溫升測試模型構建對於電子產品性能評估非常重要。 溫升曲線不僅可以協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。 那麼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、穩定性等特性, 通常會測試其重要元件(IC晶片、 IGBT等)的溫升, 將被測設備置於某一特定溫度(如室溫或某一特定溫度)下運行, 穩定後記錄其元件高於環境溫度的溫升, 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採集各測試點的溫度變化狀況:觀察溫度曲線變化是否合理, 如溫升是否在允許範圍內;若有異常, 則停止試驗, 保存現有資料, 查看並分析原因。 如圖1為溫升記錄。
圖1 溫升曲線
那麼溫升該如何記錄並運算呢?
1、傳統測試方法:
使用普通數采採集被測物工作溫度後, 人工使用EXCEL做大量資料運算, 被測物工作溫度-固定室溫值;但是傳統方法花費大量人工成本、測試結果不準確。
2、新型數采測試方法:
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, 便於測量與室溫之間的差值。 如圖2。
圖2 運算模型
二、測試環境搭建
如在室溫25℃環境下, 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)佈線。
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:機器內部的電線要儘量整齊, 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。 這種現象稱為“熱電效應”,
三、多級級聯的分散式採集
當測量場所比較分散時, 測量現場與資料記錄儀可分開安裝, 避免遠距離連接信號線。 多台級聯, DM100資料獲取記錄儀最多可擴展至200 個採集通道, 擴展性強, 適合多通道資料獲取記錄。 如圖4為級聯方式。
圖4 級聯方式
四、資料的匯總運算
類比信號採集模組均採用32 位元ADC採樣, 直流電壓精度高達0.05%, 模組間可進行同步採樣, 最快採樣週期100ms/10個點。 通道間隔離耐壓1000V AC , 有效遮罩通道間的干擾。 內置數字濾波器可有效消除工頻及高頻雜訊干擾, 適應現場環境的變化, 穩定工作於工業環境,
圖5 Web資料
致遠電子DM100、 DP100資料獲取記錄儀是一種通用的資料獲取設備, 通過模組化的設計構架, 為使用者提供多樣化的資料獲取模組, 全面採集直流電壓、直流電流、數位量、溫度、濕度等多種感測器信號資料, 可即時操作並顯示多種測量結果。 使用者可對採集到的資料進行自 定義運算處理, 並實現高可靠性的資料存儲記錄功能。 DM100、DP100資料獲取記錄儀從資料獲取、測量運算到存儲記錄, 為使用者提供一個 方便可靠的資料獲取儀器。