如何快速測(cè)試產(chǎn)品的溫升曲線

　　溫升測(cè)試模型構(gòu)建對(duì)于電子產(chǎn)品性能評(píng)估非常重要。溫升曲線不僅可以協(xié)助工程師驗(yàn)證產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性以及合理性，還能更全面地評(píng)估產(chǎn)品整體性能。那么該如何測(cè)試才能得出準(zhǔn)確的溫升曲線呢?

　　一、溫升測(cè)試

　　為驗(yàn)證電子產(chǎn)品的使用壽命、穩(wěn)定性等特性，通常會(huì)測(cè)試其重要元件(IC芯片、 IGBT等)的溫升，將被測(cè)設(shè)備置于某一特定溫度(如室溫或某一特定溫度)下運(yùn)行，穩(wěn)定后記錄其元件高于環(huán)境溫度的溫升，通過(guò)確定產(chǎn)品各部件的溫升是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許值，以驗(yàn)證產(chǎn)品的可靠性與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性。

　　溫升的目的就是為了采集各測(cè)試點(diǎn)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(nèi);若有異常，則停止試驗(yàn)，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(yùn)算呢?

　　1、傳統(tǒng)測(cè)試方法：

　　使用普通數(shù)采采集被測(cè)物工作溫度后，人工使用EXCEL做大量數(shù)據(jù)運(yùn)算，被測(cè)物工作溫度-固定室溫值;但是傳統(tǒng)方法花費(fèi)大量人工成本、測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確。

　　2、新型數(shù)采測(cè)試方法：

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

　　圖2 運(yùn)算模型

　　二、測(cè)試環(huán)境搭建

　　如在室溫25℃環(huán)境下，做電源溫升測(cè)試，即在所有關(guān)鍵性元器件的表面，比如IGBT、電感等半導(dǎo)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(cè)試方法

　　熱電偶焊點(diǎn)：把熱電偶探頭緊貼在被測(cè)位置，打上膠水;

　　熱電偶走線：機(jī)器內(nèi)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(jìn)出風(fēng)口或其它不安全處引出。

　　當(dāng)有兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A和B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接時(shí)，只要兩結(jié)點(diǎn)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(chǎn)生一個(gè)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)的方向和大小與導(dǎo)體的材料及兩接點(diǎn)的溫度有關(guān)。這種現(xiàn)象稱為“熱電效應(yīng)”，兩種導(dǎo)體組成的回路稱為“熱電偶”，這兩種導(dǎo)體稱為“熱電極”，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)則稱為“熱電動(dòng)勢(shì)”。通過(guò)此模型確定溫升過(guò)程。

　　三、多級(jí)級(jí)聯(lián)的分布式采集

　　當(dāng)測(cè)量場(chǎng)所比較分散時(shí)，測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)與數(shù)據(jù)記錄儀可分開(kāi)安裝，避免遠(yuǎn)距離連接信號(hào)線。 多臺(tái)級(jí)聯(lián)，DM100數(shù)據(jù)采集記錄儀最多可擴(kuò)展至200 個(gè)采集通道， 擴(kuò)展性強(qiáng)，適合多通道數(shù)據(jù)采集記錄。如圖4為級(jí)聯(lián)方式。

　　圖4 級(jí)聯(lián)方式

　　四、數(shù)據(jù)的匯總運(yùn)算

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

　　圖5 Web數(shù)據(jù)