PTCR老化特性测试仪控制电缆

PTCR老化特性测试仪

PTCR老化特性测试仪 2011年12月09日 来源： 1引言 众所周知，PTCR热敏电阻是一种热开关型元件，其特点(如图1—1所示)是常温电阻低，而工作状态下的平衡电阻又比较高，这种奇特特性使PTCR元件已广泛应用于工业电子设备、通讯和家用电器产品中［1，2］。由于PTCR元件的大量使用，使得PTCR元件的生产规模变得越来越大，这就对PTCR自身的可靠性提出了更高的要求。因此，在产品批量应用前必须进行老化特性测试，以确保其应用可靠性。 老化特性测试指PTCR元件在额定的工频电压下通过规定的初始电流，通电一定时间，然后断电一定时间待元件温度冷却后，再次通断电，如此反复经受多次冲击的能力。工业化大生产讲求的是效率，元件在批量生产前及出厂前都要被测试，而且测试时间很长，一般要经历1000小时甚至数月，这就对测试仪的工作效率提出了很高的要求。目前国内现在PTCR元件的测试方面还远远没有达到高效和高自动化。PTCR多工位老化特性测试仪的研制正是为解决这一问题而专门设计的，可以对同批次不同工艺样品或不同批次样品同时进行测量，便于分析比较，测试效率提高。　　2测试仪的基本原理和构成 由于PTCR热敏电阻的热开关特性，其特点是常温电阻低，加压(≥220VAC)瞬间冲击电流很大(几安培～几十安培)，加电后由于元件自热升温，导致阻值迅速增加，而流过样品的电流迅速衰减。采用通常的加压方法，如果一次加压的样品数量多，其初始电流非常大，容易引起供电设备的损坏，为此必须采用顺序加压的方式提高检测效率。 据此，我单位曾研制了LH－A型老化特性试验仪，工位数为10只。图2—1是该仪器的基本工作原理，启动时断电器K闭合，10路元件依次加上电压，间隔时间为1s，当达到规定的通电时间后继电器K断开，10路样品同时断电，断电时间到后冲击次数加1，且仪器开始下一次冲击，直至达到设置的冲击次数后自动停止测试。通／断时间及冲击次数均设置可调，它适合于实验室、技术部门掌握PTC元件冲击试验的要求，但由于需要手工测试，且工位数较少，不能满足大规模的老化测试要求。　　 从上述仪器的工作过程看，加电过程是顺序加电，而断电则为同时，也就是说第1个样品和第10个样品加电时间在一个周期内相差9s，当冲击次数上1000次甚至更多时，样品之间的加电时间相差很远，由此可能带来很大的测量误差，导致测试结果不准确。 此外，当批量生产的产品合格率较低时，由于每一样品回路靠保险丝保护，当某一路样品击穿后，由于保险丝的熔断特性，不仅使样品烧毁，而且使夹具烧毁，测试过程中出现明火导致测试的安全性大大降低，且失效样品通道没有指示。如果中途全部样品击穿，仪器也要继续测试直至冲击次数到达设定值(除非人工停止)。 因此，针对现有LH－A老化特性测试仪的以上缺点，本文主要研制多工位PTCR老化特性测试仪，使测试工位增至50位(最多可达90位)，同时，每一测试回路都有击穿(过电流)保护电路，确保当一路样品击穿时该路保护电路作用，仅将该测试回路断开而不影响其余回路的测试工作，同时对测试夹具进行保护，无须频繁地更换保险和夹具，从而使测试效率大大提高，且测试成本降低。系统测试工作的基本原理如图2—2所示。　3测试仪硬件设计 根据图2—2老化特性测试原理，图中，单片机为AT89C51，RL为限流电阻，K0为通电／断电继电器，K1～KN工位选通继电器，RPTC1～RPTCN为PTCR测试样品，RS1～RSN为取样电阻，Fusel～FuseN为保险，保护1～保护N为过电流检测、保护电路。多工位PTCR老化特性测试仪设计的关键之处在于能够同时测量多工位的夹具设计；上料模板设计；PLD顺序通断控制及驱动电路；过电流检测、保护电路等。整个过程由单片机控制完成。3.1专用测试夹具及上料模板 夹具设计工位多达90个(可按用户要求

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