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,穩定后記錄其元件高于環境溫度的溫升,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,保存現有數據,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、傳統測試方法:
使用普通數采采集被測物工作溫度后,人工使用EXCEL做大量數據運算,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,便于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)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、多級級聯的分布式采集
當測量場所比較分散時,測量現場與數據記錄儀可分開安裝,避免遠距離連接信號線。 多臺級聯,DM100數據采集記錄儀zui多可擴展至200 個采集通道, 擴展性強,適合多通道數據采集記錄。如圖4為級聯方式。
圖4 級聯方式
四、數據的匯總運算
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,zui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。 內置數字濾波器可有效消除工頻及高頻噪聲干擾,適應現場環境的變化,穩定工作于工業環境,從而得到準確的原始運算數據。圖5為Web表格導出的數據。
圖5 Web數據。
致遠電子DM100、 DP100數據采集記錄儀是一種通用的數據采集設備,通過模塊化的設計構架,為用戶提供多樣化的數據采集模塊, 全面采集直流電壓、直流電流、數字量、溫度、濕度等多種傳感器信號數據,可實時操作并顯示多種測量結果。用戶可對采集到的數據進行自 定義運算處理,并實現高可靠性的數據存儲記錄功能。DM100、DP100數據采集記錄儀從數據采集、測量運算到存儲記錄,為用戶提供一個 方便可靠的數據采集儀器。