1. Unabhängig davon, ob es sich um einen elektrischen Hochfrequenzsteckverbinder oder einen elektrischen Niederfrequenzsteckverbinder handelt, sind Kontaktwiderstand, Isolationswiderstand und dielektrische Stehspannung (auch als elektrische Festigkeit bezeichnet) die grundlegendsten elektrischen Parameter, um sicherzustellen, dass elektrische Steckverbinder normal funktionieren und zuverlässig. In der Regel elektrisch Die Qualitätskonsistenzprüfung der technischen Bedingungen von Steckverbinderprodukten hat klare technische Indexanforderungen und Testmethoden. Diese drei Prüfpunkte sind auch für Anwender eine wichtige Grundlage, um die Qualität und Zuverlässigkeit von elektrischen Steckverbindern zu beurteilen.
Allerdings gibt es nach langjähriger Erfahrung des Autors in der Prüfung von elektrischen Steckverbindern viele Ungereimtheiten und Unterschiede in der konkreten Umsetzung relevanter technischer Bedingungen zwischen Herstellern sowie zwischen Herstellern und Anwendern. Unterschiede in Faktoren wie Betriebsverfahren, Probenhandhabung und Umgebungsbedingungen wirken sich direkt auf die Genauigkeit und Konsistenz der Testergebnisse aus. Zu diesem Zweck glaubt der Autor, dass es sehr vorteilhaft ist, die Testzuverlässigkeit von elektrischen Verbindern zu verbessern, einige spezielle Diskussionen über die Probleme zu führen, die beim tatsächlichen Betrieb dieser drei herkömmlichen elektrischen Leistungstestgegenstände bestehen.
Darüber hinaus ersetzt mit der rasanten Entwicklung der elektronischen Informationstechnologie eine neue Generation von Multifunktions-Testautomaten nach und nach die ursprünglichen Einzelparameter-Tester. Die Anwendung dieser neuen Testinstrumente wird die Erkennungsgeschwindigkeit, Effizienz, Genauigkeit und Zuverlässigkeit elektrischer Eigenschaften erheblich verbessern.
Spezifisch:
2 Kontaktwiderstandstest
2.1 Wirkprinzip
Betrachtet man die Oberfläche der Steckerkontakte unter einem Mikroskop, so sind zwar die Vergoldung sehr glatt, aber dennoch Unebenheiten von {{0}} Mikrometern zu erkennen. Es ist ersichtlich, dass der Kontakt des gepaarten Kontaktpaares nicht der Kontakt der gesamten Kontaktfläche ist, sondern der Kontakt einiger auf der Kontaktfläche verstreuter Punkte. Die tatsächliche Kontaktfläche muss kleiner sein als die theoretische Kontaktfläche. Abhängig von der Glätte der Oberfläche und der Höhe des Anpressdrucks kann der Unterschied zwischen beiden mehrere tausend Mal betragen. Die eigentliche Kontaktfläche kann in zwei Teile geteilt werden; Eines ist das echte Metall-auf-Metall-Direktkontaktteil. Das heißt, die Kontaktmikropunkte ohne Übergangswiderstand zwischen Metallen, auch bekannt als Kontaktpunkte, werden gebildet, nachdem der Grenzflächenfilm durch Kontaktdruck oder Hitze beschädigt wurde. Dieser Teil macht etwa 0 Prozent der tatsächlichen Kontaktfläche von 5-1 aus. Das zweite sind die Teile, die miteinander in Kontakt sind, nachdem sie den Film durch die Kontaktschnittstelle kontaminiert haben. Weil jedes Metall dazu neigt, in seinen ursprünglichen Oxidzustand zurückzukehren. Tatsächlich gibt es in der Atmosphäre keine wirklich sauberen Metalloberflächen. Selbst sehr saubere Metalloberflächen, die der Atmosphäre ausgesetzt sind, können schnell einen anfänglichen Oxidfilm von wenigen Mikrometern bilden. Beispielsweise dauert es bei Kupfer nur 2-3 Minuten, bei Nickel 30 Minuten und bei Aluminium 2-3 Sekunden, um einen Oxidfilm mit einer Dicke von etwa 2 Mikrometern auf der Oberfläche zu bilden. Auch das besonders stabile Edelmetall Gold bildet aufgrund seiner hohen Oberflächenenergie einen organischen Gasadsorptionsfilm auf seiner Oberfläche. Außerdem bilden auch Staub und dergleichen in der Atmosphäre einen abgelagerten Film auf der Kontaktfläche. Aus mikroskopischer Sicht ist daher jede Kontaktfläche eine kontaminierte Fläche.
Zusammenfassend sollte sich der reale Kontaktwiderstand aus folgenden Teilen zusammensetzen;
1) Konzentrieren Sie sich auf den Widerstand!
Der Widerstand, den die Kontraktion (oder Konzentration) der Stromlinie aufweist, wenn der Strom durch die tatsächliche Kontaktfläche fließt. Nennen Sie es konzentrierten Widerstand oder Kontraktionswiderstand.
2) Membranwiderstand
Schichtwiderstand aufgrund von Kontaktoberflächenfilmen und anderen Verunreinigungen. Aus der Analyse des Zustands der Kontaktfläche; Der Oberflächenverschmutzungsfilm kann in eine festere Filmschicht und eine lockerere Verunreinigungsschicht unterteilt werden. Genauer gesagt kann der Membranwiderstand daher auch als Grenzflächenwiderstand bezeichnet werden.
3) Leiterwiderstand!
Wenn der Kontaktwiderstand der Kontakte des elektrischen Verbinders tatsächlich gemessen wird, wird alles an den Kontaktanschlüssen durchgeführt, sodass der tatsächlich gemessene Kontaktwiderstand auch den Leiterwiderstand der Kontakte außerhalb der Kontaktoberfläche und den Widerstand der Zuleitung selbst umfasst. Der Leiterwiderstand hängt hauptsächlich von der Leitfähigkeit des Metallmaterials selbst ab und seine Beziehung zur Umgebungstemperatur kann durch einen Temperaturkoeffizienten charakterisiert werden.
Zur einfacheren Unterscheidung wird der konzentrierte Widerstand plus der Dünnschichtwiderstand als echter Kontaktwiderstand bezeichnet. Der tatsächlich gemessene Widerstand einschließlich des Leiterwiderstands wird als Gesamtübergangswiderstand bezeichnet.
Bei der eigentlichen Messung des Durchgangswiderstands wird häufig ein Durchgangswiderstandstester (Milliohmmeter) verwendet, der nach dem Prinzip der Kelvin-Brücken-Vierpolmethode konstruiert ist. Der Widerstand R besteht aus den folgenden drei Teilen, die durch die folgende Formel ausgedrückt werden können: R=RC plus RF plus RP, wobei: RC-konzentrierter Widerstand; HF-Filmwiderstand; RP-Leiterwiderstand.
Zweck der Durchgangswiderstandsprüfung ist es, den Widerstand zu ermitteln, der auftritt, wenn Strom durch die elektrischen Kontakte der Kontaktflächen fließt. Wenn große Ströme durch hochohmige Kontakte fließen, kann es zu einem übermäßigen Energieverbrauch und einer gefährlichen Überhitzung der Kontakte kommen. In vielen Anwendungen ist ein niedriger und stabiler Kontaktwiderstand erforderlich, damit der Spannungsabfall über den Kontakten die Genauigkeit der Schaltungsbedingungen nicht beeinträchtigt.
Neben Milliohmmetern können auch Voltammetrie und amperometrische Potentiometer zur Messung von Kontaktwiderständen eingesetzt werden.
Beim Anschluss schwacher Signalkreise haben die eingestellten Prüfparameterbedingungen einen gewissen Einfluss auf die Ergebnisse der Durchgangswiderstandsprüfung. Da Oxidschichten, Öl oder andere Verunreinigungen an der Kontaktfläche haften bleiben, entwickelt sich zwischen den Oberflächen der beiden Kontaktstellen ein Filmwiderstand. Da Folien schlechte Leiter sind, steigt der Kontaktwiderstand mit zunehmender Foliendicke schnell an. Membranen unterliegen einem mechanischen Zusammenbruch unter hohem Kontaktdruck oder einem elektrischen Zusammenbruch unter hoher 0-Spannung und hohem Strom. Bei einigen kleinen Steckverbindern ist der Kontaktdruck jedoch sehr gering, der Arbeitsstrom und die Arbeitsspannung sind nur MA- und MV-Pegel, der Filmwiderstand wird nicht leicht zusammengebrochen, und die Erhöhung des Kontaktwiderstands kann die Stromübertragung beeinträchtigen. Signal.
Eines der Kontaktwiderstands-Testverfahren in GB5095 „Basic Test Procedures and Measurement Methods for Electromechanical Components for Electronic Equipment“, „Contact Resistance-Millivolt Method“, schreibt vor, dass zur Verhinderung des Filmdurchbruchs auf dem Kontaktstück der Teststromkreis Wechselstrom bzw DC-Leerlaufspitzenspannung Sie beträgt nicht mehr als 20 MV und der Strom beträgt nicht mehr als 100 mA während der AC- oder DC-Prüfung.
In GJB1217 "Testmethoden für elektrische Steckverbinder" gibt es zwei Testmethoden: "Low-Level-Kontaktwiderstand" und "Kontaktwiderstand". Der grundlegende Inhalt des Testverfahrens für den Kontaktwiderstand auf niedrigem Niveau ist derselbe wie das Kontaktwiderstand-Millivolt-Verfahren in der oben erwähnten GB5095. Der Zweck besteht darin, die Kontaktwiderstandseigenschaften des CO-Kontakts unter Spannungs- und Stromanwendungsbedingungen zu bewerten, die die physische Kontaktoberfläche oder den möglicherweise vorhandenen nichtleitenden Oxidfilm nicht verändern. Die angelegte Leerlaufprüfspannung darf 20 MV nicht überschreiten und der Prüfstrom muss auf 100 mA begrenzt sein. Dieses Leistungsniveau ist ausreichend, um die Leistung der Kontaktschnittstelle bei geringer elektrischer Erregung darzustellen. Das Durchgangswiderstands-Prüfverfahren dient dazu, den Widerstand zwischen den Enden eines Gegenkontaktpaares oder zwischen den Kontakten und dem Messgerät mit einem bestimmten Strom zu messen. Typischerweise wendet dieses Prüfverfahren einen viel höheren spezifizierten Strom an als frühere Prüfverfahren. Entspricht dem nationalen Militärstandard GJB101 „Allgemeine Spezifikation für kleine kreisförmige schnell trennbare umweltbeständige elektrische Steckverbinder“; der Strom während der Messung beträgt 1A. Nachdem Sie die Kontaktpaare in Reihe geschaltet haben, messen Sie den Spannungsabfall über jedem Kontaktpaar und wandeln Sie den Mittelwert in den Kontaktwiderstand um. Wert.
2.2 Einflussfaktoren
Hauptsächlich beeinflusst von Faktoren wie Kontaktmaterial, Überdruck, Oberflächenzustand, Betriebsspannung und Strom.
1) Kontaktmaterial
Die technischen Bedingungen elektrischer Steckverbinder sehen vor, dass Kontaktköpfe gleicher Spezifikation aus unterschiedlichen Materialien unterschiedliche Kontaktwiderstandsbewertungsindikatoren haben. Zum Beispiel gemäß der allgemeinen Spezifikation GJB101-86 des kleinen runden, schnell trennbaren, umweltbeständigen elektrischen Steckverbinders, der Kontaktwiderstand des Gegenkontakts mit einem Durchmesser von 1 mm, Kupferlegierung, kleiner oder gleich 5 MΩ, Eisenlegierung Kleiner oder gleich 15 MΩ.
2) Überdruck
Der positive Druck eines Vertrags ist die Kraft, die von den miteinander in Kontakt stehenden Oberflächen senkrecht zur Kontaktfläche erzeugt wird. Mit der Erhöhung des Überdrucks nahm auch die Anzahl und Fläche der Kontaktmikropunkte allmählich zu, und die Kontaktmikropunkte gingen von einer elastischen Verformung zu einer plastischen Verformung über. Da der konzentrierte Widerstand allmählich abnimmt, nimmt der Kontaktwiderstand ab. Der Kontaktüberdruck hängt hauptsächlich von der Kontaktgeometrie und den Materialeigenschaften ab.
3) Oberflächenzustand
Die erste Kontaktfläche ist ein lockerer Film, der durch mechanische Adhäsion und Ablagerung von Staub, Kolophonium, Öl usw. auf der Kontaktfläche gebildet wird. Aufgrund des Feinstaubs wird der Film leicht in die mikroskopisch kleinen Vertiefungen der Kontaktfläche eingebettet. Die Fläche nimmt ab, der Kontaktwiderstand steigt und es ist extrem instabil. Zweitens ist der durch physikalische Adsorption und chemische Adsorption gebildete Verschmutzungsfilm hauptsächlich eine chemische Adsorption auf der Metalloberfläche, die durch die Wanderung von Elektronen nach der physikalischen Adsorption erzeugt wird. Daher müssen einige Produkte mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen, wie z. B. elektrische Steckverbinder für die Luftfahrt, saubere Montage- und Produktionsumgebungsbedingungen, perfekte Reinigungsprozesse und notwendige strukturelle Abdichtungsmaßnahmen aufweisen, und Benutzer müssen gute Umgebungsbedingungen für Lagerung und Verwendung haben.
4) Verwenden Sie eine Spannung
Wenn die Betriebsspannung einen bestimmten Schwellenwert erreicht, wird die Filmschicht der Kontaktfolie zerstört und der Kontaktwiderstand wird schnell abfallen. Da der thermische Effekt jedoch die chemische Reaktion in der Nähe des Films beschleunigt, hat er eine gewisse reparierende Wirkung auf den Film. Daher ist der Widerstandswert nichtlinear. Um die Schwellenspannung herum können kleine Schwankungen im Spannungsabfall dazu führen, dass der Strom um einen Faktor von vielleicht dem Zwanzig- oder Zehnfachen variiert. Der Kontaktwiderstand variiert stark, und ohne diesen nichtlinearen Fehler zu verstehen, können beim Testen und Verwenden von Kontakten Fehler auftreten.
5) Strom
Wenn der Strom einen bestimmten Wert überschreitet, erweicht oder schmilzt die durch Elektrifizierung an dem winzigen Punkt der Kontaktschnittstelle erzeugte Joule-Wärme () das Metall, was den konzentrierten Widerstand beeinflusst und dadurch den Kontaktwiderstand verringert.