随意性较大、不规范，经常会造成检测参数量值波动大，一致性差等问题，有时甚至会无法检测到需要检测的参数，造成检测数据的丢失等问题。经过反复论证后设计和生产的一种专用检测设备。

通过几路逻辑开关来控制产品的加电次序，采用合理的测量转接系统，强化了测控盒内部线路布置的规范化和合理化，使测控盒具有了在检测产品的不同参数时，不需要来回更换检测仪器的连接状态，通过拨动逻辑开关就可以直接对产品进行各个工作状态的检测，达到了快速和准确检测的目的。

测控盒由测控盒主体和测试电缆组成：（见图1）。

测试电缆：用于连接测控盒与被测产品。

测控盒：用于检测产品的电性能参数的专用检测设备。

它可以通过测试电缆迅速的将测控盒与被测产品连接，通过测控盒上的逻辑功能转换开关可以迅速的进行电性能检测。

4.易测试板与测控盒的比较

4.1.压分压值的一致性的比较

简易测试板测量的高压分压值与复测分压结果差异较大。而采用测控盒后，可以大大提高初测分压值与复测分压值结果的一致性，准确反映产品的真实值。

4.2.作效率比较

以检测10台产品电性能为例，进行高温试验2小时试验。并要求在试验结束前8分钟进行检测电性能，工作效率比较见表1。

在进行环境温度试验时，可以一次性放入试验箱内10台产品，用改进后的10根测试电缆一一对应地引出试验箱外（原简易测试板由于更换产品和测试时间限制最多只能做三台），在检测10台产品时，通过试验箱外快速的更换测试电缆，在很短的时间内就能完成检测工作。

由此可以看出，测控盒的投入使用，确保了产品的质量，也大大缩短了产品在整个环境试验所需要的检测时间，实现了一套检测设备对多台产品的检测工作。大大地提高了工作效率。

表1.

4.3.靠性和可操作性的比较

产品的检测参数需要进行不同的电压输入和不同的操作程序，稍不注意就会造成检测过程中操作的错误。使应该加电的检测参数没有加电，而不应该提前加电的却提前加电了。设计了测控盒通过几路逻辑开关控制产品的加电次序，防止了误操作现象的发生，同时通过测控盒与被测产品的良好连接方式和测控盒采用合理的测量转接的设计，强化了测控盒内部线路布置的规范化和合理化，使测控盒在检测产品的不同参数时，不需要来回变换检测仪器的连接状态，只需拨动开关就可进行状态的转换，使测量的数据真实、有效，避免了操作混乱导致检测数据丢失等问题。同时也避免了检测仪器和试验设备引起的测量干扰等问题，从而提高了检验测试数据的准确性和唯一性。

5.验验证与改进

5.1.决测试高压分压值偏高问题

测试盒在与产品实验件的配试过程中，所测得的高压分压值均比实际高压分压值偏大。经过分析和模拟试验验证发现，这主要是由于高压分压测试回路与低压加电回路共享地线所引起的。用2m长电缆作地线，该地线电阻R≈0.3Ω，当给产品加电工作前，地线将有U地＝I*R＝0.4*0.3＝0.12V电压降存在；当给产品加电工作时，地线将有U地＝I×R＝0.8×0.3＝0.24V电压降存在。因而使测试的产品高压分压值升高。采取的纠正措施就是在测试盒内部单独引一根测试地线。经改进后的测试盒与产品实验件配试后，产品的高压分压值恢复正常显示。

5.2.电强度与绝缘电阻不符合要求

测控盒在输入端插座各芯线与芯线之间、芯线与壳体之间应能承受500V、1min交流电抗电强度以及绝缘电阻不小于50MΩ（100V）的要求。在设计过程中发现不能通过绝缘电阻和抗电强度要求，经过分析和模拟试验验证发现，由于面板上使用香蕉插座（测量使用）不当引起的问题，原因是香蕉插座金属导电体部分与测控盒的面板（酚醛玻璃布板）是紧密配合的，当面板受潮时其绝缘性能必然下降，最终导致其测控盒的抗电强度和绝缘性能不好。改进的方法是用接线柱替换原来使用的香蕉插座，接线柱的金属导电体部分是有机玻璃制作的隔离体固定座，安装在测控盒面板上可以完全与与测控盒面板隔离。经改进后的测试盒，在进行绝缘电阻和抗电强度检测中完全可以达到产品规定要求。

6.论

测控盒实现了在一个测试平台上，在不必更换测试连接线状态的情况下，可以快速、准确的对产品进行各个工作状态的检测。尤其在进行各项环境试验检验时，实现了环境试验各种检验项目之间的快速转换，极大的缩短了检测时间。实现了产品在检测过程中的快捷准确，弥补了测试线路及测试状态的不确定造成的信号干扰及测试数据丢失的缺陷，使检测数据更加具有唯一性。达到了设计和使用的要求。

[1] 林震、张爱民，谈高加速寿命试验 环境技术，2002( 4)

[2] 张尚才.控制工程基础[M].浙江大学出版社，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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曹智远 男 江苏省张家港 技师